軋窄帶鋼厚度自動控制系統的應用研究

鄭 亮（萊蕪鋼鐵集團電子有限公司，山東萊蕪，271104）

軋窄帶鋼厚度自動控制系統的應用研究

鄭 亮
（萊蕪鋼鐵集團電子有限公司，山東萊蕪，271104）

本文以液壓厚度自動控制系統聯合壓力AGC控制方式，取代傳統電動壓下位置控制系統，探析其在精軋機組后三架軋機上的應用效果。旨在為相關工作人員提供有價值的參考信息，促使熱軋生產過程中帶鋼厚度控制更具精度。

軋窄帶鋼厚度；自動控制系統；應用研究

由八架精軋機以及八架粗軋機構成的萊鋼620mm帶鋼線，均通過電動壓下自動位置控制的方式運行壓下系統，并以人工清零的方式進行壓靠，通過開環控制方式進行厚度控制，無法自動獲取軋出的實際厚度。一般情況下，產品的厚度尺寸介于1.7mm-7.9mm之間，平均存在±0.20mm的偏差，而且通調差一般介于0.14mm-0.20mm范圍內，提升產品熱軋厚度的精度迫在眉睫。

1 設計方案

厚度自動控制即AGC，主要指代的是控制系統基于綜合考慮軋制設備實際運行狀況、帶鋼厚度波動以及外界擾動情況的前提，結合控制模型算法，對軋機的各項參數，例如軋制速度、軋制壓力以及輥縫值等進行自動調整，確保帶鋼厚度的偏差值不會超過允許偏差范圍。AGC系統普遍為液壓壓下機構，存在精度較高以及響應較快等特點。

精軋機組控制的精度將會直接影響帶鋼厚度的精度，而精軋機組控制的精度又會受到配備液壓AGC系統軋機數量的影響。我國某熱軋廠的熱軋帶鋼線精軋機組所含有的軋機為6臺，經過粗軋處理后，材料的厚度平均值約為（26±2.8）mm左右，偏差率在11%左右，由精軋機組最后一臺軋機開始，以此向前投入液壓AGC，然后對成品的厚度值進行有效策略，最終發現，將液壓AGC投入后數第一個臺至后數第三臺軋機中，可以明顯改善帶鋼厚度的精度，而且總體投資成本相對較少。

2 控制模型

壓力AGC屬于最基本的熱連軋厚度自動控制方法，世界范圍內不同地區的實際應用方式也各有不同，其中，應用效果最為顯著的便是我國動態設定型AGC，即DAGC。DAGC的主要應用能效是對輥縫信號以及軋制力進行實時測量，然后在此基礎上，對輥縫調節量進行準確計算，進而有效調節輥縫變化情況，無需再計算帶鋼厚度，具有較強的便捷性，而且調試簡便、可靠性較高、響應迅速。DAGC常用的計算公式如下：

3 厚度自動控制系統的應用方式

厚度自動控制系統主要涵蓋兩個部分：其一，監控AGC；其二，壓力AGC。厚度自動控制系統常用以下三種控制方式，即監控厚度自動控制方式、絕對厚度自動控制方式以及相對厚度自動控制方式，具體控制流程如下：以50s為間隔進行執行；判斷是否具備AGC條件，否則轉其他回路，是則進行采樣，并對設定輥縫值進行記憶；通過X射線測厚儀對控制值計算進行監視；結合實測速度以及壓力，確定油膜厚度；對軋機進行剛度測量；明確帶剛塑性剛度系數；擇取控制方式，并判斷監控AGC是否具備條件；如果壓力AGC屬于絕對，則將過程計算機設定的厚度以及軋制力作為帶鋼目標值，然后采集軋機的輥縫以及軋制力值；如果屬于相對，則將頭部計算機厚度以及頭部軋制力作為目標值，然后采集軋機的輥縫以及軋制力值；如果監控AGC判定結果為不具備條件，則采取壓力AGC；如果具備條件，則通過測厚儀，對出口厚度進行測量；計算設定厚度與實際厚度之間的偏差；如果偏差小于死區值，重復測量出口厚度；超出死區值，則對輥縫調節量進行計算；如果調節量小于單次調節量的最大值，只對本軋機輥縫調節量進行調整，如果大于單次調節量的最大值，對輥縫調節量進行設定分配，對各個軋機的輥縫進行調整。與此同時，采集軋機的輥縫以及軋制力值后，計算二者的平均值，然后求取出口厚度；如果出口厚度與目標厚度的差值的絕對值小于極限偏差值，則轉其他回路，如果大于極限偏差值，補償并修正軋機尾部、張力以及剛度等量，最終以公式①進行驗證，如果輥縫調節量小于單次調節量的最大值，只對本軋機輥縫調節量進行調整，如果大于單次調節量的最大值，對輥縫調節量進行設定分配，對各個軋機的輥縫進行調整。

