冷轧技术控制

LIU1018

冷轧技术控制

崔艳萍   

    扁平材产品的轧制是一个复杂的过程，产品质量受到基板、机械、电气设备、润滑以及控制策略等多种因素的影响。
    重要的质量参数有：基板厚度，基板板形，基板表面情况，以及应力分布的均衡性。
    为优化成本效益，使材料使用最有效，厚度精密公差是至关重要的，要尽可能地将带钢轧制到最小允许厚度。
    只有将机械、电气、仪表以及控制策略配合起来，产品质量才能得到有效优化。ABB公司基于丰富的经验和知识，能够设计该类型的设备并适时投入使用。
    用户优势
    ■取决于传感器和制动器方案的可伸缩的控制理念
    ■整个带钢长度上的紧密厚度和平直度公差
    ■优化的生产率
    ■优化的IT轧制规程和设定的结合
    －最小化穿带、脱尾以及逆动次数
    －减少带钢头尾标距
    有关厚度及扁平度的几个关键因素
    辊缝控制
    可以采用以下两个基本模式：辊缝位置或总轧制力。模式选择取决于自动厚度控制（AGC）和穿带策略。
    为保证整个工作过程中应答时间稳定，配备了各种与生产相关的适配器和监控器。
    粗轧AGC
    取决于传感器概念，基于用户需求的各种厚度控制策略都是可能的：
    ■厚度反馈控制
    ■厚度前馈控制
    ■物料流控制
    ■速度前馈控制
    ■轧辊偏心控制
    ■张力前馈控制
    厚度反馈控制
    基本控制策略是基于轧机出口侧所测得的厚度偏差的厚度反馈（监控器控制）。
    延迟时间，即带钢从辊缝到厚度仪的运动基本决定了控制系统的动态响应，尤其在低轧速时。软件包提供了一个基于预测模型的选项能明显改善厚度反馈控制器的动态行为。
    厚度前馈控制
    如果辊缝入口侧安装了厚度仪，便可使用厚度前馈控制。它能够补偿由于入口厚度变化而导致的厚度偏差。
    根据所存储的入口厚度偏差计算出修正值，并向前发送给辊缝控制，当带钢到达辊缝时，用于交互。
    质量流控制
    根据质量流原则，轧制瞬间的出口带钢厚度可以通过引入带钢厚度和进出带钢速度计算出。
    通过该质量流控制概念，能够实现高控制精度，从而明显提高了与厚度反馈和厚度前馈概念相关的产品质量。
    速度前馈控制
    由于有速度前馈控制，速度的过程偏差得到补偿。
    轧辊偏心控制
    轧辊几何形状不规则引起辊缝周期性偏差，从而导致轧件的厚度偏差。这些偏差主要来自机架的支承辊。
    该功能补偿由于支承辊几何形状不对称引起的周期性扰动。采用自动适配器补偿轧制过程中（如由于热效应，磨损，负荷等）产生的变化。
    张力前馈控制
    张力前馈控制对入口带钢厚度偏差产生反应，并且考虑到辊缝和张力之间的交互作用，适当调节卷取机力矩。
    箔材轧机AGC
    既然带钢厚度非常依赖于张力和轧制速度，箔材轧机采用了速度—张力优化。为使材料生产最有效，轧制速度不断增加直到带钢张力达到其控制极限或速度达到预先选定的技术极限值。
    平整机AGC
    基于所测得的延伸和实际带钢尺寸，代入算法，利用延伸控制模型计算出修正值作为总轧制力和/或张力的参考值。
    带卷偏心控制
    带卷偏心补偿能够将由于带卷圆周变化引起的周期性张力震荡最小化。其中一个主要原因是由于将带钢头压入心轴槽或卷在衬套或心轴上。在卷曲过程中修正张力力矩。
    自适应控制方式
    轧制过程中有关辊缝的现象主要是非线性的并且随时间的变化而变化。
    ABB利用自适应控制器检测系统中的各种变化及其扰动来修正相应的参数。
    自适应是通过考虑整个控制活套的质量和稳定性规则来实现的。
    平直度控制
    良好的带钢平直度是确保整个产品质量，生产率以及后续工艺成功的基础。压力分布的均衡性和材料形状由ABB的模块化的平直度软件控制。
    平直度误差，即所测带钢平直度和目标曲线之差，可以通过多种控制功能修正辊缝使之最小化，如通过轧辊弯曲，轧辊不平行，轧辊位移，冷却模式以及多辊机架偏心定位控制等。
    各类控制行为的影响是通过所评估的行为曲线来确定的。这些平直度误差曲线的最小乘方拟合成为最有效的降低平直度偏差的控制。
    协调控制
    由于最终控制元件和所要求的动态特性之间相互交互的复杂性，只有当所有压下参考值和带钢厚度，张力和形状的控制要求能够自动协调起来，才能确保实现理想的结果。
    无论何时手动操作像改变设定点，选择或取消控制活套等可以通过操作较少的跃迁来实现。
    为确保轧机最优良的性能，ABB能够基于非线性模拟模块模拟轧制过程。基于不同的传感器和制动器概念比较不同的控制策略，允许选择最佳的技术方案。
    ABB轧机技术方案
    由于在材料质量和生产率方面颇有经验，ABB模块化的技术控制方案适用于各种材料和各种类型的轧机：
    ■粗轧机
    ■多辊轧机
    ■双机架轧机
    ■DCR轧机
    ■连轧机
    ■平整机
    ■箔材轧机
    复合策略及方案适用于：
    ■轧制规程和设定模式
    ■穿带和非穿带
    ■多机架轧机张力，力矩和/或轧制力布置
    ■轧制楔形带钢时辊缝的稳定性