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《东北大学》 2009年
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中厚板轧机AGC及自动轧钢模型研究与系统实现

查显文  
【摘要】:钢铁工业是我国国民经济的支柱产业,中厚板生产在钢铁工业中占有非常重要的地位。厚度精度是中厚板质量的重要指标,是宽度、板型等尺寸精度和内在质量指标的基础,不断进行模型研究,提高中厚板轧机AGC的控制水平和精度具有重要意义。实现自动轧钢,是规范、优化和稳定轧制过程的基础,是实现全过程可控和提高产品精度的重要保证。 本文以国内某中厚板厂3500mm中厚板轧机精轧自动化系统设计和应用为研究背景。结合国内外相关文献资料,重点对中厚板轧机AGC和自动轧钢模型及实践中的问题进行了系统的研究,并将研究结果应用于该中厚板精轧系统,取得了良好的控制效果。本文的主要内容和研究成果如下: 首先,本文从中厚板轧机AGC模型入手,对各种压力AGC、前馈AGC和反馈AGC等模型进行了分析、理论推导和比较,并在此基础上深入研究了轧件头尾补偿、油膜厚度补偿、咬入冲击补偿、轧辊偏心补偿等厚度补偿方法,为高精度中厚板轧机AGC模型的开发和应用奠定了理论基础。 在中厚板AGC系统设计中,首先对本套中厚板轧机AGC系统硬件配置和网络布置以及传感器选型等做了详细描述,重点对电动APC、液压APC系统、电液联摆辊缝逻辑以及自动调零、刚度测试、液压弯辊等系统进行了研究,并针对中厚板轧机AGC的具体特点,采用相对AGC和绝对AGC相结合的方案,以获得良好的同板差和异板差。 轧件跟踪是实现自动轧钢的基础,跟踪系统中不同信号用来触发不同模型计算。轧件跟踪由宏跟踪和微跟踪组成,本文对轧件宏跟踪和轧区微跟踪系统分别进行了研究,特别对跟踪区域划分、判断和微跟踪修正等模型和算法进行了设计,为轧件的运送和轧制过程的自动进行提供了信号依据。文中还对跟踪系统的开发软件和通讯实现等做了较为详细的研究。 自动轧钢包括垂直和水平两个方向上的协调自动控制。在对运输辊道控制、道次数设定控制、主机速度控制、板坯待温控制等自动轧钢核心功能进行研究的基础上,对推床自动、主机自动以及辊道速度交换等进行了设计,成功应用于本套中厚板轧机精轧系统,提高了该生产线的自动化水平和产品精度。 本文最后介绍了精轧自动控制系统投入应用后的现场测试效果,特别对开发的头部厚度自适应补偿方法做了详细说明。通过对钢板厚度精度和板凸度等实测数据进行比较和分析,结果显示本文所设计的模型投入应用后,成品板材同板差和异板差等厚度精度和板凸度等性能指标均达到合同要求,表明该模型对中厚板轧机自动化系统的设计和现场应用具有一定的借鉴意义。
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