3.1 監控厚度自動控制。監控厚度自動控制的目標值為HMI設定的目標厚度，通過測厚儀，對厚度偏差進行測量，然后計算平均偏差以及相對零厚差的后數第一臺軋機輥縫調節量，基于壓下負荷分配原則，按照特定比例對上游軋機的調節量進行分配，以此保證厚度控制值符合目標值。

3.2 絕對厚度自動控制。將過程計算機所設定的厚度作為絕對厚度自動控制的所定制，并對各個軋機的軋制力進行有效鎖定，自動調節其厚度，以此實現其實際厚度值與設定厚度值差最小化。

3.3 相對厚度自動控制。一般情況下，相對厚度自動控制有兩種應用方式：其一，保持方式；其二，鎖定方式。其中的鎖定方式主要是通過對各個軋機頭部厚度的平均值進行計算，以此作為目標厚度，進而對各個軋機的輥縫以及軋制力進行有效鎖定，最終自動調節厚度，促使同帶差實現最優。保持方式下，確保本條帶剛的鎖定值與前一條帶鋼鎖定值一致后，自動調節帶鋼的厚度。所以，在相同組帶鋼的軋制規格一致時，如果軋制狀態具有良好的穩定性，擇取保持的相對厚度自動控制方式，可以確保相同組帶鋼的通調差以及厚度不存在明顯差異。

實際生產過程中，如果各個軋機的單次調整量均不超過0.05mm，成品厚度反映不超過0.02mm時，調整效果并不顯著。主要原因是，后數第二臺軋機相對比后數第一臺軋機的壓下響應時間要晚，當后數第二臺軋機的單次調整量超過0.15mm時，后數第一臺以及后數第三臺軋機便會出現較大的拉鋼，或是套量情況，降低板形的穩定性，寬度超差，無法正常投入使用，只能成為廢品，造成嚴重浪費，損害熱軋廠的整體效益。當后數第一臺軋機的單次調整超過0.10mm時，在后數第二臺軋機的影響下，也會出現較大的拉鋼，或是套量情況，導致后板形喪失穩定性，發生堆鋼情況。綜上所述，可以將后數第三臺至-后數第一臺軋機的厚度控制模式優化成以下兩種模式：

表1 三臺軋機的厚度控制模式

4 結語

通過本文研究可知，將液壓厚度自動控制系統合理應用于熱軋窄帶鋼精軋機組中，可以顯著優化產品厚度的精度，而且結合監控AGC以及壓力AGC進行厚控，可以有效降低產品的廢棄率，提高熱軋廠的整體效益，值得廣泛應用及推廣。

［1］李加祥.熱軋窄帶鋼厚度自動控制系統的研究與應用［D］.青島理工大學，2014.

［2］李冠宇.400mm熱軋帶鋼粗軋立輥自動寬度控制系統研究［D］.太原科技大學，2014.

Application Research on automatic control system of narrow strip steel thickness

Zheng Liang
（Laiwu iron and Steel Group Electronics Co.，Ltd.Laiwu Shandong，271104）

In this paper，taking the thickness of the hydraulic automatic control system combined with pressure AGC control mode to replace the traditional electric pressure position control system.Analysis of the mill frame mill application effect.The aim is to provide valuable reference information for relevant staff，and to promote the control of strip thickness in hot rolling production.

rolling narrow strip steel thickness；automatic control system； Application Research