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收藏词条   编辑词条 厚度自动控制

创建时间:2008-08-02

轧制带材时根据实测对带材厚度偏差进行的自动控制。厚度自动控制(AGC)是通过测厚仪或传感器(如辊缝仪或压头等)对带钢实际轧出厚度连续地进行测量,并根据实测值同给定值比较后的偏差信号,借助于控制回路和装置或计算机的功能程序,改变压下位置,张力或轧制速度,将厚度控制在允许偏差范围之内。

厚度自动控制的分类方式很多,按厚度的检测方式分,有直接测厚型(如各种测厚仪反馈AGC)和间接测厚型(如厚度计式AGC流量AGC);按厚差信号及控制信号传递的形式分,有前馈式和反馈式;按调节方式分,有压下AGC、张力AGC、速度AGC、温度AGC等;按压下执行机构的形式分,有电动式和液压式;按厚度的调节方式分,有相对厚度控制和绝对厚度控制。针对不同类型的轧机,不同的控制方式可以组合使用。

反馈式厚度自动控制    

通过装设在轧机(或机组)出口处的测厚仪,测出实际轧出厚度h并同给定厚度h相比较,得到厚度偏差δh=h-h。二者当数值相等即δh=0时,是目标状态。若实测厚度值同给定厚度值相比较出现厚度偏差时,测厚仪便将它反馈给厚度自动控制装置,变换为辊缝调节量的控制信号,输出给压下机构作相应的调节,以消除此厚度偏差为了消除已知的厚度偏差δh,所必需的辊缝调节量δS为:δS=(1+M/Km)δh,式中Km为轧机刚度系数;M为轧件塑性系数(见轧件塑性方程)。

厚度计式厚度自动控制    

根据轧机弹跳方程?贝懈的厚度和厚度偏差信号进行的厚度自动控制的系统称为厚度计式厚度自动控制(GM—AGC),亦称压力式厚度自动控制(P-AGC)在轧制过程中,任何时刻的轧制压力P和空载辊缝5都可以检测到,因此,可用弹跳方程h=S0+P/Km计算出任何时刻的实际轧出厚度h在此种情况下,就等于把整个机架作为测量厚度的“厚度计”这种检测厚度的方法称为厚度计法(gauge meter简称为(G-M),以区别于用测厚仪检测厚度的方法。

前馈式厚度自动控制     

控制原理是用装设在轧机(或机组)入口处的测厚仪或以前一机架作为“厚度计”,在钢带进入本机架之前测出其入口厚度H,并与给定厚度H0相比较,当有厚度偏差δH时,便预先估计出可能产生的轧出厚度偏差δh,从而确定出为消除此舶值所需的辊缝调节量δS,然后根据该检测点进入本机架的时间和移动δS所需的时间,提前对本机架进行厚度控制,使得厚度的控制点正好就是δH的检测点。δh与δH的关系为:δh=(M/Km+M)δH,δS与δH的关系为:δS=M/Km δH当Km越大和M越小时,为消除相同的来料厚度差δH,压下机构所需移动的δS也就越小,因此,在刚度系数Km比较大的轧机上,有利于消除来料厚度偏差.

温度式厚度自动控制        

热连轧时由于坯料加热时厚的局部温度差和运输时沿长度方向的温度差,钢带的纵向厚度精度会受到影响温度式厚度自动控制就是根据精轧机组入口处测温仪测得的温度T,相应地去调节辊缝δS,用来消除因温度差δT引起变形抗力K变化而造成的厚度差其控制模型为:

张力式厚度自动控制

根据精轧机组出口侧X射线测厚仪测出的厚度偏差,来微调机架之间(例如热连轧精轧机组最后两个机架)钢带上的张力丁,借此消除厚度偏差的厚度自动控制系统张力微调可以通过两个途径来实现:一是根据厚度偏差值,调节精轧机的速度;二是调节活套机构(见活套调节)的给定转矩在辊缝保持不变(即δS=O)时,则:

