CN111229831B - 一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法，属于材料加工工程技术领域。第一机架前侧设有第一测厚仪、第一测速仪；第一机架后侧设有第二测厚仪、第二测速仪；第二机架后侧设有第三测速仪；第五机架后侧设有第三测厚仪；本发明通过前馈信号，根据来料情况进行提前调整，利用轧机入口处测厚仪间接测厚信息对其后面轧机压下进行控制。通过延迟压下以减小控制增量以免振荡，减小滞后时间；通过反馈信号，及时将监控量反馈给前面机架，即根据实测值与给定值比较后的偏差信号，调整辊缝压下位置，把厚度控制在偏差范围内。

Description

一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法

技术领域

本发明涉及材料加工工程技术领域，具体是一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法。

背景技术

随着生产发展和科技进步,对于板带材的质量要求越来越高,特别是对其几何尺寸精度的要求越来越严格。围绕如何提高板带材几何尺寸精度这一问题,多年来国内外许多学者进行了深入研究。同其他各种技术发展一样，板带轧机板厚调节技术的发展也经历了由粗到精的过程,先后经历了手动压下调节板厚、电动压下调节板厚、电动双压下系统调节板厚、电-液双压下系统调节板厚、全液压压下调节装置、弯曲支撑辊的厚度调节方式、工作辊横向偏移的厚度调节方式等。

目前，冷连轧生产正朝着产品专业化、设备大型化、生产灵活化、工艺连续化、控制自动化的方向发展。从武钢引进第一套冷连轧机开始，我国就开始了厚度自动控制探索开发的时期，厚控制技术在我国虽然已经应用多年，但是应该看到，由于轧机的压下控制技术综合了众多学科领域的知识，在实际的应用生产上，仍存在着诸多的问题。厚度自动控制系统是指为使板带材厚度达到设定的目标偏差范围而对轧机进行的在线调解的一种控制系统。AGC系统的基本功能是采用测厚仪等直接或间接的测厚手段，对轧制过程中板带的厚度进行检测，判断出实测值与设定值的偏差；根据偏差的大小计算出调节量，向执行机构输出调节信号。

传统AGC以厚度反馈方式为主，即以轧机出口厚度对压下进行反馈闭环控制，轧机出口处设有测厚仪，用测厚仪信号进行反馈控制可充分利用测厚仪对轧出厚度的精确测厚信息，但滞后过大，不仅压下机构动作存在响应时间，轧件由轧机到测厚仪还需几秒时间(轧速越低时间越长)。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法。

本发明通过以下技术方案实现：一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法，包括第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架；轧件依次穿过第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架；

其特征在于：

第一机架前侧设有用于检测轧件厚度的第一测厚仪和用于检测轧件速度的第一测速仪；

第一机架后侧设有用于检测轧件厚度的第二测厚仪和用于检测轧件速度的第二测速仪；

第二机架后侧设有用于检测轧件速度的第三测速仪；

第五机架后侧设有用于检测轧件厚度的第三测厚仪；

第一机架采用第一测厚仪的前馈信号、第二测厚仪的反馈信号对厚度进行调节；第二机架采用第二测厚仪的前馈信号、第三测厚仪的反馈信号对厚度进行调节；第三机架、第四机架、第五机架作为轧制调节的基准不做调节；

第一机架的调节：

第一测厚仪测得第一机架前轧件厚差δH₁，调节量δS₁为：

δS₁＝δH₁·Q/C_p；

第二测厚仪测得第一机架后轧件厚差δh₁，调节量δS₂为：

δS₂＝δh₁(C_p+Q)/C_p；

延迟t₁秒后第一机架压下，第一机架总调节量δS＝δS₁+δS₂；

延迟时间：t₁＝L₁/υ₁；

第一机架辊缝总调节量δS是第一机架前馈和反馈所叠加的调节量，C_p为轧机的刚度系数，Q为轧件的塑性刚度系数，L₁为第一测厚仪到第一机架轧辊中心的水平距离；υ₁为第一测速仪所测得的轧件速度；

