热连轧冷连轧机型和质量控制教材.ppt

热连轧、冷连轧机型和质量控制杨荃,2009.06.18,主要内容,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术4、国内冷连轧机建设情况5、冷轧工艺设备和质量控制技术6、冷轧产品和机型研究,1）如果我负责热连轧、冷连轧的建设工作，我会在机型、辊形、工艺和控制诸方面注重哪些技术要点？2）如果我负责热连轧、冷连轧的生产管理工作，我如何向员工传播技术质量意识？对所谓的“3：7”和“8+1”有何见解？3）如果我负责热连轧、冷连轧的生产技术工作（原料、生产工艺、设备、电气、质检、销售等环节），我应该在工作中重点关注哪些质量环节？4）为了保证热连轧带钢的终轧温度，有哪几种控制方法，各有什么优缺点？5）为了保证五机架冷连轧机的厚度精度，哪几个机架的AGC控制很重要？如果在某机架采用流量AGC控制方法，应当在哪几个位置实时测量哪些工艺参数？,思考题,热连轧的主要机型1）宽度500-1000机型：850、880、950、1150、1250等中宽带热连轧机约20套2）宽度1000-1600机型：1450、1500、1580、1700、1750、1780、1880等常规热连轧机约35套CSP、UTSP约10套3）宽度1000-2000机型：2050、2150、2160、2250、2300、（3000）等超宽带热连轧机约15套,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,热连轧机的技术特色1）产品和机型问题2）工艺布置和生产管理问题3）多品种开发温度控制和快速冷却问题4）对称和非对称板形的控制问题5）凸度和局部高点的控制问题6）串辊操作和自由规程轧制问题7）工作辊和支承辊辊形问题8）AGC和板形控制的解耦问题9）工艺润滑问题10）表面质量监控问题等,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,热连轧生产线的技术要点1）计算机控制系统选型先进、成熟、可靠、实用，硬件采用引进零部件，由国内完成应用软件开发和整体系统集成，技术水平达到国际先进水平，性价比高，具有可持续开发能力。2）主传动采用全数字式交流变频调速技术。3）R粗轧机采用电动+液压HAGC技术，减小中间坯的镰刀弯。4）E立辊采用液压AWC+SSC控制技术，提高中间坯的宽度精度和头、尾精度。5）采用无芯热卷箱技术，降低带钢头、尾温度差，提高除鳞效果，改善带钢表面质量，降低能耗，缩短作业线长度，降低投资。,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,6）切头飞剪最佳优化剪切系统提高金属收得率。7）采用保温辊道和边部补热技术，均匀中间坯温度。8）精轧机具有变接触支持辊、连续变凸度工作辊技术，结合弯辊、窜辊功能，实现板形质量综合控制和自由规程轧制。9）精轧机采用长行程全液压压下和HAGC控制技术，提高带钢厚度精度。10）精轧机架间设置冷却水，控制带钢终轧温度。11）设置温度仪、厚度仪、轧制测压头、宽度仪、平坦度仪、凸度仪、表面检测仪等，实现在线检测和控制。12）粗轧、精轧半自动快速换辊，提高作业率。13）精轧输出辊道设置层流冷却水，分段调节层流冷却水，控制带材卷取温度。14）地下卷取机采用助卷辊全液压踏步控制（AJC）及液压控制卷筒无级胀缩，避免带钢头部压痕，减少钢卷塔形量和避免带钢表面划伤缺陷，提高带钢卷取的质量。15）工艺润滑技术的选用。16）产品品种规格的不断开发。,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,热连轧的质量保证体系举例,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,2002年以前的热连轧电气自动化系统供货情况,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,2003年以后的热连轧电气自动化系统供货新格局,1、国内热连轧机建设况和机型配置特点,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧电气自动化系统的分级结构,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧自动化的分布式控制系统,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧电气自动化系统的分级结构,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧AGC厚度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧AGC厚度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧AGC厚度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,GM-AGC（轧制力AGC）MN-AGC（监控AGC）KFF-AGC（硬度趋势前馈AGC）FASTMN-AGC（快速监控AGC）,REC-COMPEN（轧辊偏心控制）IMPACT-COMPEN（咬钢冲击补偿）LPC-COMPEN（活套补偿）OIL-COMPEN（油膜厚度补偿）BEND-COMPEN（弯辊补偿）WIDTH-COMPEN（宽度补偿）FLOW-COMPEN（流量补偿）ROLL-COMPEN（轧辊磨损与膨胀）,热连轧AGC厚度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,影响宽度的因素）板坯宽度：清理板坯缺陷时和连铸坯拉速变化时影响带钢宽度变化。）带坯头尾的宽度变动：由于缺乏“刚端”没有一个力矩能回牵轧件，在轧制带坯头部及尾部时将出现两个非稳定段，经水平轧制后，带坯头部和尾部的失宽现象加剧。）炉轨黑印的影响：黑印处变形抗力大及板宽方向温差大。）精轧宽展的影响：厚度压下引起金属横向流动。）精轧机架间张力的影响：由于轧机速度不匹配和活套量变化等外扰的影带钢头尾部分不受张力作用。）卷取宽度的变化：由速度环向张力环切换过程产生。,热连轧宽度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧宽度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧宽度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧宽度控制(短行程SSC）,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧宽度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,热连轧温度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,精轧机组终轧温度的控制（包括带钢头部终轧温度设定和带钢全长终轧温度控制）影响终轧温度的因素）带钢的材质）加热温度）板坯的厚度）运输时间）压下制度）速度制度）冷却水的压力、流量、温度,热连轧温度控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,固定喷水量通过改变轧制速度来控制终轧温度）采用加速度来控制终轧温度，当从精轧出口测温仪测得终轧温度在允许的范围时，以设定的加速度进行升速轧制，从而保持终轧温度恒定。）若实测终轧温度低于允许范围下限便将信号反馈给轧机速度控制系统，以高一挡的加速度轧制。反之，实测终轧温度高于允许范围的上限，则令加速度为零，保持当时的速度轧制。）存在的问题：终轧温度通常不是选择加速度的唯一依据。从提高产量的角度大的加速度有利，可到0.51.0m/s2以上，而控制终轧温度，轧机加速度只能限制在0.050.2m/s2，否则带钢的终轧温度将从头至尾升高。利用喷水装置的水压和水量控制终轧温度）利用机架间喷水装置的水压和水量来控制带钢全长终轧温度的均匀性，可以通过改变阀的开度(连续调节)，也可以通过改变喷水的喷嘴数目(开关式调节)来实现。）采用该控制方案，可以按大加速度轧制，以最短的时间达到最高轧速，在加速过程及到达最高轧速后的稳速过程中，均利用机架间喷水装置来控制终轧温度，并借此来克服提高轧机生产能力与带钢终轧温度控制之间的矛盾。）该方法不足指出在于由于在线调节水量水压而影响AGC的工作，因而需要在AGC中引入喷水补偿。,精轧机组终轧温度的控制,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,卷取温度控制）冷却水段预设定：在带钢头部到达F3时利用各设定参数计算出应开的集管数，并提前打开。）动态控制：在带钢头部到达精轧出口测温点并获得实测宽度、厚度、速度及温度后进行动态调整，取带钢前进一个集管距离所用的时间为周期，因此控制周期是变化的。）反馈控制：带钢头部到达卷取测温点后进行反馈控制。利用卷取实测温度对层流冷却模型进行自学习。