 

张力的变化能显著改变轧制压力,从而导致轧出厚度的改变。改变张力同改变压下位置控制厚度相比,前者因惯性小反映快并易于稳定。在成品机架上,由于轧体塑性系数M很大,靠调节辊缝进行厚度控制,效果往往很差,为了进一步提高成品钢带的精度,所以常采用张力式厚度自动控制进行厚度微调。

电动式厚度自动控制     

借助电动压下机构来控制轧辊位置,从而对带钢进行厚度自动控制的系统控制信号馈送的形式,也可以是反馈式、厚度计式、前馈式、温度式或张力式等。

液压式厚度自动控制借助于轧机的液压系统,通过伺服阀调节液压缸的油量和压力来控制轧辊的位置,从而对带钢进行厚度自动控制的系统,简称为液压AGC,由于采用的伺服阀为电液伺服阀,所以又称为电液伺服AGC具有液压推上装置的液压轧机如图1所示轧辊位置传感器6装设在机架窗口的内侧,用于检测下支承辊轴承座上表面的位置以轧机的中心为基准,在支承辊轴承座的上表面左右两个地方检测其位置的变化量,然后将此两处的位置检测信号送给控制装置9,并计算其平均值,作为下支承辊的位置,再与压头7检测出的弹跳量信号进行比较运算然后根据此运算结果通过伺服阀8来调节油缸5的油量和压力对厚度实现控制为了消除带钢的厚度偏差,可以通过调节液压缸的流量和压力来控制轧辊位置,补偿掉因来料厚度差所引起的轧机弹跳(见轧机弹性方程)变化量此时液压缸所产生的轧辊位置修正量△x应同此弹跳变化量成正比,方向相反,即△x==-C 1/Km△P轧机经过此种补偿之后,带钢的轧出厚度偏差便不是δh而变成了缩小了的δh’:

式中δh’为轧辊位置补偿后的厚度偏差;C为轧辊位置补偿系数;KE为轧机的等效刚度(或称当量刚度)系数(见轧机刚度系数);△P为轧制压力差。

 改变轧辊位置补偿系数C,即改变KE,就可以实现轧机刚度可变控制(见变刚度轧制)轧机固有的刚度系数Km是一个常数,根据C的取值不同,就可以使控制时的轧机等效刚度为超硬特性、硬特性、自然特性或软特性的,如表所示。

  液压压下由于有高精度、快速性、容易控制、轧机刚度可变控制以及安全可靠,而得到广泛的发展。

  采用电动厚度自动控制系统时,热轧宽带钢的厚度偏差可达土50μm,冷轧宽带钢的厚度偏差可达±15μm。采用液压厚度自动控制系统之后,热轧宽带钢的厚度偏差可达土25~30μm,冷轧宽带钢的厚度偏差一般可达土5~10μm,有的冷轧机可将成品带钢厚度偏差控制在士2.0μm左右,其厚度偏差仅为其厚度的±O.7%。将带钢厚度偏差控制在微米级范围之内的厚度自动控制系统也被称为μ-AGC

 相对厚度自动控制     

也称锁定AGC,是以某一厚度即锁定厚度作为基准厚度,然后在轧制过程中,以检滑测轧制力和辊缝的增量信号来控制板厚,使厚度被控偏差信号进行处理,可提高厚控精度,但目标厚度取决于设定模型(主要是轧制力模型)精度。

绝对厚度自动控制      

以厚度计模型为基础来控制,其精度高于轧制力模型,控制中检测出轧制力和辊缝信号,由厚度计模型算出轧出厚度,以该厚度与目标厚度的差值作为控制信号来实现厚度调节。此方式不单可得到高精度的同条差,而且目标厚度精度高,是对相对厚度自动控制的发展通过不断提高厚度计模型精度,如轧辊偏心,油膜厚度,轧辊热膨胀和磨损等进行修正,可得到更高精度的厚度

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