冷軋帶材的板形控

1、RALRALRAL冷軋板形控制特點冷軋板形控制特點 冷軋以控制帶材平直度為核心；冷軋以控制帶材平直度為核心； 輥徑輥徑/輥身長比值輥身長比值小輥徑化小輥徑化降低軋制力；復合降低軋制力；復合板形的控制板形的控制 以反饋控制為主，連軋機以末架控制為主以反饋控制為主，連軋機以末架控制為主 熱軋板形對冷軋的影響和遺傳因素熱軋板形對冷軋的影響和遺傳因素RAL工作輥直徑與板形缺陷發(fā)生特點工作輥直徑與板形缺陷發(fā)生特點RAL板形控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構板形控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構板形控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構板形控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構1 軋輥傾斜2 彎輥A 力作用在輥頸上B力作用在輥身上3 軋輥橫移A中間輥橫移B CVC輥橫移4 影

2、響輥型A通過冷卻水B 通過內(nèi)壓RAL冷軋機的主要機型冷軋機的主要機型RAL1 液壓壓下液壓壓下2 工作輥橫移工作輥橫移3 工作輥彎輥工作輥彎輥4 HS5 精細冷卻精細冷卻CVC-4軋機的結構特點軋機的結構特點RAL1 工作輥彎輥工作輥彎輥2 HS3 中間輥彎輥中間輥彎輥4 中間輥橫移中間輥橫移5 液壓壓下液壓壓下6 精細冷卻精細冷卻CVC-6軋機的結構特點軋機的結構特點RALBUR傳動的傳動的 4 輥軋機輥軋機1 工作輥軸向移動工作輥軸向移動2 HS 3 WRB4 支撐輥傳動支撐輥傳動5 液壓壓下液壓壓下6 精細冷卻精細冷卻RALBUR傳動情況下的傳動情況下的WR受力情況受力情況RAL工作輥所

3、受水平力的分析工作輥所受水平力的分析RAL實現(xiàn)水平穩(wěn)定化的機構實現(xiàn)水平穩(wěn)定化的機構工作輥中心線 軋制方向機架中心線 操作側偏置量 eRAL6輥輥CVC軋機的軋輥水平穩(wěn)定化裝置軋機的軋輥水平穩(wěn)定化裝置RAL冷卻水精細冷卻冷卻水精細冷卻精細冷卻系統(tǒng)的精細冷卻系統(tǒng)的噴射裝置噴射裝置RAL精細冷卻系統(tǒng)精細冷卻系統(tǒng)的噴射裝置的噴射裝置RAL冷卻水精細冷卻的狀態(tài)冷卻水精細冷卻的狀態(tài)RALHC軋機的原理軋機的原理RALHC軋機的原理軋機的原理RALUCM軋機的特點軋機的特點RALUCM軋機的特征軋機的特征UCM軋機的效果軋機的效果1）負荷浪形的控制）負荷浪形的控制2）改善板形）改善板形3）減少邊部減?。p少

4、邊部減薄更薄更薄更硬更硬大壓下大壓下省能省能高生產(chǎn)率高生產(chǎn)率小直徑小直徑工作輥工作輥更寬帶鋼更寬帶鋼高速軋制高速軋制增加撓度工增加撓度工作輥作輥復合浪形復合浪形IMR彎輥彎輥需求需求要求條件要求條件引起問題引起問題需要技術需要技術復合浪形復合浪形平直平直 邊浪邊浪 中浪中浪 W型型 M型型 RALUCM軋機的特點軋機的特點邊部有效邊部有效各寬度預設定控制各寬度預設定控制中部有效中部有效IMRB效果效果對帶鋼各部均有效對帶鋼各部均有效IMRS效果效果WRB效果效果僅僅僅僅UCM軋機可以對負荷波形實現(xiàn)靈活的凸度軋機可以對負荷波形實現(xiàn)靈活的凸度控制控制4輥軋機不可能輥軋機不可能UCM軋機的效果軋機的

