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热连轧自动宽度控制技术

日期: 2018-01-03
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在热连轧中,热轧带钢尺寸精度(厚度和宽度),长期以来一直是提高带钢产品质量的主要目标。热连轧过程中的自动宽度控制技术是决定成品宽度质量的关键技术,目前该技术的研发在国内外一直处于比较活跃的状态。麦思科近年来一直致力于热轧自动宽度控制技术的研究,目前已完全达到国内领先水平。

麦思科公司近年应用在热轧宽带项目中应用的宽度控制技术包括二级模型宽度设定系统和一级宽度自动控制系统,即:

高精度立辊设定及AWC设定模型

一级综合AWC控制系统

热轧中成品宽度的控制主要在粗轧机组中完成。粗轧主要通过立辊的侧压来控制中间坯宽度,从而达到控制精轧出口宽度的目的;粗轧机在奇道次轧制时,中间坯宽展由立辊挤压后进行轧制产生“狗骨”形宽展与水平辊轧制时产生的宽展组成;偶道次轧制时,立辊打开,只有水平辊轧制时产生的宽展。中间坯的宽展决定了中间坯各道次的出口宽度,而宽展又受到原始坯料宽度、厚度、轧辊直径、压下量、侧压量、温度等多方面因素的影响,致使中间坯宽度在全长方向上变化不均,尤其是头尾的变化较大。

另外,来料带坯本身的宽度不均匀、精轧机组张力不均、卷取机卷取过程中速度环向张力环切换过程中的拉钢都将造成成品宽度的波动。

热连轧自动宽度控制技术

图一、粗轧区轧机及检测器布置

为了得到理想的中间坯宽度形状,针对上述提到的影响宽度的各种因素,我们开发了基于长(短)行程伺服阀液压缸控制立辊开口度的自动宽度控制(AWC)系统,主要包括以下功能:

中间坯头尾短行程控制(SSC-AWC)

当立辊侧压量较大时,板坯头尾因没有外端限制,会出现头尾不规则的单鼓或鱼尾状。另外,侧压时板坯中间段的“狗骨”峰值比头尾段高,在经过水平轧制后,边部隆起的量转化为宽展,更加剧了头尾不规则的程度。

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图二、头尾不规则宽展示意

SSC控制功能便是为了解决中间坯头尾失宽问题。由模型计算出各道次板坯失宽长度和失宽量,预先给出控制曲线,由一级AWC系统控制立辊液压缸在头尾轧制时按曲线调节,从而使轧制出的中间坯头尾宽度均匀。

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 图三、SSC控制曲线示意

宽度形状前馈补偿控制(FSC-AWC)

为了解决中间坯来料本体的宽度不均问题,我们采用机前测宽仪测量得到的板坯沿长度方向上的宽度信号,经过自适应神经元网络滤波滤除由于高压水除鳞产生的氧化铁皮和带钢表面水珠影响而产生的宽度“毛刺”,得到真实的宽度信号,与全长平均宽度的偏差作为控制依据,根据跟踪位置对当前位置的立辊开口度进行补偿。

热连轧自动宽度控制技术

图四、FSC-AWC控制效果

温度前馈补偿控制功能(FTC-AWC)

由于板坯的温度波动将影响粗轧立辊的压下效率,并会进一步影响的精轧压下宽展以及由于带钢张力造成的减宽量,温度补偿的目的即是通过L2 AWC设定程序传送给L1 AWC控制系统温度补偿影响系数CT,使L1能够提前消除这种影响,进一步提高宽度精度。

轧制力反馈控制功能(RF-AWC)

轧制力反馈AWC,类似于GM-AGC的功能,通过立辊轧钢时轧制力的变化来获得宽度变化信息,动态调节立辊开口度来获得均匀宽度。

热连轧自动宽度控制技术

图五、RF-AWC控制输出曲线

NEC——缩颈补偿

用来补偿卷取机切换到张力控制时对带钢的冲击(拉钢)所造成的缩颈(宽度变窄),通过在粗轧预留出拉窄余量来减小卷取冲击对宽度的影响。

DSU——动态设定

动态设定功能主要用于粗轧区最后一个道次,即为了保证粗轧出口的中间坯的宽度精度,利用最后一道次轧制前所得的R1(R2)入口测宽仪的实测未道入口宽度,若测量宽度同预报值偏差大于2mm(具体数值可调),L2将对E1开口度重新设定(再设定)。进一步提高控制及设定精度。

   7、模型自学习

我们利用跟踪系统激活自动宽度控制模型系统和各道次的自学习功能,通过通信系统获得精轧的规程设定,用来确定粗轧的出口宽度,并利用精轧出口的实测宽度反馈快照数据进行自学习计算,控制精轧出口的带钢宽度。

热连轧自动宽度控制技术

图六、综合AWC控制功能示意图

    通过以上AWC控制手段,麦思科公司在近年来承接建成的5条1250mm热连轧及一条1780mm热连轧项目中,取得了国内领先的宽度控制效果,宽度控制精度可达控制目标±3mm@95.4%即0~6mm@95.4%以上。

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图七、控制效果图



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