热轧带钢板形综合控制技术ppt课件.ppt

热轧带钢板形综合控制技术,二00五年三月二十六日,中国热轧带钢产能5000万吨,全世界热轧带钢产能约2.8亿吨,注:钢铁协会发表数据整理,目前，已建项目预计今年产量可达4908万吨/年；新建项目今年产量将达1600万吨/年，预计2006年可达2340万吨/年；2006年总产量可达到7248万吨/年.,在近期鞍钢将达到1500万吨/年热轧卷板产能,国内外及鞍钢热轧卷板的产能增长,性能：强度，塑性，冲击韧性,表面：氧化铁皮，麻点，划伤，挂腊,夹杂,边裂,翘皮,尺寸精度：厚度，宽度,热轧卷板的主要质量问题,板形 (平直度,凸度,边部减薄,局部高点),板形对用户产品质量的影响,由于带钢板形质量问题对用户使用及最终产品质量带来不利影响。如汽车制造、工程机械设备、集装箱和冷轧生产等,汽车梁成型后腿部距离回弹不一致，导致下工序衬板、加强板组装困难,热轧卷板表面局部高点造成冷轧卷板成品表面产生粘结浪形,工程机械钢卷板瓢曲造成吊车吊臂无法焊接,集装箱板浪形影响集装箱整体焊接质量和外观,热轧带钢板形综合控制技术,板形控制技术概述板形控制技术的研究与应用进展鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,板形控制技术概述,板形基本描述板形控制的基本方法及策略,板形基本描述,板 形,带钢的横断面轮廓形状：凸度、楔度、边部降、局部高点,平坦度：浪形、瓢曲、横折,通常意义: 在生产实际中板形主要是指平坦度等钢卷外观形状上的变化,板形的基本构成,板形控制技术概述,横截面轮廓形状描述,凸度 ： CR=hf(0)-0.5hf (B/2-be)+hf (be-B/2), 是=25mm或是=40mm楔形度 ： 我们=hf(be-B/2) hf(B/2-be) , 是=25mm或是=40mm边部减薄量： ED=hf(B/2-be) hf(B/2-是) 是=5mm局部突起量: 即横截面上局部范围内的厚度偏离名义厚度的大小。一般取矩形(图 B中b=10mm，h=10m），当局部上凸和下凹区域超过此矩形区域时，就认为存在局部突起，并把局部突起量定义为上凸最高点或下凹最低点偏离名义厚度的距离hs,板形控制技术概述,平坦度,其他： 单边浪、1/4浪、复合浪、瓢曲,钢板的平坦度-板带产品的平坦程度，即钢板的翘曲程度。其实质是钢板轧制时，宽度上的各处在厚度方向上不均匀压缩塑性变形，或由于带钢冷却不均而导致其在宽度方向上纤维产生不均匀延伸。由于各纤维内部相互制约，形成了轧件内部的拉压应力 ,因而造成带钢不平,中浪,边浪,平坦,轧辊,带钢,带钢宽度方向应力分布,拉应力,压应力,轧辊,带钢,轧辊,带钢,拉应力,压应力,板形控制技术概述,相对长度差表示法,相对长度差 10-5定义为一个I单位精确,严密,标志板形控制水平,波形表示法,称作急峻度,简单明了,实用,其他还有矢量表示法 ,残余应力表示法,板形控制技术概述,平坦度表示方法,影响带钢板形的因素及控制途径,板形,凸度,平直度,冷却工艺,辊缝变化,初始辊型,辊系变形,轧辊磨损,轧辊热膨胀,几何因素: 即通过改变轧辊辊型来影响辊缝形状，其中包括CVC技术、分段冷却轧辊以改变其热辊型等。,板形控制技术概述,力学因素: 通过轧制力(单位宽度上的轧制力分布)、弯辊力使辊系发生变形来改变辊缝形状,准力学因素: 通过改变辊系抗变形能力来改变轧制力、弯辊力的影响.HC轧机等，支撑辊端头修形减少支撑辊和工作辊的接触长度VCR轧辊等,带钢热连轧板形良好判别条件,板形良好基本判别式： const(常量) 式中 Ch ： 为出口轧件凸度 CH： 为入口轧件凸度 h ： 为出口轧件平均厚度 H ： 为入口轧件平均厚度这就是等比例凸度轧制的基本原理,亦即秒流量相等原则,板形良好扩展判别式 实际上热轧中，由于轧件沿宽度方向上厚度的不均匀压缩一部分转化为纵向不均匀延伸，另一部分转化为金属的横向流动。所以一定范围内违反比例凸度原则也不会引起板形缺陷，所以板形良好条件一般用shohet判别式表示: -k k = k =( ) 其中k是阀值、是与钢种有关的系数；中低碳钢=40,=2,=1.86。