5、效果帶鋼寬度帶鋼寬度 撓度撓度M型型M型型W型型W型型RALUCM軋機的特征軋機的特征RALUCM軋機的調(diào)整軋機的調(diào)整RALUCM軋機的調(diào)整軋機的調(diào)整RAL18輥“Z-high” 軋機RALZ-HIGH軋機的結構軋機的結構RALZ-HIGH軋機的輥系軋機的輥系RALZ-HIGH軋機的側支撐框架軋機的側支撐框架RAL20-high mill整體式RAL20-high mills分體式RAL20輥軋機的調(diào)整機構輥軋機的調(diào)整機構RAL20輥軋機的結構輥軋機的結構RAL輥型調(diào)整機構輥型調(diào)整機構RAL第二排輥的軸向移動第二排輥的軸向移動RAL冷軋板形控制系統(tǒng)冷軋板形控制系統(tǒng)RAL四輥軋機的控制方案四輥軋

6、機的控制方案壓下水平調(diào)整壓下水平調(diào)整位置控制回路位置控制回路液壓壓下液壓壓下初始設定初始設定橫移位置量橫移位置量位置控制回路位置控制回路WR橫移橫移初始設定初始設定彎輥調(diào)整量彎輥調(diào)整量壓力控制回路壓力控制回路WRB基本冷卻基本冷卻精細冷卻值精細冷卻值偏差類型偏差類型數(shù)學分析數(shù)學分析控制變量計算控制變量計算基本曲線基本曲線測量值處理測量值處理設定特性設定特性RAL6 輥軋機板形自動控制系統(tǒng)輥軋機板形自動控制系統(tǒng)RAL20輥軋機的板形控制系統(tǒng)輥軋機的板形控制系統(tǒng)RAL冷軋板形智能控制的概念冷軋板形智能控制的概念確定的目標板形確定的目標板形設定點指令設定點指令人工干預人工干預平直度測量值平直度測量值

7、使用最小二乘法的數(shù)學分析使用最小二乘法的數(shù)學分析執(zhí)行機構的設定點執(zhí)行機構的設定點前饋控制前饋控制控制臺控制臺在線確定執(zhí)行機構效率在線確定執(zhí)行機構效率實測張力實測張力控制偏差控制偏差 實際軋制力實際軋制力執(zhí)行機構執(zhí)行機構效率效率顯示顯示實際值實際值傾斜傾斜IMRBWRBIMRS精細冷卻精細冷卻RAL冷軋板形檢測冷軋板形檢測RAL板形檢測裝置的結構板形檢測裝置的結構RAL新舊兩種傳感器的安裝方式新舊兩種傳感器的安裝方式RAL檢測信號的處理檢測信號的處理RAL檢測輥的結構檢測輥的結構RAL優(yōu)化的板形顯示優(yōu)化的板形顯示RAL板形檢測儀的基本原理板形檢測儀的基本原理RAL板形檢測儀在工作板形檢測儀在工作

8、RAL使用廠家的情況使用廠家的情況RAL使用傳統(tǒng)測量輥的顯示使用傳統(tǒng)測量輥的顯示RAL使用新型板形儀的顯示使用新型板形儀的顯示RAL實際安裝的板形儀實際安裝的板形儀RAL控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)RAL控制系統(tǒng)的組成控制系統(tǒng)的組成RAL冷軋板形控制策略冷軋板形控制策略RAL冷軋板形智能控制的概念冷軋板形智能控制的概念確定的目標板形確定的目標板形設定點指令設定點指令人工干預人工干預平直度測量值平直度測量值使用最小二乘法的數(shù)學分析使用最小二乘法的數(shù)學分析執(zhí)行機構的設定點執(zhí)行機構的設定點前饋控制前饋控制控制臺控制臺在線確定執(zhí)行機構效率在線確定執(zhí)行機構效率實測張力實測張力控制偏差控制偏差 實際軋制力實際軋制力執(zhí)

9、行機構執(zhí)行機構效率效率顯示顯示實際值實際值傾斜傾斜IMRBWRBIMRS精細冷卻精細冷卻RAL板形基本曲線的確定原則板形基本曲線的確定原則 生產(chǎn)者期望的板形質(zhì)量：平直或一定大小的浪形生產(chǎn)者期望的板形質(zhì)量：平直或一定大小的浪形轉(zhuǎn)換成與板形儀檢測結果含義相同、計算機能轉(zhuǎn)換成與板形儀檢測結果含義相同、計算機能識別的張應力值（包括后續(xù)工序的要求）識別的張應力值（包括后續(xù)工序的要求） 補償或消除板形儀實測信號中的非板形信號：帶補償或消除板形儀實測信號中的非板形信號：帶材橫向溫度分布、測量輥的撓曲、卷取機軸線偏材橫向溫度分布、測量輥的撓曲、卷取機軸線偏斜、帶卷外廓凸度、帶材邊緣對最外側測量區(qū)覆斜、帶卷外廓