,2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术,卷取温度控制,3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术,板形控制系统构成,3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术,板形控制概念的运用板形（Shape）的涵义）横截面外形（Profile）凸度（Crown）楔形（Skew）边部形状（EdgeContour）平坦度（Flatness）板形控制（ShapeControl）的内容凸度控制（CrownControl）平坦度控制（FlatnessControl）边部控制（EdgeControl）,3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术,热连轧板形判据（ShapeCriterion）,3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术,磨损辊缝（WornGap）和边部形状（EdgeContour）,3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术,磨损分布（WornDistribution,3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术,边部形状的轧制限度,3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术,规程轧制（ScheduleRolling）,3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术,自由规程轧制SFR（ScheduleFreeRolling）,4、国内冷连轧机建设情况,武钢1700（SmartCrown，VCR）：酸轧联合机组，全连续五机架四辊轧机，产量177.7万吨，原料厚度1.5-6.0，成品厚度0.3-3.0，宽度700-1600，支持辊1525/1400*1700，工作辊610/540*1700（3、4#），540/510*1900（1、2、5#），主电机功率2*1500KW（1#），4*1500KW（2、3、4、5#）。1250（HCM，PPT）：单机可逆六辊轧机，产量13万吨，原料厚度2.0-3.0，成品厚度0.19-0.55，宽度700-1100，支持辊1260/1160*1250，中间辊470/430*1250，工作辊420/370*1250，主电机功率4*1100KW。1430海南冷轧（VCR）：单机可逆四辊轧机，产量11.5万吨，原料厚度1.5-4.5，成品厚度0.15-2.0，宽度600-1300，支持辊1250/1125*1430，工作辊400/355*1430，主电机功率2*1492KW。2230二冷轧，CVC：酸轧联合机组，全连续五机架六辊轧机，产量235.5万吨，原料厚度1.5-6.0，成品厚度0.3-2.5，宽度800-2080，支持辊1465/1300*2140，中间辊650/570*2400，工作辊560/480*2180，主电机功率AC5175KW（1#），AC7935KW（2、3、4、5#）。1450二硅钢冷连轧(UCMW)：“十一五”1550三冷轧：（防城港冷连轧）：,宝钢2030（CVC，DSR，VCR）：酸轧联合机组，全连续五机架四辊轧机，产量210万吨，原料厚度1.8-6.0，成品厚度0.3-3.5，宽度900-1850，支持辊1525/1425*2030，工作辊615/550*2030（1、2、3、4#），615/550*2230（5#），主电机功率4*1120KW（1#），4*1500KW（2、3、4、5#）。1420（CVC，CVC+）：酸轧联合机组，全连续五机架四辊六辊轧机，产量80万吨，原料厚度2.0-3.0，成品厚度0.18-0.8，宽度730-1230，支持辊1250/1150*1350，中间辊540/500*1510（4、5#），工作辊500/445*1510（1、2、3#），420/380*1350（4、5#），主电机功率2*1340KW（1#），2*2000KW（2、3、4、5#）。1550（UCMW）：酸轧联合机组，全连续五机架六辊轧机，产量140万吨，原料厚度2.0-4.5，成品厚度0.3-1.6，宽度800-1430，支持辊1300*1550，中间辊490*1560，工作辊435*1550，主电机功率2*1500KW（1#），2*2200KW（2、3、4、5#）。1220（PC）：全连续五机架四辊轧机，产量77万吨，原料厚度1.5-4.0，成品厚度0.17-1.0，宽度550-1050，支持辊1355/1194*1100，工作辊550/500*1280（1#），533/470*1219（2、3、4、5#），主电机功率AC3800KW。