粗軋機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

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1、粗軋機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用【摘要】粗軋機(jī)是設(shè)置在熱連軋生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，用于將板坯軋制成規(guī)定的中間坯。本文介紹了厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)在粗軋機(jī)厚度控制中的實(shí)際應(yīng)用，并介紹了相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式?！娟P(guān)鍵詞】厚度軋制力輥縫位置控制1.概述厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制量主要是壓下量，即為了控制軋件厚度，就要控制軋輥位置，軋輥位置控制為厚度自動(dòng)控制服務(wù)，這樣自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)就有外環(huán)為厚度環(huán)、內(nèi)環(huán)為軋輥位置環(huán)的串級控制系統(tǒng)，軋輥位置自動(dòng)控制系統(tǒng)是厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本文介紹的1750熱軋線粗軋機(jī)的輥縫調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)上輥壓下量來實(shí)現(xiàn)的，下輥無上抬功能。在粗軋機(jī)的傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)各安裝有一臺壓下電機(jī)和壓下液

2、壓缸。粗軋機(jī)軋輥位置自動(dòng)控制系統(tǒng)包括電動(dòng)位置自動(dòng)控制系統(tǒng)和液壓位置自動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分。電動(dòng)位置自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行粗調(diào)，液壓位置自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行精調(diào)。粗軋機(jī)輥縫調(diào)節(jié)在空載下進(jìn)行，在軋制過程中輥縫不進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.厚度自動(dòng)控制（AGC）2.1厚差產(chǎn)生的原因厚差分為同板差和異板差。異板差是指在相同工藝、設(shè)備參數(shù)條件下，同一批材料中的不同軋件（不同塊或不同卷）軋出厚度不均。異板差主要原因是來料參數(shù)（厚度、寬度、軋機(jī)入口溫度）發(fā)生了變化，但未重新對軋機(jī)進(jìn)行設(shè)定，即未做到動(dòng)態(tài)設(shè)定。下面討論的是同板差。在軋機(jī)一定的情況下，軋機(jī)彈性剛度系數(shù)K為常數(shù)，根據(jù)軋機(jī)彈跳方程：h=f(S,P,K)，軋出厚度h與空

3、載輥縫S和軋制力P有關(guān)。因此，凡是引起空載輥縫和軋制力變化的因素都是厚差產(chǎn)生的原因。厚差產(chǎn)生的原因及消除方法如下表。表1厚差產(chǎn)生的原因及消除方法厚差產(chǎn)生原因消除方法頭尾溫差壓力AGC來料水印低溫段前饋AGC軋輥偏心（約25~50um）在AGC系統(tǒng)設(shè)置正負(fù)20um的死區(qū)予以忽略，或采用單環(huán)恒軋制力AGC加以控制。軋輥熱變形和軋輥磨損輥縫零位常數(shù)補(bǔ)償，測厚儀監(jiān)控。張力變化活套支承器恒定小張力控制或無活套微張力控制來料溫度及硬度變化穿帶自適應(yīng)或壓力AGC除了以上厚差產(chǎn)生原因外，對于配置了厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的軋機(jī)，軋機(jī)的自動(dòng)設(shè)定不準(zhǔn)確、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)設(shè)計(jì)整定不合理、輥縫、軋制力、張力、

4、溫度等測量儀表精度低等因素也是產(chǎn)生厚差的原因。2.2AGC的種類按照控制結(jié)構(gòu)的不同，AGC分為前饋AGC、反饋AGC和補(bǔ)償AGC。前饋AGC又稱預(yù)控AGC，反饋AGC包括壓力AGC、厚度儀AGC、張力AGC、連軋AGC。補(bǔ)償AGC包括油膜厚度補(bǔ)償AGC、尾部補(bǔ)償AGC、軋輥偏心補(bǔ)充AGC。按照AGC系統(tǒng)使用的操作量的不同，AGC分為壓下AGC、張力AGC和速度AGC。壓下AGC是靠調(diào)整壓下即調(diào)整輥縫來消除影響軋制壓力造成的厚差。壓力AGC分為厚度計(jì)AGC、動(dòng)態(tài)AGC、絕對值A(chǔ)GC等等。張力AGC是靠調(diào)整前后張力來改變軋件塑性剛度系數(shù)來控制軋件的厚度的。速度AGC是靠調(diào)整軋制速度來控制

5、厚度的。2.3厚度計(jì)AGC69本文介紹的1750熱軋線粗軋機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)采用的是厚度計(jì)AGC（或稱GM-AGC）。在軋制過程中，任何時(shí)刻的實(shí)際軋制力和空載輥縫都可以檢測到，因此，可以用軋機(jī)彈跳方程計(jì)算出任何時(shí)刻的實(shí)際軋出厚度。在這種情況下，就等于把整個(gè)機(jī)架作為測量厚度的“厚度計(jì)”，這種檢測厚度的方法稱為厚度計(jì)方法（簡稱GM），以區(qū)別用測厚儀直接檢測厚度的方法。根據(jù)軋機(jī)彈跳方程測得的厚度和厚度偏差信號進(jìn)行厚度自動(dòng)控制的系統(tǒng)稱為厚度計(jì)AGC。2.3.1厚度計(jì)AGC控制原理，見圖1。圖1厚度計(jì)AGC控制原理2.3.2測厚計(jì)回路輥縫計(jì)算，見公式：()ssloadnoload=++××-+

6、skCFFsStrAgARactRpresetbearing,,,,1其中：sload：實(shí)際輥縫[mm]snoload：實(shí)際無載輥縫[mm]sStr,A：工作點(diǎn)上的軋機(jī)彈跳[mm]sbearing：軸承偏心[mm]k：補(bǔ)償因數(shù)Cg,A：工作點(diǎn)上的彈跳常數(shù)[kN/mm]FR,act：實(shí)際軋制力[kN]FR,preset：軋制力設(shè)定[kN]2.3.3機(jī)架特性機(jī)架特性描述了軋制力和機(jī)架彈性之間的關(guān)系。有載輥縫增大、測量位置值和軋制力增加都是是由于機(jī)架變形引起的。軋機(jī)彈跳公式：其中：sStr：總的軋機(jī)彈跳sStr,A：工作點(diǎn)上的軋機(jī)彈跳軋制力Fact：軋輥輥徑FPreset：板坯寬度Cg,A

7、：彈跳系數(shù)69彈跳系數(shù)公式：其中：Cg,A：工作點(diǎn)上的軋機(jī)系數(shù)[kN/mm]A：工作點(diǎn)2.3.4過載保護(hù)為了避免對設(shè)備的損害，厚度自動(dòng)控制中添加了一個(gè)過載保護(hù)控制單元。通過此控制單元提供一個(gè)附加設(shè)定值，當(dāng)軋制力超限時(shí)使輥縫自動(dòng)打開。3.厚度計(jì)AGC的特點(diǎn)3.1可以克服直接測厚儀AGC的檢測滯后，提高了系統(tǒng)靈敏度，但是對于壓下機(jī)構(gòu)的電氣和機(jī)械系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)控制時(shí)程序運(yùn)行等的時(shí)間滯后仍然不能消除。3.2可以消除軋件和工藝方面等多種原因通過軋制壓力造成的厚差，如