第二机架的调节：

第二测厚仪测得第二机架前轧件厚差δH₂，调节量δS₃为：

δS₃＝δH₂·Q/C_p；

第三测厚仪测得第五机架后轧件厚差δh₅，根据秒流量相等算出实测厚差δh₂，调节量δS₄为：

δS₄＝δh₂(Q+C_p)/C_p；

延迟t₂秒后第二机架压下，第二机架总调节量δS＝δS₃+δS₄；

延迟时间：t₂＝L₂/υ₂；

第二机架辊缝总调节量δS是第二机架前馈和监控反馈所叠加的调节量，L₂为第二测厚仪到第二机架轧辊中心的水平距离；υ₂为第二测速仪所测得的轧件速度。

其进一步是：所述第一机架总调节量δS在实测厚差大于0.01mm时，第一机架进行调节，实测厚差小于等于0.01mm时，第一机架不进行调节。

所述第二机架总调节量δS在实测厚差大于0.01mm时，第二机架进行调节，实测厚差小于等于0.01mm时，第二机架不进行调节。

所述第三测厚仪测得第五机架后轧件出口厚度为h₅；

根据秒流量相等公式h₂v₃＝h₅v₅，v₃为第二机架轧件出口速度，v₃由第三测速仪测得，υ₅是第五机架轧件出口速度，得出第二机架后轧件实测厚度h₂；

h₂与轧制规程中的厚度相减，得到实测厚差δh₂；

所述第一测厚仪测得第一机架前轧件厚度H₁，H₁与轧制规程中的厚度相减，得到第一机架前轧件厚差δH₁；

第二测厚仪测得第一机架后轧件厚度为h₁，h₁与轧制规程中的厚度相减，得到第一机架后轧件厚差δh₁。

所述轧件的塑性刚度系数Q＝(P_b-P_a)/(h_b-h_a)

式中P_a、h_a是指：轧制厚度为h_a时，轧制力为P_a，

式中P_b、h_b是指：轧制厚度为h_b时，轧制力为P_b，

取h_b-h_a＝0.01mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1，通过前馈信号，根据来料情况进行提前调整，利用轧机入口处测厚仪间接测厚信息对其后面轧机压下进行控制。通过延迟压下以减小控制增量以免振荡，减小滞后时间；

2，通过反馈信号，及时将监控量反馈给前面机架，即根据实测值与给定值比较后的偏差信号，调整辊缝压下位置，把厚度控制在偏差范围内。

附图说明

图1是本发明实施例一结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

本实施例选用厚度4.25mm的带钢生产厚度为1.5mm成品板带钢，选择原料规格为1250×4.25mm，钢种为Q235，设置预压下力P₀为10000KN，工作辊半径为300mm，第五机架出口速度为25m/s。

如下表：

表一

(回归系数：a1＝88.75；a2＝69398.43；a3＝6669.42；a4＝0.568)

表二

结合图1所示，一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法，采用1720mm带钢冷连轧机组，包括第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架；轧件依次穿过第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架。

本实施例的改进之处在于：

第一机架前侧设有用于检测轧件厚度的第一测厚仪和用于检测轧件速度的第一测速仪；

第一机架后侧设有用于检测轧件厚度的第二测厚仪和用于检测轧件速度的第二测速仪；

第二机架后侧设有用于检测轧件速度的第三测速仪；

第五机架后侧设有用于检测轧件厚度的第三测厚仪；

测厚仪采用75KVDC的X射线测厚仪，测速仪采用LSV-065激光测速装置；

第一机架采用第一测厚仪的前馈信号(前馈AGC)、第二测厚仪的反馈信号(反馈AGC)对厚度进行调节；第二机架采用第二测厚仪的前馈信号(前馈AGC)、第三测厚仪的反馈信号(监控AGC)对厚度进行调节；第三机架、第四机架、第五机架作为轧制调节的基准不做调节。