1800（UCM）：酸轧联合机组，全连续五机架六辊轧机，产量185.71万吨，原料厚度2.0-6.0，成品厚度0.3-2.0，宽度800-1730，支持辊1370*1850，中间辊530*1850，工作辊445*1850，主电机功率AC4000KW（1、5#），AC5750KW（2、3、4#）。（“十一五”冷轧、梅山1450冷连轧）：,4、国内冷连轧机建设情况,4、国内冷连轧机建设情况,鞍钢1676（UCM）：酸轧联合机组，全连续五机架六辊四辊轧机，产量160万吨，原料厚度1.5-6.5，成品厚度0.3-3.0，宽度800-1600，支持辊1525/1400*1700，中间辊560/500*1700（0#），工作辊490/430*1700（0#），工作辊600/520*1700（1、2、3、4#），主电机功率4000KW（0#），4000KW（1、2、3、4#）。1780二冷轧：酸轧联合机组，全连续五机架六辊四辊轧机，产量162万吨，原料厚度1.8-6.5，成品厚度0.3-3.0，宽度800-1600，支持辊1525/1400*1780，中间辊560/500*1780（1、5#），工作辊490/430*1780（1、5#），工作辊600/520*1780（2、3、4#），主电机功率AC5500KW（1、2、3、4、5#）。1500硅钢连轧机：酸轧联合机组，全连续五机架六辊轧机，产量110万吨，原料厚度1.8-6.5，成品厚度0.18-2.0，宽度700-1350，支持辊1300/1150*1500，中间辊490/440*1500，工作辊425/385*1500，主电机功率AC3500KW（1#），AC4500KW（2、3、4、5#）。2130三冷轧：酸轧联合机组，全连续五机架六辊四辊轧机，产量212万吨，原料厚度1.5-6.0，成品厚度0.3-2.0，宽度1000-1950，支持辊1525/1400*2130，中间辊640/570*2230（1、5#），工作辊545/485*2130（1、5#），605/545*2130（2、3、4#），主电机功率AC7000KW（1、2、3、4、5#）。（1450四冷连轧）：（“十一五”营口鲅鱼圈冷连轧）：,4、国内冷连轧机建设情况,本钢1676：酸轧联合机组，全连续四机架四辊轧机，产量110万吨，原料厚度2.0-6.0，成品厚度0.4-3.0，宽度700-1525，支持辊1396*1676，工作辊560*1676，主电机功率2*1610KW（1、2、3、4#）。1970：酸轧联合机组，全连续五机架六辊轧机，产量205万吨，原料厚度1.8-6.0，成品厚度0.2-2.5，宽度800-1870，支持辊1370/1250*1970，中间辊530/480*2005，工作辊470/425*1970，主电机功率7000KW（1、2、3、4、5#）。（“十一五”冷连轧）：攀钢1220（HCM）：酸轧联合机组，全连续四机架六辊轧机，产量150万吨，原料厚度2.0-5.0，成品厚度0.23-2.5，宽度720-1120，支持辊1090*1220，中间辊490*1214，工作辊460*1220（1、2#），430*1220（2、4#），主电机功率2240KW（1#），2980KW（2#），2*1940KW（3#），2*1305KW（4#）。唐钢1700酸轧联合机组：济钢1700双机架冷轧机：,4、国内冷连轧机建设情况,马钢1720（UCM）：酸轧联合机组，全连续四机架六辊轧机，产量160万吨，原料厚度1.5-5.5，成品厚度0.3-2.5，宽度900-1575，支持辊1300/1150*1720，中间辊490/440*1758，工作辊425/385*1720，主电机功率4000KW（1、4#），5750KW（2、3#）。2230（UCM）：涟钢1720（UCM）：酸轧联合机组，全连续四机架六辊轧机，产量150万吨，原料厚度1.5-6.0，成品厚度0.25-2.5，宽度850-1600，支持辊1300/1150*1720，中间辊490/440*1758，工作辊425/385*1720，主电机功率4000KW（1、4#），5750KW（2、3#）。邯钢1780（CVC）：酸轧联合机组，全连续五机架六辊轧机，产量143万吨，原料厚度1.8-5.0，成品厚度0.25-2.0，宽度900-1665，支持辊1400/1300*1780，中间辊560/510*2020，工作辊470/420*1780，主电机功率3000KW（1#），4391KW（2、3、4、5#）。包钢1765（CVC）：酸轧联合机组，全连续五机架六辊轧机，产量140万吨，原料厚度1.8-6.0，成品厚度0.25-3.0，宽度960-1540，支持辊1400/1300*1765，中间辊560/510*2005，工作辊470/420*1765，主电机功率3000KW（1#），4391KW（2、3、4、5#）。