[发明专利]基于板形板厚协调规律的板带轧制过程互联控制方法

说明书

本发明涉及钢、有色金属等板带冷、热连续轧制和可逆轧制的板形(指平直度、板凸度)板厚最优控制问题，例如热连轧机的头部校正设定值误差，命中目标厚度值；全长轧制过程中的温度、速度以及轧辊热凸度等变化的条件下，实现目标板形板厚的最优控制。

首先说明为达到上述目的，现有的热连轧过程是如何控制的。轧件在进入连轧机前要进行二次设定；钢坯出炉已知钢种、成品规格、入口厚度、温度等数据而进行第一次负荷分配，并输出各机架辊缝、速度、活套角、张力等设定值；当粗轧机轧完已知确实的厚度、宽度和入精轧机预测温度进行第二次轧制参数的设定并摆好辊缝和转数。轧件咬入精轧机第一机架后，根据实测压力值修正以后各机架辊缝设定值，咬入第二、第三机架后重复上述计算，再咬入其它机架受时间限制就不校正了。以上过程称头部拯就，即达到头部命中目标厚度值。

在轧制过程中，一卷钢一般轧制90S左右，粗轧坯头尾温差在100℃左右，为控制终轧温度采用了加速轧制。轧制速度快则温降小而塑性变形热大，所以加速度设定的合适可以实现恒终轧温度控制。但是，预设定控制总是有误差的，所以根据出精轧后的测温仪的实测温度反馈控制。由于测温的迟后，闭环控制精度受到限制，与目标温度有差。

由于各种扰动，厚度是依靠各机架独立的AGC保持恒定的。在AGC动作时压力值变化直接影响板形，所以采用改变弯辊力来控制板形，即板厚板形解偶控制。厚度变化引起金属秒流量变化，依靠活套系统吸收机架间长度变化而保持张力恒定，由活套角变化反映秒流量差的大小通过调节轧辊转数而保持活套角恒定。总之，现代热连轧机为控制温度、板厚度、板形以及张力等工艺参数值，采用了各种独立的控制系统，由于通过机架间活套控制系统，使各机架独立，所以各机架间厚度板形控制系统之间是独立的。

本发明的目的在于提供一种板带轧制过程中的动态负荷分配方法，该方法利用板形板厚可协调规律，能使每卷(或每块)板带的板凸度、平直度和厚度最佳地命中目标值。

本发明的控制思想与现行的方法有原则性差异，不是将各机架孤立，而是从连轧相互连系的总体上考虑控制系统的设计。充分利用连轧过程两条基本规律：第一，张力与秒流量差成正比，连轧张力公式描述的张力自动调节规律，证明了连轧张力系统是可测的、可控的渐近稳定的动力学系统；第二，板形板厚可协调规律，由新板形理论提示出这一规律。热连轧过程的目标是，控制成品厚度、平直度、板凸度和温度达到一定值，而各机架的厚度、平直度和板凸度允许在一定范围内变化，当入口温度变化、加速轧制和轧辊热凸度变化时，通过厚度动态设定命中目标板厚板形值。张力是由综合的“恒张力---活套”或“恒张---微张力”保持恒定。温度控制由成品机架的速度(或加速度)值设定而实现之，与目前的方式不同点在于建立了各机架温度预报模型，从而能克服迟后提高终轧温度的控制精度。

关于张力控制、温度预报模型、咬钢前辊缝设定方法等已有专门发明专利技术，下面主要阐述板形板厚可协调控制方法的实现。