中厚板軋機過程控制模型的研究.pdf

1、該文以首鋼3500mm中厚板軋機改造項目為背景,以中厚板軋機控制模型為主線,對控制模型系統(tǒng)框架、厚度精度控制、溫度控制、板形與板凸度設定控制以及軋制規(guī)程分配等進行了研究,開發(fā)了相應的在線控制軟件,現(xiàn)場應用取得了良好的效果.具體研究內容和主要結果如下:(1)采用影響函數(shù)法分析輥系彈性變形,利用計算結果給出可用于在線控制的輥系變形線性計算模型.將輥系彈性變形模型和全長壓靠彈性曲線結合,構造出精度和完備性都優(yōu)于傳統(tǒng)模型的軋機彈跳新模型.與傳統(tǒng)

2、彈跳模型比較,新模型具有以下優(yōu)點:①軋輥尺寸、軋輥凸度、軋件寬度和軋制力等因素對軋機彈跳的影響都可以通過該模型得到體現(xiàn);②簡化軋機彈跳模型的測量.只需要測量基本輥徑、基本凸度的全長壓靠曲線,然后結合輥系彈性變形計算即可得到完整的彈跳模型,避免換輥后重復測量剛度.證明了剛度差異產(chǎn)生的軋輥微小傾斜對軋制中心線處的設定輥縫基本沒有影響.引入相對油膜厚度零點的概念,并給出相對油膜厚度模型的計算方法和測量方法.分析彈跳方程零點漂移對軋制力模型自學

3、習的影響,得知如果軋件出口厚度的計算全部采用彈跳方程計算值,則彈跳方程零點漂移對軋制力模型的自學習基本沒有影響.(2)選擇適合中厚板軋制過程的變形抗力模型,根據(jù)大量的實驗數(shù)據(jù),提出適合于工程在線用的簡易殘余應變數(shù)學模型,通過理論分析得知采用該模型可以將殘余應變對變形抗力的影響控制在6％以內.構造了合理的變形抗力模型參數(shù)的修正算法來消除溫度模型累計誤差對厚度精度的影響.(3)分析熱輻射和對流、高壓水除鱗、與軋輥接觸產(chǎn)生的熱傳導和軋制塑性功

4、等因素對溫度變化的影響,得出相應的數(shù)學模型.利用該模型分析了厚板溫度梯度與軋件厚度和時間的規(guī)律,為實測表面溫度轉化軋件平均溫度的處理提供了理論支持.針對實測溫度的特點,給出一次除鱗后實測溫度的有效性判斷準則,并利用插值法和相似法給出除鱗后溫度的計算方法.給出開軋溫度的計算算法和自學習算法,使開軋溫度的計算精度更符合實際.結合中厚板控溫軋制的特點,將終軋溫度看成是控溫溫度的單調增函數(shù),并提出相應的算法來確定控溫溫度和終軋溫度.(4)分析了

5、厚度控制系統(tǒng)和板形開環(huán)控制的關系,通過理論推導得出軋制寬薄軋件時,AGC對板形影響較大,而對厚度控制精度貢獻不大.并在此基礎上,提出適用于中厚板軋制的板形鎖定法,理論推導和現(xiàn)場應用均已證明,這種方法能夠在對厚度控制微小影響的前提下,避免軋制寬薄材時板形容易出現(xiàn)邊浪的缺陷.(5)根據(jù)平面形狀控制的要求以及中厚板的軋制特點制定了相應的中厚板軋制策略原則.針對展寬階段的軋制特點,提出展寬階段軋制規(guī)程分配新方法—可變道次的綜合負荷平衡分配法,這

6、種分配方法綜合考慮設備能力的充分發(fā)揮,使得各個道次的綜合負荷函數(shù)值相等.針對伸長階段的軋制特點,提出伸長階段軋制規(guī)程分配新方法—負荷協(xié)調分配法.該方法通過定義一個虛擬最大軋制力限制系數(shù)來調節(jié)各道次軋制力,使得最后三個道次軋制力線性下降,滿足板形控制的要求,而前面道次盡量發(fā)揮軋機的能力采取大壓下量.進而將后三個道次的軋制力下降斜率作為變量,如果出現(xiàn)板形問題,可以通過調整斜率改變軋制負荷的分配.該文的研究結果,針對中厚板在線實時控制,具有很