控制策略最后

1、板帶材生產(chǎn)工藝及設備三級項目-HC軋機冷連軋帶鋼板形控制策 略班級：09卓工（軋鋼）姓名：劉大昌目錄、HC軋機概況、HC軋機的主要特點三、HC軋機的板形控制 31 .控制原理2, 控制特點3、控制策略參考文獻HC軋機冷連軋帶鋼板形控制策略一、HC軋機概況HC軋機是一種高性能輥型凸度控制軋機，這是具有軋輥軸向移動裝置的軋機。這 種軋機的輥縫是剛性輥縫型。其基本出發(fā)點是通過改善或消除四輥軋機中工作輥與支 承輥之間有害的接觸部分，來提高輥縫剛度的。如圖1所示。第一臺問世的HC軋機是日本日立公司與新日鐵公司于 1972年發(fā)明的，它是將原 來的 130/ 300*300三機架冷連軋機的最后一架改裝成六輥

2、 HC軋機，如圖2所示。 該軋機輥系由上下對稱的三對輥組成，即工作輥、中間輥和支承輥，其中中間輥可軸 向移動，并配置液壓彎輥裝置，因此具有很強的板形控制能力。該軋機試驗成功后， 日本新日鐵公司在1974年改裝了一臺生產(chǎn)用單機可逆式：HC軋機，確認了該軋機的 板形控制能力。同時在生產(chǎn)率、成本、消耗等生產(chǎn)指標方面也有顯著效果。因此，HC軋機已廣泛用于冷軋、熱軋及平整生產(chǎn)中，軋制品種也由黑色金屬擴大到有色金屬。我國于1982年開始研制HC軋機，由原冶金部鋼鐵研究總院、陜西延伸設備廠和 東北重型機械學院共同研制的我國第一臺HC六輥軋機于1985年試車成功，并投入試生產(chǎn)。二、HC軋機的主要特點（1）通過

3、軋輥的軸向移動，消除了板寬以外輥身間的有害接觸部分， 提高了輥縫剛度（2）由于工作輥一端是懸臂的，在彎輥力作用下，工作輥邊部變形明顯增加。如果對 彎輥控制板形能力的要求不變時，則在 HC軋機上可選用較小的彎輥力，這就提高了工 作輥軸承的使用壽命并降低了軋機的作用載荷。（3）由于可通過彎輥力和軋輥軸向移動量兩種手段進行調(diào)整， 使軋機具有良好的板形控 制能力。（4）能采用較小的工作輥直徑，實現(xiàn)大壓下軋制。（5）工作輥和支承輥都可采用圓柱形輥子，減少了磨輥工序，節(jié)約了能耗。三、HC軋機的板形控制1 .控制原理圖3表示了中間輥處于三種不同位置時與板形之間的關系。圖3b所示為理想狀態(tài)（中間輥軸向移動量S

4、 =0），這時工作輥與支承輥的有害接觸部分完全被消除，因而 板形最平直。圖3a所示為中間輥未移動到全部消除有害部分（中間輥軸向移動量 S為 “ +”。這時支承輥通過中間輥與工作輥的剩余接觸部分給工作輥附加彎曲，使工作輥產(chǎn)生負彎曲，即工作輥中間輥縫增大、兩邊輥縫減少。結(jié)果軋出中間厚兩邊薄的凸形 軋件。同時因邊部輥縫小，延伸量大，受到壓應力作用而產(chǎn)生邊部浪形。圖3c所示為中間輥移動超出了有害接觸部分（中間輥軸向移動量S為“-”。這時工作輥出現(xiàn)正彎曲現(xiàn)象，軋出中間薄、兩邊厚的凹形軋件，帶材中部延伸大于邊部延伸，形成中部瓢 曲?？梢?，依靠調(diào)整中間輥的軸向位置，可以實現(xiàn)軋輥凸度調(diào)節(jié)，獲得板形修正的能 力

5、。2，控制特點冷連軋帶鋼板形控制包括平坦度控制和斷面形狀控制兩個方面，斷面形狀控制主要由凸度控制和邊降控制組成軋制過程中，邊降控制的調(diào)節(jié)手段一般為邊部錐形工作 輥竄輥,而凸度、平坦度控制（二次凸度和二次平坦度）的主要調(diào)節(jié)手段皆為彎輥力，其 控制特性比較復雜：一方面,板形板厚控制之間存在著耦合影響關系 1-4;另一方面， 冷連軋各機架彎輥力皆影響機組出口凸度和平坦度，凸度平坦度控制之間也存在著較強的耦合影響關系冷軋帶鋼由于厚度薄，因此允許的極限應力較熱軋小，圖（4-8）分別表示了熱軋帶鋼及冷軋帶鋼板形良好條件的范圍。從熱軋板形良好范圍看，由于在 FlF3處存在一個較大的喇叭口，允許在FlF3處將