首钢新余,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,NERCAR配合国内冷轧建设和生产的主要技术工作2008-2009：武钢二硅钢1420五机架冷连轧机断面和边降控制精度的提高。2007-2008：宁波永正精密不锈钢有限公司20辊可逆不锈钢冷轧机自动化系统改造。2002-2005：鞍钢硅钢冷连轧1500五机架冷连轧机和三冷轧2130五机架冷连轧机自动控制系统工程技术支持（“十五”国家重大装备研制项目）。2003-2004：承担河北中钢1250全连续冷连轧机自动控制系统成套供货、服务和生产开工。是国内承包的第一套采用SIEMENS公司SIMATICTDC和PC服务器的冷连轧计算机系统。2000-2002：承担中心400双机架可逆冷轧机自动控制系统L0、L1、L2级成套供货。采用GE和VMIC公司硬件系统。1999年与武钢合作，在武钢海南公司1430冷轧机采用VCR和板形控制技术轧制成功0.15毫米内磁屏蔽钢。1992年与武钢合作，在武钢1250HC冷轧机进行辊形和板形控制研究和技术成果应用，使用了PPT辊形，提高了板形质量。1990年开始与宝钢合作，在宝钢2030冷连轧进行辊形和板形控制研究和技术成果应用，使用了VCR技术，改进了CVC辊形和数学模型。1989年开始与武钢合作，在武钢1700冷连轧进行辊形和板形控制研究，创制宽带钢轧机VCR精密轧制技术，获得冶金科技进步一等奖和国家科技进步一等奖。该技术已经连续稳定应用20年以上。,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,举例120万t/a的冷轧厂，产品有冷轧板、镀锌板、电工钢和冷硬卷。,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,生产规格范围原料带钢厚度1.5-6.0（2.0-4.0）mm，热卷厚度偏差10%带钢宽度830-1410mm，热卷宽度偏差0+10mm钢卷外径1000-2100mm钢卷内径标准762mm钢卷重量最大28T钢卷比重最大21kg/mm（平均17kg/mm）成品带钢厚度0.18-3.0（0.4-2.0）mm，偏差8%带钢宽度800-1380mm钢卷外径950-2050mm钢卷内径标准610、508mm钢卷重量最大28T钢卷比重最大21kg/mm（平均17kg/mm）,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,生产工艺流程及物流,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,酸轧机组设备组成,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,主要工艺和设备酸洗部分1.1技术概况1.2入口段1.3激光焊机1.4拉矫段1.5酸洗段1.6出口段1.7辅助设备1.8酸再生设备1.9自动控制系统冷连轧部分2.1技术概述2.2主要工艺设备2.3计算机自动控制系统2.3.1过程控制系统2.3.2基础自动化控制系统,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,冷连轧机的主要技术参数1）轧机速度1号机架处的入口速度：最大300米/分5号机架出口的卷取速度：最大1260米/分5号机架的轧制速度：最大1200米/分带钢分切速度：最大300米/分加/减速度：60mpm/秒停机时间（12600米/分）正常停机：20秒快速停机：12秒紧急停机：8-10秒2）轧辊尺寸工作辊：425-385mm1450mm，辊身硬度：952肖氏D标度中间辊：490-440mm1450mm，辊身硬度：82-88肖氏D标度支承辊：1330-11501420mm，辊身硬度：64-68肖氏D标度,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,3）轧机能力机架1-5：UCMW-轧机，机架间距离5000，轧制线标高1100轧制力：最大21.5MN/2个缸弯辊能力：工作辊弯辊装置：正向0.40MN/轴承座，负向0.20MN/轴承座中间辊弯辊装置：正向0.48MN/轴承座支撑辊平衡力：最大0.74MN/辊工作辊窜动：窜动力最大1.0MN/辊，窜动行程385mm中间辊窜动：窜动力最大1.0MN/辊，窜动行程385mm4）主传动系统电机参数：,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