王宣 任彥

摘 要：軋機(jī)的輥縫控制是熱軋生產(chǎn)過程中幾個最重要的工藝參數(shù)之一，由于輥縫的大小，在軋制過程中直接影響到成品厚度、板型，因此精準(zhǔn)的輥縫控制是一個軋鋼廠的關(guān)鍵。其控制系統(tǒng)是通過傳感器將軋制過程中的輥縫反饋，由平直度儀，多功能儀檢測板型的厚度變化，為保證厚度的精準(zhǔn)，將借助輥縫控制執(zhí)行元件，改變EGC、HGC，從而保證軋制過程的輥縫變化，實現(xiàn)輥縫控制過程。

關(guān)鍵詞：輥縫控制；EGC；HGC

1 輥縫控制簡介

軋機(jī)液壓輥縫控制系統(tǒng)用于對軋機(jī)輥縫調(diào)整液壓缸的位置控制。

（1）機(jī)械壓下調(diào)整：機(jī)械壓下用兩個交流電機(jī)和聯(lián)軸器同時控制壓下量。值由二級參數(shù)和減厚量來確定。機(jī)械壓下用于軋制前的大行程和不精確的輥縫控制。機(jī)械壓下使用于設(shè)定無載輥縫、換輥之后標(biāo)定輥縫（動作到兩輥接觸產(chǎn)生軋制力）、在換輥時移動到特定的位置、無載時調(diào)整水平值等。每個機(jī)械壓下有一個氣動的多片的電機(jī)抱閘，在每次調(diào)整完成、電源斷電或急停之后抱閘關(guān)閉。機(jī)械壓下在不超過200噸時可以壓下，在有軋制力的情況下只能通過液壓壓下進(jìn)行輥縫的調(diào)整。在操作過程中，液壓輥縫的調(diào)整通過閉環(huán)調(diào)整器進(jìn)行控制。

（2）HGC缸調(diào)整：一個同步/傾斜控制系統(tǒng)保證兩個壓下缸平行動作，同時滿足上下工作輥水平要求。并保證位置控制、零位調(diào)整功能的位置反饋輸入、速度平衡控制、液壓缸位置補(bǔ)償增益、自動流量增益控制（AFGC）、沖擊壓下補(bǔ)償、零點飄移補(bǔ)償?shù)?/p>

本設(shè)計是對包鋼新體系2250熱軋廠為主要研究對象，針對HGC深入研究，主要內(nèi)容如下：

研究輥縫控制的基本工作原理，分析主要功能和控制方式；AGC的控制理論；AGC的工作方式；輥縫控制過程包含有自動控制程序，位置閉環(huán)和壓力閉環(huán)控制，絕對AGC，動態(tài)設(shè)定AGC，厚度計AGC，相對AGC，前饋式AGC和后饋式AGC等。

2 AGC的控制理論

由于在軋制時，厚度波動、軋機(jī)彈性形變、板坯的塑性變形等多種因素，輥縫控制過程是一個復(fù)雜的過程。以彈性為例：在軋制過程中，在軋制壓下力的作用下，軋機(jī)（工作輥、支撐輥及其軸承、機(jī)械壓下、HGC和機(jī)架間隙等）產(chǎn)生一定量的形變。由于工作輥的磨損，總的形變量可以達(dá)到2-6毫米，軋機(jī)的彈性形變將影響到軋輥的輥縫，從而對板坯產(chǎn)生厚度和板型的影響。同時，還要在軋鋼過程中考慮輥縫的補(bǔ)償，當(dāng)帶鋼頭部進(jìn)入軋機(jī)時，缸內(nèi)的油程受到咬入影響而縮短，因此，帶鋼前端厚度將變厚，沖擊補(bǔ)償用于在帶鋼頭部到來之前對輥縫進(jìn)行一定的預(yù)先壓下，當(dāng)軋機(jī)咬鋼后，沖擊壓下補(bǔ)償值從輥縫參考值中清除。液壓缸的沿伸出方向和縮回方向的速度不同，因為缸的桿側(cè)和腔側(cè)截面積不同。另外，軋制力也影響液壓缸的速度。自動流量增益控制根據(jù)液壓缸的移動方向和軋制力的大小來改變增益用于消除速度偏差。對于長行程液壓缸，根據(jù)液壓缸的不同位置，位置調(diào)節(jié)器的反應(yīng)是根據(jù)不同位置來控制的，液壓缸位置補(bǔ)償增益需要能被應(yīng)用。這個補(bǔ)償用于根據(jù)液壓缸的位置改變增益來消除反應(yīng)的不同。