10、凸度、帶材邊緣對最外側測量區(qū)覆蓋不完全、設備安裝和磨損產(chǎn)生的位置偏差等造蓋不完全、設備安裝和磨損產(chǎn)生的位置偏差等造成的附加應力成的附加應力RAL板形基本曲線的舉例板形基本曲線的舉例-ABBFt(x)=(K/100)(A0+A2x2+A4x4+A8x8)K-目標曲線的幅值百分比系數(shù)目標曲線的幅值百分比系數(shù)A0、A2、A4、A8-系數(shù)系數(shù)x-無量綱寬度，取值范圍無量綱寬度，取值范圍1.01.0A2、A4、A8 由工藝確定；由工藝確定；A0由下式確定：由下式確定：110)(dxxFRAL反饋控制的策略接力方式反饋控制的策略接力方式 優(yōu)先權：響應快、靈敏度高的手段優(yōu)先權高優(yōu)先權：響應快、靈敏度高的手段

11、優(yōu)先權高 控制層次：一次偏差；二次偏差；高次偏差控制層次：一次偏差；二次偏差；高次偏差 同一層次中，以優(yōu)先權為序進行控制同一層次中，以優(yōu)先權為序進行控制例如，例如，CVC6軋機：軋機： 第一層次：傾斜第一層次：傾斜 第二層次：第二層次：WRB，IMRB，CVC-shift（優(yōu)先權順序）（優(yōu)先權順序） 第三層次：分區(qū)冷卻第三層次：分區(qū)冷卻RAL反饋控制的策略分配方式反饋控制的策略分配方式首先將板形偏差按照某種分配方式首先分配到各個調(diào)控手段上，然后首先將板形偏差按照某種分配方式首先分配到各個調(diào)控手段上，然后分別計算各個調(diào)控手段的調(diào)節(jié)量。如果有兩種以上的調(diào)控手段效果相分別計算各個調(diào)控手段的調(diào)節(jié)量。如

12、果有兩種以上的調(diào)控手段效果相似，再控制時仍可各個調(diào)控手段同時動作。似，再控制時仍可各個調(diào)控手段同時動作。比例分配法：不同調(diào)節(jié)機構按照某種比例分別承擔板形偏差的控制；比例分配法：不同調(diào)節(jié)機構按照某種比例分別承擔板形偏差的控制；XO點法：將對稱板形部分經(jīng)過最小二乘擬合，分解成為中部對稱板點法：將對稱板形部分經(jīng)過最小二乘擬合，分解成為中部對稱板形部分合邊部對稱板形部分，兩部分板形偏差分別有不同的機構進行形部分合邊部對稱板形部分，兩部分板形偏差分別有不同的機構進行控制。（例中間部分由中間輥彎輥控制，邊部由控制。（例中間部分由中間輥彎輥控制，邊部由WRB控制）控制）登山搜索法：不事先規(guī)定各個機構控制的比

13、例，而是按照最優(yōu)控制給登山搜索法：不事先規(guī)定各個機構控制的比例，而是按照最優(yōu)控制給定不同板形機構的調(diào)節(jié)步長，試算調(diào)節(jié)效果，逐步逼近最優(yōu)點。定不同板形機構的調(diào)節(jié)步長，試算調(diào)節(jié)效果，逐步逼近最優(yōu)點。RAL反饋控制計算模型模式識別法反饋控制計算模型模式識別法443322104433221100)(;)(;)(;)(; 1)()()()()()()(xxxxxxxxxxaxaxaxaxaxF將板形檢測信號用最小二乘法擬合成為與板形調(diào)控手將板形檢測信號用最小二乘法擬合成為與板形調(diào)控手段對應的若干種模式的綜合：段對應的若干種模式的綜合：1. 簡單的模式識別方法RAL板形偏差信號模式識別法板形偏差信號模式識