,5）轧机卷取部分Carrousel式上卷取机卷筒直径：标准510mm/610mm；钢卷外径最大2100mm/最小1000mm卷取张力：最大80.0KN，在1260米/分时6）轧辊乳化液冷却系统类型：两个乳化液再循环系统循环率：S1最大2100升/分，S2最大400升/分过滤方法：真空过滤器，反冲洗过滤器，电磁过滤器7）平均轧辊消耗数据,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,冷连轧自动控制系统概述冷连轧生产过程十分复杂，一方面，冷连轧控制对象具有多变量、强耦合、非线性、时变性等特点；另一方面，冷连轧控制点多且设备分布广，各工序要求并行工作以实现高效率连续生产，且工作环境恶劣。因此，冷连轧计算机控制系统多采用“快速”分布式计算机控制系统，以实现轧制过程的“高速控制”和各控制功能之间的“高速通讯”，且具有可靠性高、系统传输误差低、开发维护方便等要求。按照控制功能和网络层次，可将冷连轧计算机控制系统划分为L0传动控制级、L1基础自动化级和L2过程自动化级三个层次：1)L2过程自动化级，包括料流跟踪、负荷分配、板厚设定计算、板形设定计算以及模型的自适应自学习等功能，主要负责根据下一卷钢的原始参数按照一定的轧制策略设定计算出各设备控制参数(包括辊缝、速度、张力、弯辊力、窜辊量等)，从而保证带钢的头部板厚板形质量，为L1级的动态控制提供良好的起点。2)L1基础自动化级，负责对各设备控制参数进行实时调节，保证轧制过程中带钢全长的板形板厚精度。按照系统功能，可将L1级的功能分为两类：其一，动态质量控制系统，包括动态板厚控制AGC、动态板形控制APFC、动态张力控制ATC等；其二，执行内环控制系统，包括压下位置/压力内环、弯辊压力内环、窜辊位置内环、速度内环等。3)L0传动控制级，主要负责电动机调速控制。,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,冷连轧自动控制系统功能结构图,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,冷连轧动态质量控制系统的综合分析冷连轧计算机控制系统中，各执行内环的结构形式相对固定，而动态质量控制系统的结构形式多种多样。根据冷连轧机组的特点，恰当地选择板厚控制、板形控制和张力控制的方案组成动态质量控制系统，对于保证机组生产的顺利运行和产品质量都具有十分重要的意义。五机架冷连轧动态质量控制系统的典型结构、检测仪表和控制功能的配置如下：1、2、3为测厚仪；4、5为边降仪；6为平坦度仪即分段测张辊；7、8、9、10、11、12为张力测量辊；a、b、c、d、e分别为压下内环、速度内环、弯辊内环、窜辊内环和分段冷却控制；A、B、C、D组成板厚控制系统，分别为S1厚度预控、S1测厚仪反馈、S2厚度预控、S5测厚仪反馈；E、F、G、H组成板形控制系统，分别为弯辊力前馈、S1边降反馈、S5边降反馈和S5平坦度反馈；T为出入口张力、机架间张力控制环节。,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,冷连轧动态质量控制系统典型配置,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,AGC控制理论模型,液压压下控制系统具有两种工作方式，即位置内环方式和压力内环方式：1）压下位置内环：以给定辊缝（包括初始设定值、AGC系统调节量、ATC系统调节量、手动干预量等）作为压下系统的控制目标。2）压下压力内环：以给定轧制压力（包括初始设定值、AGC系统调节量、ATC系统调节量、手动干预量等）作为压下系统的控制目标。将弹跳方程线性化，可得：,将轧制压力方程线性化，可得：,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,前馈AGC理论模型,前馈控制，又称预控AGC，主要包括厚度前馈控制和硬度前馈控制两种，通过对可测干扰(来料厚度偏差、硬度偏差)的测量跟踪，对其进行补偿以消除此类干扰对出口厚度的影响。厚度前馈控制AGC的工作过程如下：机前测厚仪检测入口厚差H，根据入口带钢速度V0和测厚仪与机架的距离x0计算其到达轧机进行轧制的时间，对其进行跟踪；当H到达机架进行轧制时，计算消除此H影响所需的辊缝调节量S，输出到压下内环进行补偿修正即可，如图所示。,式中：S-厚度前馈辊缝调节量，mm；H-入口厚度偏差，mm；CP-轧制压力纵向刚度，kN/mm；aH-轧制压力方程对入口厚度的偏微分系数，kN/mm连轧机中，在硬度前馈控制时，多在连轧机一机架根据实测参数计算来料硬度偏差，然后对其进行跟踪，在下游各机架进行硬度前馈控制，其原理和厚度前馈控制相似。