,板形控制技术概述,纵向流动 横向流动,平直度变化 过渡区 板凸度变化 100% 材料流动50% 0 6 12 带钢厚度, 毫米 金属流动与厚度的关系,板形控制技术概述,热连轧过程带钢变形板形关系,常规轧机辊系变形图,轧机辊系变形对辊缝形状的影响,板形控制技术概述,轧辊磨损和热膨胀对辊缝形状的影响,板形控制技术概述,板形控制方法及途径,工艺方法: 合理安排不同规格产品的轧制：合理轧制负荷分配：轧辊调温法：张力控制法：异步轧制法：,设备方法:原始凸度辊法：液压弯辊法：WRB调整轧辊凸度法：如VC轧机, DSR轧机和NIPCO轧机等轧辊变形自补偿法：阶梯形支承辊法：如大凸度支承辊技术NBCM抽动轧辊法：如HC轧机,CVC和UPC轧机等在线研磨轧辊法：ORG轧辊交叉法： PC轧机,板形控制技术概述,无论采用哪种策略, 都必须与液压弯辊技术结合才能有效发挥作用,板形控制技术概述,柔性辊缝控制策略,均匀磨损控制策略,刚性辊缝控制策略,通过对轧机的承载辊缝的灵活调控，有效消除生产中各种变动因素对工作辊热变形和磨损的影响， 即辊缝具有一定的柔性。CVC、PC技术就是这种策略的代表,在一个服役周期内轧辊辊形不断发生变化。这就要求辊形的自保持性能好,轧辊磨损均化。长行程窜辊WRS,在线轧辊磨削ORG,润滑轧制就是这种策略的代表,消除辊间有害接触区造成了辊缝的过渡挠曲和轧制力波动时引起辊缝凸度不稳定，提高辊缝横刚度。HC轧机,VCR变接触支持辊技术就是这种策略的代表,板形控制策略,板形控制策略,板形控制技术的发展历程,初级阶段,发展阶段,成熟阶段,优化阶段,智能控制技术:神经网络,模糊控制,遗传算法,快速有限元在线控制技术,与轧后冷却工艺相结合的板形综合控制技术得到发展并应用,采用静态负荷分配工艺,原始辊型调整法与轧制计划编排相结合的方法进行板形控制,主要是依靠人的经验操作,稳定性及可靠性差,且增加生产组织的难度,1950,19501990,19902000,2000,液压弯辊技术,与辊型相结合的窜辊技术及各种板形控制轧机开发并大量应用,如 日本PC, HC轧机,德国CVC,UPC轧机等,其中液压弯辊技术和窜辊技术成为现代板形控制的标志,计算机控制技术大量应用,板形设定控制与动态控制模型应用;板形检测技术日趋成熟,板形板厚解耦控制,动态负荷分配,板形控制精度提高,自由程序轧制技术配合连铸连轧热装直轧生产,板形控制技术概述,热轧带钢板形综合控制技术,板形控制技术概述板形控制技术的研究与应用进展鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,工艺:层流冷却工艺,检测:凸度仪,平直度仪,控制:设定控制和动态控制,液压弯辊: WRB 机型：窜 辊与交叉， HC,CVC, UPC，UC,WRS, PC,VC辊型：CVC,UPC,SMART CROWN,VCR,LVC,K-WRS,ASR,板形控制技术的研究与应用进展,机型与辊型：,液压弯辊技术,液压弯辊技术出现于60年代基本原理是：通过辊端液压缸的推力向工作辊或支持辊辊颈施加液压弯辊力，使轧辊产生附加弯曲，迅速改变承载辊缝形状以改善轧后带钢板形状况。,液压弯辊示意图,其中工作辊正弯为采用最多,负弯已在新建的轧机上很少采用,强力弯辊需要特殊设计的双轴承座,一般用在2米左右宽带钢生产线上.,板形控制技术的研究与应用进展,机型与辊型,a)工作辊正弯 b)工作辊负弯 c)支持辊 正弯 d) 强力弯辊,响应快,可以实现动态板形控制 现代板形控制的标志之一,轧辊交叉轧机,工作辊交叉,中间辊交叉,支持辊交叉,成对辊交叉(PC),机型系列,板形控制技术的研究与应用进展,轴向移辊轧机,HC, CVC, UPC, WRS, LVC,PC, PCS,窜辊技术: 由于可以灵活应对各种辊型,实现多种功能板形控制,因此也成为现代板形控制技术的重要标志;,辊型系列,CVC,UPC,工作辊辊型,ASPW,LVC,SAMRT CROWN,板形控制技术的研究与应用进展,支持辊辊型,VC轧辊,DSR轧辊,板形控制技术的研究与应用进展,板形控制技术的研究与应用进展,其他机型辊型,辊型自补偿轧辊,轴向移动轴套或带轴套轧辊,几种典型技术介绍,HC轧机系列,板形控制技术的研究与应用进展,常规辊型,HC轧机为日本日立公司在1972年开发,并与液压弯辊技术结合，具有很强的板形控能力.