具体方法如下：

第一机架的调节：

第一测厚仪测得第一机架轧件入口厚度H₁，H₁与轧制规程中的厚度相减，得到第一机架前轧件厚差δH₁＝H₁-4.25mm，调节量δS₁为：δS₁＝δH₁·Q/C_p；

第二测厚仪测得第一机架后轧件出口厚度为h₁，h₁与轧制规程中的厚度相减，得到第一机架后轧件厚差δh₁＝h₁-3.29mm，调节量δS₂为：δS₂＝δh₁(C_p+Q)/C_p；

延迟t₁秒后第一机架压下，第一机架总调节量δS＝δS₁+δS₂；

延迟时间：t₁＝L₁/υ₁；

第一机架辊缝总调节量δS是第一机架前馈和反馈所叠加的调节量，C_p为轧机的刚度系数，Q为轧件的塑性刚度系数，L₁为第一测厚仪到第一机架轧辊中心的水平距离；υ₁为第一测速仪所测得的轧件速度；

第二机架的调节：

第二测厚仪测得第二机架轧件入口厚度为H₂，H₂与轧制规程中的厚度相减，得到厚差δH₂＝H₂-3.29mm，调节量δS₃为：δS₃＝δH₂·Q/C_p；

第三测厚仪测得第五机架后轧件出口厚度为h₅；

根据秒流量相等公式h₂v₃＝h₅v₅，v₃为第二机架轧件出口速度，v₃由第三测速仪测得，υ₅是第五机架轧件出口速度，得出第二机架后轧件实测厚度h₂；

h₂与轧制规程中的厚度相减，得到实测厚差δh₂；

h₂与轧制规程中的厚度相减，得到实测厚差δh₂＝h₂-2.47mm；调节量δS₄为：

δS₄＝δh₂(Q+C_p)/C_p；

延迟t₂秒后第二机架压下，第二机架总调节量δS＝δS₃+δS₄；

延迟时间：t₂＝L₂/υ₂；

第二机架辊缝总调节量δS是第二机架前馈和监控反馈所叠加的调节量，L₂为第二测厚仪到第二机架轧辊中心的水平距离；υ₂为第二测速仪所测得的轧件速度。

进一步的：

第一机架总调节量δS在实测厚差大于0.01mm时，第一机架进行调节，实测厚差小于等于0.01mm时，第一机架不进行调节。

第二机架总调节量δS在实测厚差大于0.01mm时，第二机架进行调节，实测厚差小于等于0.01mm时，第二机架不进行调节。

轧件的塑性刚度系数Q＝(P_b-P_a)/(h_b-h_a)

式中P_a、h_a是指：轧制厚度为h_a时，轧制力为P_a，

式中P_b、h_b是指：轧制厚度为h_b时，轧制力为P_b，

取h_b-h_a＝0.01mm。

本实施例采用前馈AGC、反馈AGC进行厚度调节。厚度前馈AGC是根据来料情况进行提前调整，利用轧机入口处测厚仪间接测厚信息对其后面轧机压下进行控制。通过延迟压下以减小控制增量以免振荡，减小滞后时间。监控AGC进行监控，及时将监控量反馈给前面机架，即根据实测值与给定值比较后的偏差信号，调整辊缝压下位置，把厚度控制在偏差范围内。

本实施例所需数学模型有：

(1)弹跳方程：S＝S₀+P/K

(2)变形区流量方程：v'h'＝vh

(3)轧制压力模型：

由Hill公式得

式中，P——轧制力，KN；

Bm——轧件平均宽度，mm；

R’——压扁后轧辊半径，mm

Q_P——应力状态系数；

K_T——张力影响系数。

(4)前滑模型：

式中，S_h——前滑值；

γ——中性角

由Bland-Ford公式给出中性角的计算：

(5)变形抗力模型：本设计所选钢种为Q235钢，变形抗力模型为：

其中a₁＝88.75,a₂＝69398.43,a₃＝6669.42,a₄＝0.568。

Claims (5)

