中厚板軋機(jī)過(guò)程控制模型的研究.pdf

1、該文以首鋼3500mm中厚板軋機(jī)改造項(xiàng)目為背景,以中厚板軋機(jī)控制模型為主線,對(duì)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(shè)定控制以及軋制規(guī)程分配等進(jìn)行了研究,開(kāi)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)采用影響函數(shù)法分析輥系彈性變形,利用計(jì)算結(jié)果給出可用于在線控制的輥系變形線性計(jì)算模型.將輥系彈性變形模型和全長(zhǎng)壓靠彈性曲線結(jié)合,構(gòu)造出精度和完備性都優(yōu)于傳統(tǒng)模型的軋機(jī)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(diǎn):①軋輥尺寸、軋輥凸度、軋件寬度和軋制力等因素對(duì)軋機(jī)彈跳的影響都可以通過(guò)該模型得到體現(xiàn);②簡(jiǎn)化軋機(jī)彈跳模型的測(cè)量.只需要測(cè)量基本輥徑、基本凸度的全長(zhǎng)壓靠曲線,然后結(jié)合輥系彈性變形計(jì)算即可得到完整的彈跳模型,避免換輥后重復(fù)測(cè)量剛度.證明了剛度差異產(chǎn)生的軋輥微小傾斜對(duì)軋制中心線處的設(shè)定輥縫基本沒(méi)有影響.引入相對(duì)油膜厚度零點(diǎn)的概念,并給出相對(duì)油膜厚度模型的計(jì)算方法和測(cè)量方法.分析彈跳方程零點(diǎn)漂移對(duì)軋制力模型自學(xué)

3、習(xí)的影響,得知如果軋件出口厚度的計(jì)算全部采用彈跳方程計(jì)算值,則彈跳方程零點(diǎn)漂移對(duì)軋制力模型的自學(xué)習(xí)基本沒(méi)有影響.(2)選擇適合中厚板軋制過(guò)程的變形抗力模型,根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),提出適合于工程在線用的簡(jiǎn)易殘余應(yīng)變數(shù)學(xué)模型,通過(guò)理論分析得知采用該模型可以將殘余應(yīng)變對(duì)變形抗力的影響控制在6％以內(nèi).構(gòu)造了合理的變形抗力模型參數(shù)的修正算法來(lái)消除溫度模型累計(jì)誤差對(duì)厚度精度的影響.(3)分析熱輻射和對(duì)流、高壓水除鱗、與軋輥接觸產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)和軋制塑性功

4、等因素對(duì)溫度變化的影響,得出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型.利用該模型分析了厚板溫度梯度與軋件厚度和時(shí)間的規(guī)律,為實(shí)測(cè)表面溫度轉(zhuǎn)化軋件平均溫度的處理提供了理論支持.針對(duì)實(shí)測(cè)溫度的特點(diǎn),給出一次除鱗后實(shí)測(cè)溫度的有效性判斷準(zhǔn)則,并利用插值法和相似法給出除鱗后溫度的計(jì)算方法.給出開(kāi)軋溫度的計(jì)算算法和自學(xué)習(xí)算法,使開(kāi)軋溫度的計(jì)算精度更符合實(shí)際.結(jié)合中厚板控溫軋制的特點(diǎn),將終軋溫度看成是控溫溫度的單調(diào)增函數(shù),并提出相應(yīng)的算法來(lái)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(kāi)環(huán)控制的關(guān)系,通過(guò)理論推導(dǎo)得出軋制寬薄軋件時(shí),AGC對(duì)板形影響較大,而對(duì)厚度控制精度貢獻(xiàn)不大.并在此基礎(chǔ)上,提出適用于中厚板軋制的板形鎖定法,理論推導(dǎo)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用均已證明,這種方法能夠在對(duì)厚度控制微小影響的前提下,避免軋制寬薄材時(shí)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(diǎn)制定了相應(yīng)的中厚板軋制策略原則.針對(duì)展寬階段的軋制特點(diǎn),提出展寬階段軋制規(guī)程分配新方法—可變道次的綜合負(fù)荷平衡分配法,這

6、種分配方法綜合考慮設(shè)備能力的充分發(fā)揮,使得各個(gè)道次的綜合負(fù)荷函數(shù)值相等.針對(duì)伸長(zhǎng)階段的軋制特點(diǎn),提出伸長(zhǎng)階段軋制規(guī)程分配新方法—負(fù)荷協(xié)調(diào)分配法.該方法通過(guò)定義一個(gè)虛擬最大軋制力限制系數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)各道次軋制力,使得最后三個(gè)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(jī)的能力采取大壓下量.進(jìn)而將后三個(gè)道次的軋制力下降斜率作為變量,如果出現(xiàn)板形問(wèn)題,可以通過(guò)調(diào)整斜率改變軋制負(fù)荷的分配.該文的研究結(jié)果,針對(duì)中厚板在線實(shí)時(shí)控制,具有很