3 AGC的工作方式

壓力AGC經(jīng)過長期的理論研究和實踐總結(jié)，不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了多種AGC形式，主要有相對AGC，厚度計型AGC，動態(tài)設(shè)定型AGC，絕對AGC等。

相對AGC是指根據(jù)設(shè)定軋制力和成品厚度，通過軋制力和板坯厚度，由輥縫控制系統(tǒng)計算出的輥縫，通過軋制后成品的厚度與成品設(shè)定值進(jìn)行對比的一套閉環(huán)控制系統(tǒng)，但他是以實際厚度作為基準(zhǔn)厚度，很難對頭部沖擊等問題做出相對應(yīng)的補(bǔ)償。絕對AGC是以厚度模型來計算輥縫，通過壓頭傳感器檢測出的軋制力和索尼傳感器檢測出的輥縫位置，計算出成品厚度，與目標(biāo)厚度進(jìn)行比較，也就是說二級模型的計算參數(shù)是軋鋼的必要條件，通過二級數(shù)據(jù)計算，控制精度得到了大大提升。二級模型的計算就需要有大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析過程又可以分為前饋式和反饋式。

無論是前饋式AGC還是反饋式AGC，都需要有軋制力檢測。軋制力檢測方式是通過壓頭傳感器或壓力傳感器進(jìn)行軋制力的檢測（壓力變傳感器在壓頭傳感器故障時選用，是備用檢測手段）。反饋AGC是根據(jù)實際檢測的板坯厚度作為控制目標(biāo)，以提高目標(biāo)厚度精度為目的，根據(jù)軋制后成品板坯的厚度與目標(biāo)值之差，來進(jìn)行軋輥的壓下控制。如果在軋機(jī)前后安裝了測厚儀，則可以利用測厚儀的高精度測量值與目標(biāo)厚度之差進(jìn)行一套完整的閉環(huán)控制，這樣可以及時消除軋機(jī)間隙、工作輥磨損等原因引起的厚度偏差。由于是在檢測板坯厚度之后做出調(diào)整，在板坯軋制時，它不能作為主體AGC控制手段，只能與軋制力檢測方式配合使用，通過軋制力檢測，若超過二級模型設(shè)定，則會打開輥縫，保證軋制過程順利，以實現(xiàn)嚴(yán)格按目標(biāo)厚度軋制。而前饋AGC，又稱監(jiān)控AGC，它的基本原理是跟蹤入口厚度的波動和板坯位置跟蹤，利用實時跟蹤數(shù)據(jù)及實際檢測的軋制力波動來控制軋機(jī)輥縫，以消除厚差。在實際控制中，需要跟蹤數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及軋件入口板坯厚度的精準(zhǔn)來準(zhǔn)確預(yù)測時間延時和系統(tǒng)響應(yīng)時間，才能更好的實現(xiàn)前饋AGC，保證成品厚度及板型的要求。

4 結(jié)語

本文結(jié)合了包鋼2250mm粗軋機(jī)自動輥縫控制的基礎(chǔ)上，對輥縫自動控制進(jìn)行研究，AGC技術(shù)在本廠板坯厚度控制中的應(yīng)用研究的關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析和展示。目前，新體系板材廠熱軋生產(chǎn)線已全面投產(chǎn)，通過對生產(chǎn)實績的分析，可以看出新技術(shù)被成功的得到了應(yīng)用，有效地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

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