6、來料帶鋼相對凸度控制到接近成品所要求的相對凸度值，然后在F4F7注意保持板形方程良好條件，即可獲得所要的成品凸度，同時獲得良好平坦度。對冷軋帶鋼來說由 于板形良好范圍非常窄，可以說冷軋時無法隨便改變來料相對凸度，必須嚴格按相對 凸度恒等法則控制各機架出口相對凸度，為了同時保證成品凸度和平坦度，必須要求 送來的熱軋卷具有要求的凸度 。，即即熱軋卷的相對凸度應按冷軋成品所要求的S n及hn來保證。這即是所謂冷軋來料和成品應有相似性（圖2）,熱軋來料達到相似性要求，才能真正保證冷軋 帶鋼的成品凸度和平坦度，否則只能以平坦度為主要控制目標，而放松對成品凸度的 要求。根據(jù)冷連軋的這一特點，冷連軋主要控制

7、好成品帶鋼的平坦度，而其成品帶鋼 的相對凸度必須與熱軋來料相對凸度相等，如熱軋來料不滿足相似性則冷軋就不能滿 足用戶對成品凸度的要求。設入口相對凸度為工0，出口處相對凸度為 工1,則其不匹配或工0與工1之差A工如設軋前、軋后帶鋼寬度不變，則厚度與延伸后的長度成反比，即所以 宀二- :- :-二：汁零鎰牛tra*.式中dw出口帶鋼的波浪度；Dw軋前帶鋼的波浪_ 度。如來料平直（Dw=0）則將使出口帶鋼產(chǎn)生波浪度為dw的板形缺陷。但是和厚度控制相比冷連軋板形控制最大的困難在于缺乏檢測各機架有載輥縫形 狀以及各機架出口帶鋼平坦度的手段，對于五機架冷連軋如何保證各機架出口帶鋼相 對凸度恒等，即如何保證

8、將存在一定的困難，特別是由于出口帶鋼凸度或有載輥縫形 狀受許多因素的影響，其中不少因素計算復雜又無法實測。板形（凸度）設定模型的 精度有限，特別是在缺乏凸度儀的情況下如何對板形設定模型進行自適應及自學習都 是需進一步研究的課題。目前，對于板形控制來說整個冷連軋一般僅在成品側(cè)設置一臺平坦度檢測儀，女口 果前面各機架相對凸度恒等條件保持得不太好，其積累的板形不良后果亦只能通過末機架的反饋控制來解決3、控制策略今后的目標應是在成品側(cè)以及機架間設置凸度測量儀 （與測厚儀結(jié)合） 使板形（凸 度）設定模型真正能保證各機架相對凸度恒定。這必將會把冷連軋板形控制提高到一 個新的水平。目前五機架冷連軋在前四個機

9、架上設置的手段為液壓壓下，液壓彎輥，某些機架 上設有 cvc 輥或 hc 輥系。而在末架則必然采用 cvc 或者 hc 輥系并設有軋輥分段冷卻 系統(tǒng)。在與板形有關的檢測儀方面僅在成品側(cè)設有檢測平坦度的張力輥。因此一般采用 以下控制策略：（1）在厚度分配時盡可能使各機架軋制力的分配符合板形良好條件，即使各機架 出口相對凸度接近相等。（2）以一次凸度為目標，設定各機架左右液壓壓下，以保護水平度。（3）對各機架彎輥、竄輥進行設定，以保證在已定的軋制力分配、熱輥型磨損輥 型的條件下獲得所要求的出口帶鋼凸度（預設定時以二次凸度為目標） ，滿足板形良好 條件（相對凸度恒等） 。（4）當各機架AGC動作時通

10、過前饋ASC調(diào)節(jié)彎輥以補償由于AGC動作造成的軋 制力變動對出口帶鋼相對凸度的破壞（前饋 ASC還是以二次凸度為主）。（5）通過成品平坦度測量儀實測信號反饋控制末機架的彎輥、竄輥及分段冷卻以 最終控制成品平坦度（消除一次、二次及四次平坦度缺陷） 。一般液壓壓下僅能調(diào)控楔 形，彎輥能調(diào)控二次凸度及部分四次凸度， CVC輥以二次凸度為主，HC可改善邊部減 薄并與彎輥系統(tǒng)配合產(chǎn)生更強的調(diào)控二次及四次凸度能力，分段冷卻能控制任意形狀 的缺陷，但控制量有限。（6）根據(jù)冷連軋成品的去向決定板形的控制目標：1）根據(jù)用戶需要確定成品帶鋼的凸度及平坦度目標值。一般用戶總是希望平坦度 越平越好。2）如果在交付用戶前還需連續(xù)退火、平整等工序，由于這些后續(xù)工序本身具有平 坦度改變的能力，可以調(diào)整對冷連軋平坦度的控制目標。3）如果下道工序要鍍鋅，由于氣刀要求保持較小的開口度，為此要求冷連軋?zhí)岣?控制目標（波高度應小于氣刀要求的開口度） 。4）如果下道工序為罩式退火爐則應使成品具有微量邊浪以免發(fā)生粘結(jié)。5）對較薄較脆的帶鋼應采用松邊軋制，即有意地使邊部張應力減少以免斷帶。 在已確定冷軋成品去向的情況下決定平坦度的控制目標，為此需要給出目標多項式及對平坦度各次缺陷的控制要