[發明專利]冷軋帶鋼平直度橫向厚差綜合控制方法

有效

• 申請號: 200810200733.4
• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN101683659A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 顧廷權;何汝迎;唐成龍;陳培林;張永杰;李山青;李紅梅;熊斐;王瑞庭
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B37/28
• 分類號: B21B37/28;B21B37/16
• 代理公司: 上?？歧鲗＠碛邢挢熑喂?/td>
• 代理人: 鄭明輝

技術領域

本發明涉及帶鋼的一種軋制方法，特別涉及在冷軋機上對帶鋼的平直度和橫向厚差進行綜合控制的方法。?

背景技術

板帶材的幾何尺寸精度包括板厚精度即縱向厚差、平直度和橫向厚差以及板寬等質量指標。帶鋼板形通常指平直度，由于平直度與橫向厚差有著密切的內在聯系，所以廣義的帶鋼板形同時包括平直度和橫向厚差，即板橫斷面形狀，有凸度、邊緣降以及楔形等表征指標。板厚控制和板形控制是板帶軋制領域里的兩項關鍵技術。縱向厚差的控制首先得到應用和發展，理論及技術上相對成熟。目前，采用計算機控制的厚度自動控制AGC(Automatic?Gage?Control)以及新出現的基于激光測速的物流自動厚度控制(Mass?Flow?AGC)系統等控制方式，已經比較成功地解決了縱向厚差的控制問題，基本上能夠滿足用戶的要求。?

由于軋制過程中帶鋼邊部區域的金屬橫向流動阻力較小、工作輥輥面彈性壓扁躍變等因素，致使斷面形狀也即寬向厚度分布的變化呈現中部平緩，越靠近邊部厚度減小越快的特點，即存在著一定的橫向厚差，如圖1所示。?

當前厚度自動控制AGC技術已經能夠將冷軋帶鋼縱向厚度偏差穩定地控制在成品厚度±1％左右(如±5μm甚至±2μm以內)，而帶鋼橫向厚差還停留在在10μm甚至幾十微米的水平。隨著用戶對冷軋帶鋼產品質量要求越來越高，除了目前對硅鋼、造幣鋼等產品的邊緣降已經有了比較嚴格的要求之外，下游用戶對其它一些冷軋帶鋼產品(如主要用于沖壓成型的汽車板、鍍錫板等)橫向厚差的要求也將越來越高。?

目前冷連軋最常見的以末道機架反饋控制為核心的板形自動控制系統的主要控制目標是冷連軋機出口帶鋼的平直度，對出口帶鋼的橫向厚差大多無法控制或不控制。一般認為，冷軋時帶鋼比較薄，軋制變形區內金屬橫向流動很小，如果保持負載輥縫形狀恒定不變的話，軋機入口帶鋼斷面形狀的變化幾乎都將直接轉? 化為出口帶鋼寬度方向上相對長度即平直度的改變，來料斷面形狀的微小改變將會引起出口平直度的顯著變化?；诖?，現有絕大多數冷連軋機的板形控制思想是，各個機架都嚴格按照等比例凸度原則控制負載輥縫以保證末機架出口帶鋼平直度。這樣冷軋成品橫向厚差基本上就是由熱軋來料斷面形狀決定的，若熱軋來料凸度比較大，相應地就會造成冷軋產品橫向厚差偏大。?

實際上，在冷軋前道機架特別是1號機架，當帶鋼還比較厚時，軋制過程中仍然存在少量的金屬橫向流動，板斷面形狀的改變轉化為縱向相對長度變化和橫向寬展兩個部分，一定限度內改變板斷面形狀(特別是邊部形狀調整)一般不會引起出口平直度的大幅度變化，故此時可以對帶鋼斷面形狀進行適度控制。實際檢測結果顯示：熱軋帶鋼經過冷連軋之后比例凸度值有較大幅度的增加，說明冷軋過程中帶鋼斷面形狀是變化的，因此也是可以改變的。?

一般來說，當軋機負載輥縫形狀與入口帶鋼橫斷面形狀呈等比例相似時，出口帶鋼平直度良好；否則，出口帶鋼將有板形缺陷(如中浪、邊浪等)。冷連軋機組入口熱軋來料斷面形狀(如凸度和楔形等指標)沿帶鋼長度方向的變化，是冷軋軋機出口板形的一個直接擾動，對冷軋帶鋼平直度影響很大。熱軋來料帶鋼的斷面形狀沿長度方向往往存在波動，特別是帶頭帶尾比較大，由于冷軋入口沒有相應的檢測手段，僅依靠操作人員憑觀察和經驗手動調節負載輥縫形狀，顯然難以響應斷面形狀的快速變化，需要末機架平直度閉環控制環節來調節的負荷大幅度增加，常常超出其調節能力范圍，是造成冷軋帶鋼平直度超差的主要原因之一。?

在傳統的平直度反饋控制系統基礎上，采用平直度前饋控制技術，可以在末機架出口板形儀檢測到平直度缺陷之前，及時修正來料斷面變化對上游機架出平直度的擾動。文獻報道的平直度反饋控制加前饋控制技術有以下兩種類型：?

(1)末機架平直度反饋控制加1號機架平直度前饋控制。阿塞諾EKO廠和BFI共同開發了新的平直度協調控制系統，并為此定制開發了專用的帶鋼斷面形狀檢測儀。新系統提供了所有機架的平直度控制策略，即組合前3個機架中的前饋控制和末機架中的預測反饋控制，參見圖2。該項目中開發的控制系統主要由四個部分組成：?

1)在1號機架前饋補償來料帶鋼橫斷面變化對該機架出口平直度的影響；?

2)在1-4號機架通過彎輥力補償軋制力變化對出口平直度的影響；?

3)在末機架中使用內部模型控制IMC(Internal?Model?Control)的平直度控制? 器，這個控制器可以用模型預測控制器MPC(Model?Predictive?Controller)代替；?