前馈控制不是根据过程进行完的结果，而是根据来料情况提前调整，可以克服时间上的滞后，达到预期的目标。但是，前馈控制属于开环控制，需要精确的数学模型才能保证其精度。,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,测厚仪反馈AGC理论模型,通过测厚仪直接测量出口厚度偏差，并按照此偏差计算压下调节量，使厚差越来越小，完成厚度反馈闭环控制。根据增量出口厚度方程，可得反馈控制调节量计算公式：,式中：S-厚度反馈辊缝调节量，mm；h-出口厚度偏差，mm；CP-轧制压力纵向刚度，kN/mm；ah-轧制压力方程对出口厚度的偏微分系数（等于-Q，Q即为带钢塑性系数），kN/mm测厚仪反馈AGC中，出口厚差的测量精度很高，但存在很大的滞后，容易使系统不稳定。为了解决这个问题，有些测厚仪反馈AGC采用Smith预估器等先进算法，以消除滞后对系统稳定性的影响，可大为提高厚度控制精度。,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,厚度计AGC理论模型,首先，实测辊缝、轧制压力等参数并根据弹跳方程计算即间接测量带钢出口厚度，得到无滞后的厚度偏差信号，但精度不高。出口厚度计算公式如下,式中：h-出口厚度，mm；S-辊缝，mm；P-轧制压力，kN；P0-零调轧制压力，kN；F-弯辊力，kN；CP-轧制压力纵向刚度，kN/mm；CF-弯辊力纵向刚度，kN/mm；G-热膨胀、磨损等因素引起的辊缝零位变化量，mm；O-油膜厚度，mm之后，和测厚仪反馈AGC相似，通过出口厚度偏差计算辊缝调节量，输出到压下系统实现闭环控制。,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,常规AGC理论模型实例,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,流量AGC理论模型,首先，机前测厚仪实测入口厚度，机前、机后激光测速仪实测出、入口带钢速度，再根据变形区出入口流量恒等法则计算出口厚度，可获得无滞后高精度的出口厚差信号，大大提高了反馈控制的精度。出口厚度计算公式如下：,其中：hact-出口厚度流量计算实测值，mm；Hact-入口厚度实测值，mm；V0act-入口速度实测值，m/s；V1act-出口速度实测值，m/s之后，和测厚仪反馈AGC相似，通过出口厚度偏差计算辊缝调节量，输出到压下系统实现闭环控制。,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,流量AGC理论模型实例,5、冷轧工艺设备和质量控制技术,张力AGC理论模型,当带钢很薄很硬时，其塑性变形越来越难，压下效率越来越小，即改变压下消除厚度的能力越来越弱。因此，轧制较薄较硬的产品时多采用张力AGC，通过改变张力来调节出口厚度。张力AGC控制过程中，一般按照流量方程计算速度调节量，而张力ATC采用LMT极限控制方式（即大的死区，超出极限后才会进行调节，使张力回到正常范围内），此时，AGC的速度调节量转化为张力变化量，进而消除出口厚度偏差。张力AGC的调节量计算公式如下：,式中：V-带钢速度调节量，m/s；h-出口厚度偏差，可采用测厚仪、弹跳方程、流量方程等方式进行测量，mm；V-带钢速度实际值，m/s；h-出口厚度设定值，mm；,6、冷轧产品和机型研究,生产条件轧制工艺轧机机型三电系统核心技术轧制策略和数学模型AGC和板形控制技术表面质量问题,6、冷轧产品和机型研究,轧机变形仿真模型1）以轧机变形行研究为手段进行冷连轧机板形控制能力的评析运用已经在多条冷轧生产线得到验证的辊系变形分析软件，结合酸轧联合机组的生产工艺特点，计算各种轧机（如UCMW或CVC六辊冷轧机）的板形控制域、辊间接触压力分布等特征参数，对轧机的板形控制能力进行全面评析，为优化工作辊辊形和串辊策略提供理论基础。2）软件仿真的主要分析内容冷轧机的辊缝凸度调节域。冷轧机辊系的轧制力横向刚度问题。冷轧机辊系的中间辊弯辊力横向刚度问题。冷轧机辊系的工作辊弯辊力横向刚度问题。冷轧机的工作辊带辊形串辊与边降的控制问题。冷轧机边降控制和张力分布控制的安全性问题。冷轧机的辊间接触压力、轧辊磨损和消耗问题。轧辊温度场、热膨胀和精细冷却问题。冷轧机对不同热轧原料板形缺陷的适应能力问题等。,6、冷轧产品和机型研究,仿真研究实例,采用shohet判据计算得到的冷轧各机架比例凸度极限变化值：,基于shohet判据的凸度可轧域计算结果,6、冷轧产品和机型研究,仿真研究实例,针对产品要求（断面为0-7m）的各机架入口凸度最大允许值计算结果,6、冷轧产品和机型研究,仿真研究实例,六辊冷轧机带钢