湘钢3800mm板材厚度和板形控制优化.docVIP

湘钢3800mm板材厚度与板形控制的优化 (五米宽厚板厂 彭敦向) 概要：本文主要介绍湘钢3800mm宽厚板轧机厚度与板形控制的功能、组成，研究和优化厚度与板形控制的各种数学模型与补偿，以及液压小辊缝控制的研发与使用，为湘钢3800mm宽厚板产品质量和成材率的提升奠定了坚实的基础。 1 前言 本论文属于轧制科学技术领域，是为了保证板材的交货质量,提高成材率而做的探索和改进。07年前，按照宽厚板产品大纲，外方调试完毕的轧机设备轧制的产品基本满足要求，但随着产量的不断提升及产品的不断升级，控制系统必须保证质量的稳定。相对之前主要是探索在提高轧制节奏下板材厚度与板形控制的稳定性，因此对L2模型的再计算功能，精轧机AGC、PFC控制等进行深入了解及优化，同时对轧辊的配辊、辊形进行摸索调整。本论文主要内容是通过自动化手段，实现对板材的厚度和板形的精确控制，以求达到优化产品质量，减少废次品；提高成材率，减少头尾和切边余量。 2、 板材厚度和板形控制的探索 2.1 厚度控制 厚度控制的不准确不仅仅影响产品质量，同时由于中间坯厚度的不准确直接威胁到轧机的安全。影响厚度的主要原因是辊缝的不准确，所以只有保证辊缝的准确性，才能保证板材厚度的准确和稳定，决定辊缝的因素有： 道次表设定辊缝 轧机弹性变形补偿 轧辊热凸度补偿 轧辊磨损补偿 油膜补偿 零点修正补偿 要解决厚度控制不准的问题，首先必须从这几个方面入手 2.1.1道次表设定辊缝 二级道次表计算模型(PSC),是采用的平均压下率进行道次计算的，计算模式有4种，一是预计算，即板坯入炉后通过原始的PDI对板坯进行计算，用以检测可轧性；二是设定计算，板坯入炉后，模型采集加热炉温度模型计算的板坯温度，进行道次表计算；三是再计算，板坯轧过第一道次后的计算称为再计算，模型采集轧制过程中的各种测量值，例如温度、宽度、厚度和轧制力等，利用测量值为下道次进行重新计算；四是事后计算，钢板轧制完后，通过轧后的数据进行重新计算，用于长期自适应。 通过观察和检查二级程序，我们发现板坯经过粗轧轧完后，进入中间辊道，在经过高温计时，模型没有采用该测量值进行重新计算，而是直接使用的是粗轧结束时的道次表，中间坯在中间辊道上的温度损失没有考虑在道次表计算，造成精轧的实际轧制力和期望轧制力偏差较大，使厚度控制发生偏差，更严重的有时可以造成卡钢或断辊事故，对轧辊和主电机造成较大损害。通过修改二级程序（PlateBufferManager），在收到高温计检测到的温度后向模型服务器发送再计算请求事件，待计算完成后再向DataHandler程序发送道次表发送事件，DataHandler程序收到事件后，将计算完的新的道次表发送到TCS系统中，用于实际轧制。 修改后的程序投入运行后，精轧的第一道次的实际轧制力和期望轧制力较为接近，厚度控制得到改善，卡钢事故的次数明显减少，从以前每月的2-3次，现在基本上杜绝了由于道次表引起的卡钢。 2.1.2轧机弹性变形 轧制时，在轧制压力的作用下，轧机工作基座产生一定量的弹性变形。弹性变形的结果将使实际压下量减小，轧件的出口厚度大于空载时的辊缝。为了获得正确的轧件的厚度，即必须减小空载时的辊缝，用以补偿由于轧机弹性变形引起的辊缝变化。轧件厚度等于轧机的空载辊缝值加上轧机的弹性变形量，轧机的变形量在一定范围内正比于轧制力F，也就是： 为轧件出口厚度，为空载辊缝，为轧制力。为轧机弹性变形系数。 但在实际应用中，在轧制力小的情况下轧制力与轧机弹跳值并不是线性关系，辊缝真实零位很难确定，所以一般采用辊缝零调来标定人工零位，再以人工零位为基础进行辊缝控制，就是： 为相对人工辊缝零位的辊缝值，为确定人工辊缝零位时的轧制力。如图1中的A线。 另一方面，当作用在轧件上的轧制力变化时，轧件厚度上将被压下，其关系为： 其中，值称为轧件塑性系数。表现为图1中的B线。 图1 P-H图 利用P-H图可以综合分析轧机与轧件之间相互作用力与变形关系，如图1，当来料厚度变化（）时，分析轧制力与辊缝变化趋势，需要如何移动辊缝来消除来料厚度变化引起的轧件厚度变化（）；又比如当辊缝变化时，对轧件厚度的影响是多少。 AGC也就是依照P-H图原理调节辊缝，保证轧件出口厚度稳定。要获得正确的补偿量就必须摸清楚轧机的弹性变形曲线，这个曲线揭示了弹性变形对板材厚度的影响。为了获得这样的曲线，一般的方法是采用压靠法获得，我们的轧机同样是采用压靠法用以获得这样的曲线，在轧机的长标定过程中，同过轧辊的在一定轧制力的压靠下，通过HGC的位置传感器获得弹性变形量，然后通过在不同轧制力下的不同变形量，通过一次或2次差分，拟合成轧机的弹性变形曲线。 下面是某次长标定后的轧机测量数据。 轧制力（KN） 变形量（mm） 2000 -1.9562 5