目前,世界上有450多架在应用,主要在冷轧,鞍钢一冷轧0架,二冷轧F1,F5采用UCM.,通过中间辊的移动，消除了四辊轧机中工作辊 和支持辊在板宽范围以外的有害接触部分 具有很大的横向刚性 压下量由于不受板形限制而可以适当提高 可以显著改善带钢的板形状况降低边部减薄,板形控制技术的研究与应用进展,辊间接触压力有尖缝,从而导致辊面剥落，增 大辊耗和换辊次数 不具备均化轧辊磨损能力,特点,优点,不足,在此基础上,采用长行程窜辊产生了WRS轧机,可以实现自由轧制,只需一对轧辊，通过轧辊的轴向移动就可进行大范围凸度控制 可以用一种轧辊轧制不同的产品，精简轧制程序的编制 CVC辊型曲线可以在投产后很方便的重新设计和优化轧机性能,需要特定的磨床磨削，并且辊型曲线容易被破坏。 辊间接触压力分布呈现S型，工作辊和支持辊磨损严重不均, 导致 耗加倍，换辊周期缩短。 容易因上下轧辊磨削、磨损或移位不对称产生非对称 板型缺陷。,CVC轧机系列,零凸度,正凸度,负凸度,不足,优点,特点,CVC轧机1982年德国SMS开发,目前世界有281架应用,板形控制技术的研究与应用进展,轧辊轴向移动技术在板形控制上具有划时代意义,许多现代板形控制技术都源于此,辊型与窜辊工艺结合才能显示其多姿多彩的特色和能力.,需要安装角度调整和侧推力支承两套机构,结构复杂,造价高轴向力大(一般为轧制力的5%10%)没有减小边部减薄的功能,PC轧机,凸度控制能力最强与工作辊横移结合的PCS轧机, 可实现完全自由程序轧制,目前78架PC轧机应用在世界各地的热冷轧机上,不足,优点,特点,板形控制技术的研究与应用进展,其他,Smart Crown,VAI在上世纪90年代开发,目前,SMART CROWN已经应用在奥地利, 武钢冷连轧的最后一架, 江苏沙钢的热轧机,唐钢单机架冷轧机,唐钢新建的冷连轧机组也即将应用.,有效控制四分之一边浪,且在轧制初期就能够减小 板形控制能力优于CVC,辊缝形状调节域及与CVC比较,凸度调节能力与窜辊量关系,Smart Crown,特性,板形控制技术的研究与应用进展,DSR技术的核心是一套具有复杂结构的支持辊：由一根工作中静止不转的芯轴、一个随工作辊旋转的辊套和七个可独立调节辊套内表面与芯套相对位置的液压压块组成；安装在芯轴上的七个压块工作中也不旋转，其与旋转辊套内表面之间通过七个分段的动静压油膜实现力的传递和转与不转部件之间的连接,刚性辊缝:针对不同轧制宽度消除工 作辊与支撑辊之间的有害接触区,增 大辊缝刚度 柔性辊缝:针对辊缝局部区域,柔性地 调节支撑辊压力的横向分布,从而能适 应各种轧制条件的变化,原理,特性,DSR(Dynamic Shape Rooler)轧辊,DSR是法国CLECEM公司在上世纪90年代开发,应用在宝钢2030冷轧,板形控制技术的研究与应用进展,几种主要辊型的辊缝调节域即凸度调节能力比较,4-H CVC,6-H CVC,6-H CVC,4-H HCW,板形控制技术的研究与应用进展,调节域由大到小依次为: PC，CVC6，UCMW，CVC4，HCMW，HCW CVC技术可以通过CVC曲线的最优设计使其具有生产所需的足够大的调节域,4-H PC,6-UCMW,板形控制技术的研究与应用进展,各种板带轧机板形综合控制性能比较,板形控制技术的研究与应用进展,自由程序轧制,打破钢种,厚度和宽度限制,适应连铸-热装直接轧制,缩短工序，减少板坯库存， 灵活编制出生产计划,实现小 批量化生产。 迅速及时满足不同用户的要 求，抓住商机,WRS工作辊窜辊技术ORG在线轧辊磨削技术润滑轧制技术,自由程序轧制技术，自八十年代末开始,自由程序轧制(SFR-schedule free rolling),板形控制技术的研究与应用进展,均化轧辊磨损和热膨胀,自由轧制的实现途径,常规轧辊轧后形貌（有猫耳）,均化后轧辊形貌（无猫耳）,能够有效均化轧辊磨损箱形孔中的”猫耳”,常规平辊磨损辊型,WRS平辊（窜辊）磨损辊型,WRS轧机,板形控制技术的研究与应用进展,ORG在线轧辊磨削系统,热轧润滑系统,板形控制技术的研究与应用进展,下游机架均化轧辊有载辊型控制平直度: 采用长行程窜辊型（+/-150200mm），配用“自由磨损”（ ASPW ）工作辊或常规WRS,带钢热连轧机组轧机机型选择原则,上游机架进行大凸度控制: 采用短行程窜辊型（+/-100mm) ， 线性变凸度LVC连续变凸度CVC, PC轧机,板形控制技术的研究与应用进展,生产工艺过程对成品板形的影响-板形综合控制技术,定宽压力机,除鳞 