14、別法基本模式基本模式0（x）4（x）取）取為正交函數(shù)，則有為正交函數(shù)，則有dxxxnm)()(1, m=n0, mn各執(zhí)行機構的調(diào)整量：各執(zhí)行機構的調(diào)整量：iiiAmF 2. 完備的模式識別方法確定AiRAL參數(shù)識別法參數(shù)識別法2=fs(1)= 2+4 4=fs( )= 2/2+4 /421y(x)=0 +1x +2x2+3x3 +4x4fs(x)=2x2+4x4 fn(x)=1x+3x3 1=fn(1)= 1+3 3=fn( )= 1 + 331（X正規(guī)化的寬度坐標）31331構造評價函數(shù)求極值建立調(diào)控模型給出控制機構的執(zhí)行量RALUC軋機軋機的實驗研究的實驗研究RALUC實驗實驗軋機的主要

15、參數(shù)軋機的主要參數(shù)RAL數(shù)據(jù)采集模式分解IPC610工控機操作臺控制器橫移工作輥彎輥中間輥彎輥板形儀支撐輥中間輥工作輥帶鋼UC Mill板形顯示UC軋機板形控制系統(tǒng)示意圖軋機板形控制系統(tǒng)示意圖RAL126345分段輥式板形檢測裝置結構示意圖1輥片； 2調(diào)諧螺栓；3彈性件4應變片；5微調(diào)機構；6基座RAL實驗軋機實驗軋機實驗軋機：實驗軋機：200/100/50300 UC可逆可逆軋機軋機Separating ForceFlatness Roll Bending ForceIPC610PCL812PCBUSPCL789PCL880PCL830PhotoelectricEncoderPCL727In

16、termiate RollHydraulic AmplifierWork rollHydraulic AmplifierIntermediate Roll BendingHydraulic ActuatorWork Roll BendingHydraulic ActuatorRolling Direction1624573RAL預設定基本思想預設定基本思想 根據(jù)來料規(guī)格制定軋制規(guī)程，選擇中間輥的最佳橫移位置，并作為板形控制的粗調(diào)手段。 中間輥橫移位置確定之后，根據(jù)目標板形值設定中間輥彎輥力最佳值 根據(jù)工作輥彎輥力和中間輥彎輥力在給定的條件下的最佳配合關系確定工作輥彎輥力的設定值。RAL開 始輸

17、入軋制條件計算單位寬軋制力根據(jù)板寬確定合適的中間輥橫移量給定中間輥彎輥力Fi計算軋后厚度分布板形模式識別C C ？輸出計算結果結 束yyN修正中間輥彎輥力給定工作輥彎輥力N計算軋后厚度分布C ？修正工作輥彎輥力yN244預預設設定定計計算算程程序序框框圖圖RAL板凸度預報模型板凸度預報模型物理模型及假設條件K3KKK333K1K1K*KK22FFFFFFFFFiiiiiiiiFww2假設條件在任意分割單元內(nèi)，沿某方向輥間接觸壓力與沿該方向輥間軸線接近量成正比軋件引起的工作輥彈性壓編量與軋輥受力成線性關系。RAL離散化方法及其基本方程離散化方法及其基本方程UCNR2m+112NLL5L4L4L5

18、L4L5基本方程：力平衡方程力矩平衡方程位移協(xié)調(diào)方程將支撐輥輥身沿軸線方向劃分為 2m+1 個單元，坐標原點取在軋輥端部，各單元中點到坐標原點的距離為 x(i) = ( i - 0.5 )x 。RAL六六輥輥軋軋機機輥輥系系彈彈性性變變形形計計算算框框圖圖輸入軋制條件計算個輥影響函數(shù)確定方程組系數(shù).參數(shù)項用高斯法解方程組得出未知數(shù)確 定 軋 輥 撓 度結 束q(i)n(i)q(i)0?n(i)0?q(i)=0n(i)=0YNYN確定彈性常數(shù)RAL中間輥橫移量預設定中間輥橫移量預設定 中間輥最佳橫移位置計算結果 中間輥橫移位置與帶鋼寬度之間的關系P0板寬 （mm)(kN/m m )UC mm()0. 40. 50. 60. 7180-10. 83-10