粗轧宽度自动控制

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1、粗轧宽度自动控制（新钢钒热轧板厂）姓名：田绍春2009年6月6日粗轧宽度自动控制摘要：宽度是粗轧生产的最重要技术指标之一，决定着成品的尺寸精度，自动宽度控制是提高粗轧尺寸精度的重要手段，而宽度二级模型是自动控制的灵魂，具有至关重要的作用关键词：自动宽度控制不均匀变形宽展模型1前言从目前热轧带钢生产情况看，热轧带钢的原料来源于上游钢厂的连铸坯，由于连铸结晶器在线调宽比较困难，所以一般都采用才粗轧区安放大立辊轧机或压力调宽机，我厂采用在粗轧区安放E1，E2两台大立辊轧机实现带钢宽度的控制与调节。宽度是粗轧区最为重要的一个生产技术指标。

2、粗轧出口的中间坯宽度控制准确与否直接关系到精轧出口的成品宽度精度。而中间坯的宽度又由精轧的自然宽展，拉窄量和精轧出口宽度决定。而从自动控制方面来说，宽度的控制精度还要受模型的计算精度，模型的自学习精度，现场的监测设别的采样精度和现场控制设备的动作精度。本文主要讨论宽度自动控制模型。2模型自动控制流程图1粗轧宽度控制模型组成如图1所示粗扎区模型由：模型预计算，模型重计算和模型自学习三部分组成。当钢装炉时模型进行第一次计算而后在钢在将要出炉的第三块钢，第二块钢，第一块钢的位置分别进行三次计算，最后在出炉时在进行一次预计算。在钢在粗扎各

3、道次轧之后进行一次重计算，最后把粗扎各道次的宽度和精轧的出口宽度反馈给模型，模型进行自学习。3不均匀宽展计算模型3.1立辊的磨损模型立辊更换周期较长，一般3个月才更换一次，而带钢得宽度主要是通过设定AWC液压缸伸出量来控制立辊的辊缝来完成。由于每天立辊磨损不大，依靠立辊的计算机自学习系数完全可以弥补，随着立辊的磨损增大，立辊自学习系数随着增加，这样当立辊磨损很大时，自学习系数也变得很大，这样模型就适应了磨损后的直径。但换完立辊后，几个月累积的磨损已经很大，不能忽略了，这时模型算出的AWC液压缸伸出量还是没换立辊之前的，由于换辊后立

4、辊直径增大，而辊缝则变小了，带钢就会窄尺。所以要建立立辊磨损模型，在更换立辊后对立辊磨损清零，就能解决因更换立辊造成的模型窄尺。立辊磨损量为：F为轧制力，W为带钢的厚度，L为带钢长度，c为磨损系数，由于，所以可以通过实测每一千吨钢的磨损量，在根据生产中实测的WFL的平均值就可得到磨损系数的平均值。然后在每次换辊后，旧辊在磨床上测出实际的磨损量再和模型计算值比较，反复跌代就可得到较精确的磨损量。3.2狗骨变形参数图2.狗骨参数示意图因为板坯立轧是典型的超高件轧制过程，他的突出特点是变形不能深入到轧件的内部，而会在变形集中的轧件端部形

5、成所谓的狗骨变形。带有狗骨型的轧件在平轧过程中，狗骨处的金属将有相当的比例向宽展方向流动产生回展。所以平轧后的宽度与狗骨峰的位置，狗骨变形的影响范围和狗骨变形的峰值厚度以及板坯厚度和平轧压下量都需要数学模型来计算。描述狗骨变形主要有以下四个参数（如图2）——狗骨变形的峰值厚度，与轧辊接触处的轧件厚度，狗骨的峰值位置，狗骨变形的影响范围。根据冈户克（Okado）等人给出的狗骨参数公式：狗骨形峰值厚度：与轧辊接触处的轧件厚度：狗骨峰值位置：狗骨影响范围：其中3.3平轧宽展影响因素几何尺寸的影响：图3.不同宽度轧件最短线法则分区示意图金

6、属在变形时金属向阻力最小的方向流动，如果忽略在变形区内的摩擦系数的差别，可以用最短线法则表达最小阻力定律，如果除了轧件宽度外，其他条件一样的话轧件越宽，轧件中部区域的金属要向宽展方向就越困难，如图3，图中阴影区的金属到宽度方向的流动线路最短，随着轧件宽度增加阴影区所占的比例就下降，宽展也减小。若轧件宽度一定，轧制压下量不同，宽展也不同。随着压下量增加，接触弧长增加，使金属纵向流动的阻力增加，宽展增加。同样，如果增加轧辊半径，使接触弧增加，也使轧制宽展增加。摩擦对宽展的影响：随着摩擦增加，宽展增加；随着轧制温度的降低，摩擦增加，所以

7、宽展增加；随着轧制速度的增加，摩擦减小，宽展减小；随轧辊摩擦系数的不同，宽展不同。3.4出口宽度模型根据芝原等人的宽展公式：自然宽展：狗骨形回展：如果是奇道次，则出口宽度为：如果是偶道次，则出口宽度为：为各道次修正系数，为自学习系数。由于冈户克公式及芝原公式没有考虑钢质，，摩擦系数，轧件温度等参数，所以需要用对公式进行修正，另外，要用立辊磨损量模型对立辊辊径进行修正，以保证在以上模型中使用的是真实的立辊辊径。而水平辊跟换周期较快，所以磨损量对辊径影响可以忽略。3.5对出口宽度模型的实际验证图4各道次出口宽度如上图中A、B、C、D、

8、E、F分别是R1三道次出口宽度和R2轧机三道次出口宽度，图中实现是抽取42块我厂现在使用的Q235B钢1300轧1250的二级模型算出宽度，图中虚线是由冈户克公式及芝原公式算出的出口宽度，由上图可以看到两条曲线吻合度较好，由此可证明：冈户克公式及芝