2,层流冷却系统,F1,F2,F3,F4,F5,F6 F7,除鳞 1,加热炉II,大立辊 E2,卷取机 1,卷取机 2,R1,切头剪,预留边部加热器,加热炉 我,精轧机组,精轧出口平直度,成品平直度,机型,辊型,控制模型,操作工艺,控制目标平直度为零,成品平直度为零-用户要求,层流冷却,卷取过程,R2,板形控制技术的研究与应用进展,精轧出口平直度,成品平直度,层流过程,卷取过程,温度分布,层流冷却工艺,温度差,相变差,应力差,夹送辊压力及张力分布,板形影响量F1,板形影响量F2,(=),(-),(-),精轧出口控制目标FLI-11(加入补偿量F1和F2),成品板形FLI-22,板形控制标准曲线,精轧出口带钢板形与成品带钢板形之间关系,板形控制技术的研究与应用进展,双边浪,层流冷却前后带钢温度场变化及其温度降分布,精轧出口温度场,卷取入口温度场,温度降分布,中部带钢收缩大于边部产生拉应力,边部产生压应力,层流冷却之后带钢温度降横向分布不均-中间温度降高于边部,板形控制技术的研究与应用进展,温度差造成层流后带钢平直度向双边浪发展：由精轧后-20到I层流后-5I,无卷取张力条件下带钢精轧出口和卷取入口平直度的变化,板形控制技术的研究与应用进展,微中浪控制策略,微中浪设定的影响,微中浪轧制,(a) 残余压应力最大值 (b) 浪高,精轧带钢板形控制标准曲线,补偿策略,带钢的边部压应力及边浪高度都下降,板形控制技术的研究与应用进展,秒流量一致原则,静态精轧负荷分配,后架轧机轧制力必须小于前架轧机轧制力：P(i+1)P(i),操作员经验,精轧设定模型FSU(最后的设置),提高板形控制模型控制能力弯辊,窜辊,交叉等手段,1780在1999年试车时即采用,效果显著,精轧设定模型,板形控制模型,板形控制理论主要包括三个部分：1）辊系变形理论（包括轧辊的弹性变形和热变形）；2）带钢变形理论；3）轧制后带材的板形判别理论。这三个组成部分存在着紧密的耦合关系：辊系变形理论通过承载辊缝形状和轧制压力分布与带钢变形理论紧密地联系在一起，而它们的计算结果又作为轧后带材板形判别理论的输入条件，以决定轧后带钢的板形状况。,板形控制理论,板形控制模型基本构成,板形自动控制,设定控制:窜辊设定或交叉设定和弯辊力设定动态控制:弯辊力前馈、弯辊力反馈(凸度反馈和 平直度反馈)板形板厚解耦功能。,板形设定控制基本逻辑,板形检测技术,板形控制技术的研究与应用进展,凸度检测技术,凸度仪主要采用非接触的X射线测厚原理,最早产生于20世纪40年代,60年代得到迅速发展. 早期采用沿带钢横向布置23台测厚仪,固定之间移动两侧,由于精度低,目前已经很少采用. 目前采用最多的是多通道移动式凸度仪,在世界大部分热轧生产线采用,鞍钢1780,1700和2150都是采用该种.该种凸度仪来自德国IMS生产.,板形控制技术的研究与应用进展,凸度仪基本原理与构成,板形控制技术的研究与应用进展,凸度测量曲线,板形控制技术的研究与应用进展,平直度仪,方法:激光莫尔法70年代日本新日铁,制造困难,速度慢,数据处理困难,难于实现在线控制;激光位移法(三角法)-70年代发明,速度快,数据处理容易,但是,带钢摇摆对其有影响,但是采用多点后可以避免;激光截断法-不需要速度和时间,方便,但是设备制造费用高且维护困难,难以推广使用,应力法主要用于冷轧热轧采用几何法中的光学方法,主要是激光三角测距法(激光位移法),分类,因此,比较看仍然是多点激光位移法最有效,目前应用也最多.,板形控制技术的研究与应用进展,位移传感器种类: 单束,双束,三束布局有沿带钢宽度方向: 3点、5点、 7点、 11点等移动方式: 固定、移动反射镜、移动传感器等,多点激光平直度仪测量原理,国内: 1997年冶金自动化研究院开发了激光位移与截断结合式平直度仪应用在攀钢热轧厂,北京科技大学对武钢热轧厂精轧出口3点激光式平直度仪改造并取得成功,所研制的单点式激光平直度仪应用在新疆铝箔厂,国际: 比利时冶金研究中心开发的“ 5型”板形仪(1981年),德国的公司开发的“ 100型”板形仪(宝钢1984年引进),日本三菱电机开发的双光束板形仪(1996年在宝钢1580,1999年在鞍钢1780应用),分类,开发与应用,板形控制技术的研究与应用进展,鞍钢1780采用2光束5通道激光平直度仪,非接触,三维平面测量 测量相对高度变化 