板带轧制厚度高精度控制

第16页
1 轧件厚度控制概述
张力秒流量
它是由入口测厚仪测出入口带钢的厚度偏差，由入口激光测速仪测出入 口带钢的速度，由出口激光测速仪测出出口带钢速度，由秒流量公式计 算出出口带钢的厚度偏差，通过机架间张力来消除带钢厚度偏差。
目标出口厚度
+-
过程控制 设定计算 模型系统
厚度偏差
控制算法 （弹跳方程）
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2009-8-23
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1 轧件厚度控制概述
厚度控制的关键问题
硬件 n轧机刚度 n检测仪表、液压及计算机控制系统特性 软件 n数学模型（控制系统：神经中枢，模型：灵魂）
－ 强大的自适应能力 － 注重设定计算精度 nAGC系统的功能
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2 热轧带钢轧机的厚度控制
锁定厚度 +
—
补偿量 +
估计 厚度
AGC 控制算法
n 宽度精度：
控制手段：各种AWC、SSC
n 板形：凸度、平坦度 控制手段：各种AFC
n 表面质量：表面缺陷： 划伤、氧化铁轧入、印痕、裂纹、麻点
n 性能：机械性能 ： 强度 韧性 冲击性能 延展性、
电磁性能：低铁损,高磁感应强度磁各向异性
化学性能：耐腐蚀
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1 轧件厚度控制概述
辊缝前馈AGC
它是根据入口测厚仪测得的入口带钢厚度偏差，通过调节液 压压上调整辊缝来消除带钢厚度偏差。
目标入口厚度
+ - 实测入口厚度
过程控制 设定计算 模型系统
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1 轧件厚度控制概述
板带的质量要求
n 厚度精度：纵向厚差 控制手段：各种AGC
计算出口厚度
出
口
入口秒流量
出口速度
秒 流
量
消除厚差
辊缝差基准 +
设定辊缝值
+
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1 轧件厚度控制概述
辊缝秒流量AGC
它是由入口测厚仪测出入口带钢的厚度偏差，由入口激光测速仪测出入口 带钢的速度，由出口激光测速仪测出出口带钢速度，由秒流量公式计算出 出口带钢的厚度偏差，通过调节液压压上调整辊缝来消除带钢厚度偏差。
目标出口厚度
+-
过程控制 设定计算 模型系统
厚度偏差
控制算法 （弹跳方程）
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1 轧件厚度控制概述
AGC控制补偿功能
n REC-COMPEN （轧辊偏心控制）
轧制力
轧制力 测厚仪
输出 GM－AGC厚度 的修正信号
辊缝
附注
辊缝
辊缝 辊缝
液压压下 液压压下
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1 轧件厚度控制概述
厚度控制手段 • 电动AGC 缺点：响应慢、效率低（8％） • 液压AGC（H－AGC），优点
－ 响应速度快 － 控制精度高 － 摩擦损失小，效率高 － 可进行变刚度控制
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1 轧件厚度控制概述
位置传感器和力传感器
位置传感器 nSONY磁尺 数字感应传感器，直接反映磁头在磁 尺的位置 nMTS仪表磁尺伸缩型位置传感器，通过测量脉冲 时间计算位置 软轧制力传感器 n轧制力传感器
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1 轧件厚度控制概述
液压AGC控制方式
n GM-AGC （反馈AGC/轧制力AGC） n FF-AGC （前馈AGC） n KFF-AGC （硬度趋势前馈AGC） n TEC-AGC （压尾AGC） n MN-AGC （监控AGC） n FAST MN-AGC（快速监控AGC）
++
设定 辊缝
+
+
+
—
APC 控制算法
位置 检测
轧机弹跳 计算
轧机偏心 滤波
轧制力 检测
压下 驱动
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1 轧件厚度控制概述
弹跳方程： hi － 轧件厚度 S0－ 空载辊缝
hi
=
S0
+
Pi Km
Pi － 轧制力
Km－ 轧机刚度
P
影响空载辊缝的因素:
P1
B
OA
n来自轧辊本身 －轧辊热膨胀，磨损，椭圆度
P=Km(h-S0)
P=Φ(h)
n 来自轧辊轴承
－油膜厚度（速度）、偏心
n 来自轧机和其它
－ 轧机振动 － 弯辊力
S0
ΔS h
h1 Δh
Hh
