雙機(jī)架中板軋制過程設(shè)定模型的研究.pdf

1、本文以文豐3000mm中厚板軋機(jī)改造項(xiàng)目為背景，以雙機(jī)架軋機(jī)控制模型為主線，對(duì)雙機(jī)架軋機(jī)過程機(jī)系統(tǒng)框架、軋制過程設(shè)定模型、模型偏差修正方法、雙機(jī)架壓下規(guī)程分配算法和側(cè)彎現(xiàn)象等進(jìn)行了研究，開發(fā)了相應(yīng)的在線控制軟件，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得了良好的效果。具體研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)果如下： (1)針對(duì)文豐中板廠雙機(jī)架軋機(jī)的工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了符合現(xiàn)場(chǎng)要求的軋機(jī)過程控制模型設(shè)定系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以在線完成過程跟蹤、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的在線濾波處理、等待出爐確認(rèn)計(jì)算、坯料測(cè)

2、溫修正計(jì)算、階段修正計(jì)算、道次修正計(jì)算、自學(xué)習(xí)計(jì)算等重要功能。 (2)采用影響函數(shù)法計(jì)算輥系彈性變形對(duì)軋機(jī)彈跳的影響，并建立適合在線設(shè)定計(jì)算的輥系彈性變形模型，該模型預(yù)測(cè)偏差在0.15mm以內(nèi)。針對(duì)實(shí)際軋制過程絕對(duì)油膜厚度零點(diǎn)不確定的現(xiàn)象，引入相對(duì)油膜厚度零點(diǎn)的概念，并給出相對(duì)油膜厚度的測(cè)量和建模方法，從而提高升減速過程的厚度控制精度。 (3)為提高中厚板軋機(jī)板形控制能力，分析不同尺寸錐度的支撐輥對(duì)軋件板凸度控制能力和彎

3、輥控制能力的影響，得知：①當(dāng)錐形的高度增加時(shí)，鋼板出口凸度隨之下降。當(dāng)錐形的高度從0增加到1mm時(shí)鋼板出口凸度下降最快，而在2～3mm之間時(shí)，鋼板凸度基本維持不變。且寬板的凸度控制能力明顯優(yōu)于窄板。②隨著錐形長(zhǎng)度的增加，鋼板出口凸度逐漸下降。如果保持鋼板寬度不變，則鋼板出口凸度近似與錐形長(zhǎng)度呈線性關(guān)系。但寬板的控制能力明顯優(yōu)于窄板。③帶錐支撐輥可大幅度改善工作輥彎輥的控制效果。通過實(shí)際應(yīng)用，可以將支撐輥的換輥周期從5萬t/次提高到7萬t

4、/次。 (4)將與厚度控制密切相關(guān)的軋制力模型、溫度模型、彈跳模型視為一個(gè)整體，分析各個(gè)模型的偏差對(duì)最終設(shè)定精度的影響，然后制定綜合自學(xué)習(xí)策略，最大限度地發(fā)揮整體自學(xué)習(xí)的效果，從而有效改善模型設(shè)定精度，提高了厚度控制精度。在此基礎(chǔ)上提出鎖定目標(biāo)厚度的輥縫調(diào)整策略，進(jìn)一步提高綜合自學(xué)習(xí)策略的魯棒性，避免最后3個(gè)道次輥縫調(diào)整出現(xiàn)超調(diào)的現(xiàn)象。實(shí)踐證明這種調(diào)整策略可以使得異板差的控制精度平均提高23％。 (5)分析了實(shí)測(cè)溫度偏差

5、的修正方法，得出溫度模型精度與黑度、軋件厚度的關(guān)系，并指出，厚度大于30 mm時(shí)，黑度系數(shù)的變化對(duì)熱輻射溫降的計(jì)算結(jié)果的影響較小。而厚度只有10mm左右時(shí)，黑度系數(shù)的變化對(duì)熱輻射溫降的計(jì)算結(jié)果的影響較大。然后根據(jù)有限差分法得出表面溫度和平均溫度的函數(shù)關(guān)系，并針對(duì)溫度測(cè)量的不確定性，提出軋制力-溫度實(shí)測(cè)校核法，利用實(shí)測(cè)軋制力來確定實(shí)測(cè)溫度的上下限，提高實(shí)測(cè)溫度的可用性。應(yīng)用結(jié)果表明采用溫度偏差算法和軋制力-溫度實(shí)測(cè)校核法，溫度的預(yù)測(cè)偏差基

6、本可控制在15℃左右，滿足在線控制要求。 (6)制訂雙機(jī)架軋制過程粗、精軋的軋制節(jié)奏匹配算法。同時(shí)基于控溫軋制的要求，從設(shè)備安全、軋制空間和時(shí)間的角度制訂控溫厚度和控溫溫度的優(yōu)化計(jì)算方法，使得終軋溫度和控溫溫度都得到有效的保障，并使得軋機(jī)的負(fù)荷得到合理利用，避免資源的浪費(fèi)。同時(shí)在理論推導(dǎo)基礎(chǔ)上得到多道次的軋件寬展計(jì)算公式，并制訂合理的轉(zhuǎn)鋼厚度優(yōu)化算法，從而有效提高鋼板寬度控制精度。對(duì)于展寬比在1.25以下的鋼板，其寬度精度可以提

7、高5～8mm。為提高道次壓下率，分析了扭振對(duì)道次壓下量的影響，提出適用于中厚板軋制的頭部增厚法，計(jì)算和實(shí)踐證明，這種方法能夠有效提高軋制負(fù)荷，不同規(guī)格的壓下規(guī)程基本上可減少軋制道次1～2道。 (7)分析中厚板側(cè)彎形成原因，并對(duì)鋼板寬向溫度不均、坯料楔形、軋輥輥形及軋機(jī)機(jī)架兩側(cè)剛度不同等因素的影響進(jìn)行了分析。然后采用影響函數(shù)法對(duì)橫向不對(duì)稱輥系彈性變形進(jìn)行計(jì)算，并推導(dǎo)出側(cè)彎的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。文豐中板廠的實(shí)際應(yīng)用證明，采用合理的側(cè)彎調(diào)整