确定整个带钢宽度方向各处的延伸及形状,板形控制技术的研究与应用进展,投影式平直度仪TOPLAN,德国IMS公司20世纪90年代开发,是目前最先进的非接触式平直度测量仪,基本原理,带钢各处纤维明暗条纹高度变化转换成相位差,由此计算得到各处延伸率,板形控制技术的研究与应用进展,测量数据输出时间,剥宽度,t =80 ms,数据处理,横向60条纤维 每条纤维的平直度值 (我-个体) 对称平直度(弯辊) 非对称弯辊(水平),数据输出,板形控制技术的研究与应用进展,应用情况,板形控制技术的研究与应用进展,四分之一浪,中浪,单边浪,1700平直度仪TOPLAN现场应用情况,双边浪,板形控制技术的研究与应用进展,板形控制技术概述板形控制技术的研究与应用进展鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,热轧带钢板形综合控制技术,基本板形控制参量:弯辊力:0+120吨; 窜辊量:120mm,不足:现有板形控制手段凸度控制能力非常有限,无法实现强有力的板形控制,F1,F2,F3,F4,F5,F6,常规 辊形 正弯辊+窜辊,常规辊形,鞍钢1700中薄板坯连铸连轧生产工艺及板形控制手段基本构成,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,辊型技术开发控制模型技术开发,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,辊型技术开发-ASPB支持辊,降低辊间有害接触变形,提高轧机承载辊缝的横向刚度，增加弯辊力的调控能力,均化辊间接触压力分布，降低辊间接触压力尖峰值，减少辊耗，降低生产成本,ASPB支持辊辊型设计的思路,ASPB支持辊辊形在鞍钢ASP热连轧生产线经历了离线仿真（方案设计）、单机架试验、多机架试验和稳定运行四个阶段。到目前为止，取得了良好的实绩。,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,ASPB支持辊设计形式及使用特性,设计形式: 六次方曲线,使用特性:均化辊间压力分布,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,ASPB与常规支持辊弯辊控制能力比较,ASPB支持辊兼有”刚性辊缝” 与”柔性辊缝”的双重特性,常规支持辊,ASPB支持辊,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,辊型技术开发-LVC工作辊技术开发,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,LVC工作辊的板形控制特性,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,新式辊型应用效果-ASPB支持辊,凸度控制能力增强,平均凸度有所下降,凸度命中率提高的绝对值达10%以上,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,已经在F2F6机架采用,轧辊辊型自保持性,常规支持辊,ASPB支持辊,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,ASPB支持辊辊耗下降,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,新式辊型应用效果-LVC工作辊,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,已经在F3F5机架采用,部分消除因上下工作辊磨损不同而导致的不对称的受力变形，降低带钢楔形，减少由于轧辊轴向窜动造成带钢受力不对称引起的轧制不稳定 打破工作辊的箱形磨损辊形，将轧辊由封闭式磨损改为开放式磨损，消除猫耳孔，实现平辊形轧制，满足自由规程轧制的要求控制带钢边部减薄，改善带钢边部板形, 降低凸度防止边裂,由于防止边裂效果显著,将在F5F6机架采用,ASPW辊型开发,ASPW磨损辊缝特性,特性,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,控制模型技术,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,板形设定控制模型,弯辊力凸度自学习和平坦度自学习均采用常用的指数平滑法,板形设定控制模型,弯辊力计算模型,各机架出口带钢目标凸度和平坦度,计算各机架所需弯辊力。