1.一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法，包括第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架；轧件依次穿过第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架；

其特征在于：

第一机架前侧设有用于检测轧件厚度的第一测厚仪和用于检测轧件速度的第一测速仪；

第一机架后侧设有用于检测轧件厚度的第二测厚仪和用于检测轧件速度的第二测速仪；

第二机架后侧设有用于检测轧件速度的第三测速仪；

第五机架后侧设有用于检测轧件厚度的第三测厚仪；

第一机架采用第一测厚仪的前馈信号、第二测厚仪的反馈信号对厚度进行调节；第二机架采用第二测厚仪的前馈信号、第三测厚仪的反馈信号对厚度进行调节；第三机架、第四机架、第五机架作为轧制调节的基准不做调节；

第一机架的调节：

第一测厚仪测得第一机架前轧件厚差δH₁，调节量δS₁为：

δS₁＝δH₁·Q/C_p；

第二测厚仪测得第一机架后轧件厚差δh₁，调节量δS₂为：

δS₂＝δh₁(C_p+Q)/C_p；

延迟t₁秒后第一机架压下，第一机架总调节量δS＝δS₁+δS₂；

延迟时间：t₁＝L₁/υ₁；

第一机架辊缝总调节量δS是第一机架前馈和反馈所叠加的调节量，C_p为轧机的刚度系数，Q为轧件的塑性刚度系数，L₁为第一测厚仪到第一机架轧辊中心的水平距离；υ₁为第一测速仪所测得的轧件速度；

第二机架的调节：

第二测厚仪测得第二机架前轧件厚差δH₂，调节量δS₃为：

δS₃＝δH₂·Q/C_p；

第三测厚仪测得第五机架后轧件厚差δh₅，根据秒流量相等算出实测厚差δh₂，调节量δS₄为：

δS₄＝δh₂(Q+C_p)/C_p；

延迟t₂秒后第二机架压下，第二机架总调节量δS＝δS₃+δS₄；

延迟时间：t₂＝L₂/υ₂；

第二机架辊缝总调节量δS是第二机架前馈和监控反馈所叠加的调节量，L₂为第二测厚仪到第二机架轧辊中心的水平距离；υ₂为第二测速仪所测得的轧件速度。

2.根据权利要求1所述的一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法，其特征在于：所述第一机架总调节量δS在实测厚差大于0.01mm时，第一机架进行调节，实测厚差小于等于0.01mm时，第一机架不进行调节。

3.根据权利要求1所述的一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法，其特征在于：所述第二机架总调节量δS在实测厚差大于0.01mm时，第二机架进行调节，实测厚差小于等于0.01mm时，第二机架不进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法，其特征在于：

所述第三测厚仪测得第五机架后轧件厚度为h₅；

根据秒流量相等公式h₂v₃＝h₅v₅，v₃为第二机架轧件出口速度，v₃由第三测速仪测得，v₅是第五机架轧件出口速度，得出第二机架后轧件实测厚度h₂；

h₂与轧制规程中的厚度相减，得到实测厚差δh₂；

所述第一测厚仪测得第一机架前轧件厚度H₁，H₁与轧制规程中的厚度相减，得到第一机架前轧件厚差δH₁；

第二测厚仪测得第一机架后轧件厚度为h₁，h₁与轧制规程中的厚度相减，得到第一机架后轧件厚差δh₁。

5.根据权利要求1或4所述的一种1720mm带钢冷连轧机组厚度控制方法，其特征在于：

所述轧件的塑性刚度系数Q＝(P_b-P_a)/(h_b-h_a)

式中P_a、h_a是指：轧制厚度为h_a时，轧制力为P_a，

式中P_b、h_b是指：轧制厚度为h_b时，轧制力为P_b，

取h_b-h_a＝0.01mm。

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