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1 轧件厚度控制概述
厚度偏差来源分析
影响轧制力的的因素 n来自轧件
n IMPACT-COMPEN（咬钢冲击补偿）
n LPC-COMPEN （活套补偿）
n DRAFT-COMPEN （入口辊道速度补偿）
n OIL-COMPEN （油膜厚度补偿）
n BEND-COMPEN （弯辊补偿）
n WIDTH-COMPEN （宽度补偿）
n FF-ASC
（前馈板形控制）
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1 轧件厚度控制概述
GM AGC控制框图
根据设定轧制力和实测轧制力通过弹跳方程得到带钢的厚度偏 差，并通过控制液压压上调整辊缝来消除带钢厚度偏差。
设定轧制力
+ - 实测轧制力
把轧机当 做测厚仪
过程控制 设定计算 模型系统
轧制力偏差
控制算法 （弹跳方程）
辊缝差
辊缝调节量
+
设定辊缝值
板带轧制 厚度高精度控制
1
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主要内容
n 轧件厚度控制概述
－ 厚度控制理论－弹塑性曲线 －变刚度控制
－ 厚度控制方法－各类AGC系统
n 热轧带钢的厚度控制
－ 热带轧制中各类AGC的使用
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－温度，尺寸波动，氧化铁皮、水印 n来自轧制工艺
－张力、轧制速度 n其它
－ 轧辊直径 － 摩擦与润滑
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目的
M－AGC 监控AGC
GM－AGC 测厚仪AGC
ABS－AGC 绝对值AGC
MMC 变刚度控制 RE－force 偏心控制
减少稳定段 的偏差和长 周期扰动
减少短周期 的厚度扰动
改善头尾厚 度精度，短 周期厚差
减少短周期 厚差(水印)
减少轧辊偏 心影响
输入
精轧机架出 口测厚仪的 厚度 来自测厚仪 的厚度信号 测厚仪 轧制力
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2 热轧带钢轧机的厚度控制
(1) 由 MMC 和M-AGC实现带 钢本体的厚度控制.
(2) 由ABS-AGC实现轧件头尾的 厚度超差控制.
(3)由RE-AGC 和 RF-REC消除 轧辊偏心对厚度精度的影响
(4) 通过补偿提高厚度精度. n 弯辊力补偿 n 油膜厚度补偿 n 轧件尾部补偿 n 液压杠油柱冲击补偿 n 轧辊热膨胀补偿 (5) 提高数学模型设定计算精度.
轧机机械 轧机牌坊 压下螺丝及附件 液压缸及附件 轧辊面润滑油油膜厚度
轧机控制系统 速度控制 辊缝控制 弯辊控制 轧辊冷却 机架间冷却水控制 润滑控制 轧制力控制 轧辊平衡控制 带钢张力控制 厚度监控器控制
Байду номын сангаас入口轧件 来料厚度、宽度、温度
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计算出口厚度
出
口
入口秒流量
出口速度
秒
流
量
消除厚差
M
速度差基准
+
设定速度值
+
改变张力
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厚度偏差
控制算法 （弹塑性方程）
辊缝差基准 设定辊缝值
+ 位置跟踪
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第17页
2 热轧带钢轧机的厚度控制
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2 热轧带钢轧机的厚度控制
功能
+
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1 轧件厚度控制概述
反馈式厚度自动控制系统
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－ KelK 应变片式力传感器 － ABB 压磁式力传感器 n压力传感器（油压传感器）
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1 轧件厚度控制概述
AGC控制系统
厚差产生原因：
轧辊
轧辊磨损 轧辊偏心 轧辊热胀冷缩 轧辊轴承油膜厚度
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1 轧件厚度控制概述
n 品种质量的竞争 →尺寸精度、组织性能、表面质量
n 厚度控制是尺寸精度控制的最重要指标
n 厚度控制精度已经达到了很高的水平 － 中厚板: ~0.100mm － 热轧带钢：0.025mm （2σ）， 0.050mm（3σ） － 冷轧带钢：0.002mm （3 σ ）