在对各个机架的弯辊力进行设定计算时，当该机架的工作辊为带特殊曲线的辊型，应将弯辊力设定在一合适值，先进行该机架工作辊窜辊位置的设定计算。待窜辊位置确定后，再计算该机架所需弯辊力,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,BFi=BFSi+Kt*BFi (i=3,4,5,6)式中Kt：调节系数BFi：反馈后第i机架弯辊力值BFSi：凸度仪在后延时T2秒后i机架弯辊力锁定值BFi：根据凸度反馈的第i机架弯辊力的改变量，BFi=K*CiK：反馈系数，由有限元离线模型计算可得。K与所轧制的带钢宽度有很大的关系，带钢 越宽，K越小，反之，带钢越窄，K越大。Ci：等效凸度偏差，根据等比例凸度变化原则可推导出：C/H6=Ci/嗨!Ci=C* HI/H6BFi= K*C* H!/H6C：实际检测凸度值与目标值的差值C=C_M-C_OC_M：实测凸度值C_O：目标凸度值,凸度反馈控制模型,为了保证轧制过程中带钢凸度的目标值，F3F6某一机架或几个机架工作辊弯辊力对实测的板形偏差信号的反馈控制。,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,当前控制周期平坦度偏差的平均值；,平坦度偏差之和；,当前控制周期平坦度偏差的平均值与上一控制周期平坦度偏差的平均值的差；,弯辊力修正量的计算值；,比例常数；,积分常数；,微分常数；,弯辊力对平坦度的影响系数。,平直度反馈控制模型,为了保证轧制过程中带钢平直度的目标值，根据平坦度偏差修正F5F6某一机架或几个机架工作辊弯辊力，实现对实测的板形偏差信号的反馈控制。,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,弯辊力前馈控制模型,RFi：轧制力变化量， RFiRFRi-RF0iRFRi：第i机架轧制力实际值RF0i：轧机在后延时T1秒轧制力的锁定值BFi：弯辊力变化量，BFRi=BF0i+ BFiBFRi：第i机架弯辊力应设的实际值BF0i：轧机在后延时T1秒弯辊力的锁定值i：机架号，i36T1：延时量 RF：轧机轧制力横向刚度系数,为了保证轧制过程中带钢凸度目标值和平坦度目标值,F3F6工作辊弯辊力根据各机架轧制压力变化而进行的前馈调节控制。,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,针对一些钢种（如HP、管线、低合金钢等）弯辊力的设定策略与普碳钢的不同，在系数文件中增加钢种层别，以提高板形设定模型的整体精度。,到目前为止，板形控制系统已经进行运行，有些功能已经实现稳定运行并取得良好的应用实绩。现以1700从2005年1月初至3月中旬随机采集了2404块带钢的板型参数进行各种工况对比统计。,板形设定控制系统的完善和模型效果评价,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,模型效果评价-有无自动弯辊控制,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,模型效果评价-有无凸度反馈,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,模型效果评价-有无平坦度反馈,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,1700ASP在线数据采集统计系统开发,为便于今后对生产实绩进行大量的效果统计，以更加真实地反映各项板形控制功能投入后的效果，在L1现有的数据采集统计系统中增加板形控制指标收集，包括头部凸度、带钢全长平均凸度、凸度方差、头部平坦度、带钢进卷取机前平均平坦度及平坦度方差等。,鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用,专利技术,中薄板坯连铸连轧板形综合控制方法 2003年3月申报,一种连续变凸度工作辊及利用其进行的板形控制方法 2004年1月申报,一种兼顾板形控制和自由规程工作辊辊型 2005年3月申报,板形控制技术概述板形控制技术的研究与应用进展鞍钢热连轧板形综合控制技术开发应用鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,热轧带钢板形综合控制技术,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,ASP工艺流程的特点是:连铸连轧,直装直轧,要求实现自由轧制,因此对带钢生产过程中的板形及稳定性提出了很高的要求！,板形板厚解耦控制基于板形控制的热连轧负荷分配模型 开发层流冷却补偿控制快速有限元在线计算,板形控制方法改进,板形的检测手段改善及合理布局,板形板厚解藕控制系统,工作辊/支持辊辊初始化,精轧（厚度）预设定,磨损辊型,磨削辊型,热辊型,空载辊型Dw（x），Db（x）,轧辊的弹性变形,工作辊弯辊力设定Fw,计算弯辊纵向刚度,据广义弹跳方程计算修正的压下位置完成预设定补偿解耦,调节与显示用数据,?BF：弯辊力变化量?RF：轧制力变化量MRF：轧机轧制力纵向刚度系数MRF：轧机弯辊力纵向刚度系数,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,基于板形控制的热连轧负荷分配模型开发,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,目前板形设定模型中多采用一维或近似二维简化模型，其计算精度受到限制.需要进一步开发在线二维或三维计算模型,提高系统整体设定计算精度. 由于在实际应用中受到计算机运行速度的影响，实现起来比较困难，但这种思想值得重视。,在线模型高精度化,传统精轧负荷分配,厚度,新型精轧负荷分配,考虑机架间比例凸度均衡,热轧非对称浪形控制模型开发-机架间蛇形控制,机架间分段测张活套辊控制系统开发,进一步研究层流冷却和卷取过程对带钢板形的影响机理,建立不同钢种规格带钢的标准板形曲线,使补偿板形控制量化,层流冷却工艺,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,相变温度,合金钢,45#钢,相变温度=740oC,卷取温度CT在750oC左右-空冷工艺,相变不同步,带钢边部与中部温度 差=5060oC,瓢曲,修改卷取温度CT至650度,瓢曲消除,改进前,改进后,SM490YA,采用前空冷后水冷工艺,瓢曲,采用前水冷后空冷工艺,瓢曲消除,改进后,改进前,层流冷却方式,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,检测手段的进一步完善,鞍钢凸度仪与国内主要厂家比较,1700凸度仪测量偏差,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,IMS凸度仪应用情况,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,(续上表),鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,TOPLAN投影式平直度仪应用情况,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,(续上表),1780激光平直度仪与1700投影平直度仪性能比较,建议:与IMS公司进一步对17001和1780两线的凸度仪进行改造,提高其在线检测精度在1780增加一台投影式平直度仪,安置在精轧出口,原来的激光式移至卷取入口,并按照如图中布置,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,薄板连铸连轧过程测量参数及其测量点分布,凸度仪平直度仪温度场分布测量,凸度仪平直度仪温度场分布测量,薄板连铸连轧生产线,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,热轧过程测量参数及其测量点分布,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,同行业板形控制精度比较,鞍钢热轧带钢板形综合控制的发展方向,谢谢,