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中厚板高精度厚度控制的研究与应用

孙涛  
【摘要】: 现代工业的发展对中厚板厚度精度不断提出更高的要求,高精度的厚度控制技术一直是轧钢自动化研究的热点。本文以某3000mm中厚板自动化控制系统开发项目为背景,对过程控制设定系统、快速高精度的辊缝控制技术、分段厚度控制技术以及提高厚度控制精度的补偿方法等进行了研究,现场应用取得了良好的效果。主要研究内容和进展如下: (1)分析中厚板生产过程控制中的轧制规程计算及其数学模型,包括轧制策略的选择、分阶段的轧制规程负荷分配计算、负荷计算数学模型及模型自学习。为提高轧线自动化水平,实现全自动轧制,研究并开发了以轧制节奏控制为基础的轧制规程道次自动设定技术。 (2)比较变加速度和恒加速度位置控制特征曲线的优缺点,以恒加速度位置控制特征曲线为背景,开发了快速高精度的EGC技术,通过在线参数自适应的方法,对曲线参数进行实时调整和优化,可以使EGC始终保持快速高精度的特性。 (3)提出一种动态补偿液压伺服阀零漂的方法,在不降低原HGC系统的动态响应速度的基础上,大幅度提高了HGC系统的控制精度。现场应用表明,采用该技术的HGC系统定位误差可以长期保持在±2μm之内。 (4)在使用高精度厚度计模型的基础上,开发了分段厚度控制技术。该技术将轧件沿长度方向分为细小片段,采用高精度厚度计模型,根据实测辊缝和轧制力,分道次逐段计算并存储轧件的厚度和塑性刚度,准确跟踪轧件的厚度波动和塑性刚度变化,对各片段进行单独控制,提高了轧件的同板厚差控制精度。针对变厚度轧制中的楔形段轧制,采用分段厚度控制技术,利用HGC系统位置闭环和压力闭环耦合的特性,研究了楔形段起点自动判断的方法。 (5)结合分段厚度控制技术,针对现场应用的特点,研究了利用测厚仪反馈信号进行辊缝零点自学习的方法。 (6)针对中厚板轧制中头尾厚度超差的现象,开发了一种新型中厚板头部厚度控制的方法,不但改善头尾厚度超差效果显著,还可以通过调整参数,减小钢板切头部分的厚度,从而提高成材率。 本文的研究结果针对高精度的中厚板厚度控制,具有较强的实用性。所开发的控制系统已经成功应用于多套中厚板轧制生产线,为企业创造了很好的经济效益。


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