京唐2230mm冷连轧机厚度控制系统改造设计

摘要

厚度是冷轧产品的重要指标，每条产线都在关注和改善厚度控制精度。模型预设定是轧制的一种过程描述，反映了带钢在变形时对外部各种条件的需求，直接决定厚度控制系统的准确性。AGC系统是轧制的一种实时描述，用于消除带钢在变形时实际状态与模型预设定之间的偏差，直接决定厚度控制系统的抗干扰能力。为获得更高水平的的厚度控制精度，必须从这两个方面人手。 本文针对首钢京唐公司2230mm冷轧机组厚度控制系统存在的在轧制过程中遇到的高强钢轧制断带问题、因带头尾厚度波动造成的废钢切损量较大等问题，结合厚度控制理论和实际生产过程中的需求，对系统进行了改造设计，主要工作如下。 首先对2230mm冷连轧生产线的结构、系统组成、设备参数等进行了分析，并对控制系统进行了研究，在此基础上，对厚度控制系统生产过程中存在的问题进行了分析。相关分析结果表明，造成厚度控制问题的主要原因包括轧制力预设定不准确、高强钢FGC（Fly Gauge Control动态变规格）过程异常和AGC（Automatic Gauge Control自动厚度控制）系统能力不高等。 其次，针对上述问题，制定了相应的解决对策并对厚度控制系统进行了相应的改造: (1)变形抗力计算因数不准确导致轧制力计算不准确，调整钢种家族和变形抗力因数解决此问题; (2)高强钢FGC起始点在焊缝处导致过程异常，将起始点提前到焊缝前解决此问题; (3)S1机架秒流量AGC厚差计算存在问题，通过调整厚差计算时期解决;控制器响应慢，根据厚差大小动态调整增益提高控制器响应速度;S2机架前馈AGC调整能力不高，通过增加输出补偿解决;S4机架监控AGC滞后性非常严重，增加微分控制减少滞后性带来的影响;张力AGC因控制死区较大无法起到应有的作用，通过修正张力死区解决。 上述改造方案均在实际系统中予以实现，生产实际表明，高强钢轧制的断带次数减少，带头尾厚度波动的切损量降低，实现改进的预期目标。

目录

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摘要

第1章绪论

1．1冷轧带钢生产的发展经历

1．2冷轧轧制技术的基本概念

1．2．1冷轧轧制的基本概念和理论

1．2．2轧制过程的变形区和基本参数介绍

1．2．3轧制过程的两个基本方程

1．3冷轧AGC系统的发展和种类

1．3．1我国冷轧AGC系统的发展

1．3．2秒流量AGC系统的产生与介绍

1．4本文研究内容

1．4．1研究对象及背景

1．4．2主要工作内容

第2章2230mm冷连轧机工艺及控制系统组成

2．1 2230mm冷连轧及设备及参数

2．1．1主要工艺参数

2．1．2主要机械设备参数

2．1．3主要电气设备参数

2．1．4主要设备控制精度

2．2 2230mm冷连轧生产工艺流程

2．3自动化系统介绍

2．3．1 L1系统介绍

2．3．2 L2系统介绍

2．3．3人机界面介绍

2．4 AGC系统

2．5本章小结

第3章厚度控制问题分析及解决策略

3．1问题描述

3．1．1软接硬FGC假断带事故

3．1．2来料厚度减薄导致过焊缝后断带

3．1．3高强钢正常加减速时—机架断带

3．1．4焊缝区过长的厚度波动

3．2对生产的影响

3．2．1带头尾厚度超差总体统计

3．2．2带头尾厚差与材质、规格的关系

3．3问题分析

3．3．1排产问题

3．3．2热轧来料影响

3．3．3轧机控制系统影响

3．4厚度控制问题解决方案

3．5本章小结

第4章京唐2230mm产线厚度控制改进

4．1轧制模型介绍

4．2轧制模型的参数改进

4．2．1轧制变形三个重要参数的计算详解

4．2．2轧制模型改进策略

4．3 FGC模型优化

4．3．1 FGC设定值的计算

4．3．2 FGC改进策略

4．4 LIAGC控制系统

4．5秒流量AGC存在的问题及改进策略

4．5．1秒流量AGC的控制策略介绍

4．5．2秒流量AGC问题分析

4．5．3秒流量AGC问题改进策略

4．6前馈AGC存在问题及改进策略

4．6．1前馈AGC控制策略介绍

4．6．2 S2机架前馈AGC问题分析

4．6．3 S2机架前馈AGC改进策略

4．7监控AGC存在的问题及改进策略

4．7．1监控AGC控制策略介绍与史密斯预估补偿

4．7．2 S4机架监控AGC控制滞后影响较大

4．7．3调整S4机架MN-AGC控制器结构及参数

4．8张力AGC存在问题及改进策略

4．8．1张力AGC控制策略介绍

4．8．2板厚-张力控制策略调整

4．9本章小结

第5章厚度控制系统改造效果分析

5．1厚度波动封闭统计

5．1．1切废量统计

5．1．2与其他产线厚度控制能力对比

5．2本章小结

第6章结论与展望

参考文献

致谢