冷熱軋板帶軋機的模型與控制

前言

冷熱軋板帶在軋材產(chǎn)量中所占比重反映了一個國家的現(xiàn)代化水平。我國近二十年來不僅國有鋼鐵企業(yè)建立了一批高水平的中厚板軋機及帶鋼冷熱連軋機，民營企業(yè)也建設(shè)了一批水平不低的板帶軋機，使我國板帶材年產(chǎn)量達(dá)到了一億五千多萬噸。板帶軋機是冶金工業(yè)中要求自動化程度最高的領(lǐng)域，幾乎所有板帶軋機都應(yīng)用了計算機控制技術(shù)。值得慶賀的是我國60％以上板帶軋機的計算機控制系統(tǒng)是由國內(nèi)自主集成和自主開發(fā)的。不僅民營企業(yè)板帶軋機計算機控制系統(tǒng)主要由國內(nèi)自行開發(fā)，一批國有企業(yè)，如鞍山鋼鐵集團(tuán)公司這樣的大型國有鋼鐵企業(yè)亦以自己為主，依靠國內(nèi)力量自主集成板帶軋機計算機控制系統(tǒng)。與此同時，國內(nèi)的科研人員對板帶軋制計算機控制（模型及控制）技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，對從國外引進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行了學(xué)習(xí)、改造和創(chuàng)新。為了適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，為大批新建的板帶軋機工程技術(shù)人員提供一些有用的參考資料，作者將多年來在工程實踐和理論研究中的成果和經(jīng)驗以及收集的國內(nèi)外技術(shù)資料進(jìn)行了整理，編寫成本書。本書將著重討論數(shù)學(xué)模型的理論基礎(chǔ)、建模方法、模型自學(xué)習(xí)以及各項質(zhì)量控制功能，包括：溫度模型以及終軋及卷取溫度控制，厚度模型及自動厚度控制，板形模型及自動板形控制，寬度模型及自動寬度控制。本書反映了北京科技大學(xué)自動控制研究所多年工作的成果。本書為《帶鋼熱連軋的模型與控制》、《帶鋼冷連軋計算機控制》兩書的更新版，并增加了中厚板控制的內(nèi)容。

內(nèi)容概要

　　《冷熱軋板帶軋機的模型與控制》將著重討論冷熱軋板帶軋制設(shè)定模型的理論基礎(chǔ)、建模方法、模型自學(xué)習(xí)以及基礎(chǔ)自動化各項質(zhì)量控制功能，內(nèi)容包括：溫度模型以及終軋及卷取溫度控制，厚度模型及自動厚度控制，板形模型及自動板形控制，寬度模型及自動寬度控制等?！　　独錈彳埌鍘к垯C的模型與控制》可供從事冶金自動化工作的T程技術(shù)人員、高等院校自動化專業(yè)的師生閱讀，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 板帶軋制生產(chǎn)工藝1.1 板帶軋制綜述1.2 中厚板生產(chǎn)工藝1.3 熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝1.3.1 傳統(tǒng)帶鋼熱連軋1.3.2 連鑄連軋1.3.3 新型爐卷軋機1.4 冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝1.4.1 可逆式冷軋機1.4.2 連續(xù)式冷軋機1.5 薄帶生產(chǎn)工藝的新動向第2章 板帶軋機計算機控制2.1 L3／L2／L1功能概述2.1.1 生產(chǎn)控制級功能2.1.2 過程自動化級功能2.1.3 基礎(chǔ)自動化級功能2.2 熱軋軋件跟蹤及軋件運送2.2.1 事件驅(qū)動軟件2.2.2 位置跟蹤與數(shù)據(jù)跟蹤2.2.3 節(jié)奏控制及防止碰撞2.3 冷軋的鋼卷跟蹤2.3.1 物流跟蹤和數(shù)據(jù)跟蹤2.3.2 帶鋼特征點跟蹤2.4 順序控制和邏輯控制2.5 自動位置控制2.6 主速度控制2.7 帶鋼熱連軋活套控制系統(tǒng)2.7.1 活套高度閉環(huán)控制2.7.2 活套張力控制2.8 熱連軋微張力控制2.9 帶鋼冷連軋機架間張力控制2.10 質(zhì)量控制功能2.11 板帶軋機計算機控制系統(tǒng)2.12 傳動及基礎(chǔ)自動化級的系統(tǒng)配置2.12.1 平鋪型結(jié)構(gòu)2.12.2 區(qū)域控制器群結(jié)構(gòu)2.12.3 超高速網(wǎng)結(jié)構(gòu)2.13 過程自動化級的系統(tǒng)配置2.14 板帶軋機計算機控制系統(tǒng)配置實例第3章 板帶軋制塑性變形基本公式3.1 概述3.2 變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)及塑性方程3.3 軋制力模型的理論基礎(chǔ)3.3.1 熱軋外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)3.3.2 熱軋外摩擦應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)3.3.3 冷軋外摩擦應(yīng)力狀態(tài)系數(shù)3.3.4 張力影響系數(shù)3.4 金屬塑性變形阻力3.4.1 熱軋金屬塑性變形阻力3.4.2 冷軋金屬塑性變形阻力3.5 軋制力矩及軋制功率3.5.1 根據(jù)軋制力決定軋制力矩3.5.2 按能量消耗確定軋制力矩3.6 前滑值3.6.1 熱軋前滑3.6.2 冷軋前滑第4章 板帶軋機基本方程4.1 概述4.2 彈跳方程4.3 輥縫形狀方程4.4 平坦度方程4.5 流量方程4.6 套量方程4.7 張力方程第5章 數(shù)學(xué)模型及模型自學(xué)習(xí)5.1 概述5.2 板帶軋制的數(shù)學(xué)模型5.3 數(shù)學(xué)模型的建立方法5.3.1 線性回歸5.3.2 非線性回歸5.3.3 逐步回歸簡述5.4 增量模型的建立5.4.1 增量厚度方程5.4.2 增量軋制力方程5.4.3 增量凸度方程5.4.4 增量前滑方程5.4.5 增量入口速度及增量出口速度方程5.4.6 增量套量方程和增量張力方程5.5 模型自學(xué)習(xí)5.5.1 增長記憶式遞推最小二乘法5.5.2 指數(shù)平滑法5.5.3 模型長期及短期自學(xué)習(xí)第6章 溫度模型與溫度控制6.1 基本概念6.2 溫降模型的理論基礎(chǔ)6.2.1 傳熱學(xué)基礎(chǔ)6.2.2 傳熱學(xué)公式6.3 熱軋生產(chǎn)過程的溫降模型6.3.1 鋼坯(板坯、帶坯)傳送時的溫降6.3.2 高壓水除鱗的溫降6.3.3 低壓噴水冷卻的溫降6.3.4 軋制變形區(qū)內(nèi)的熱量得失6.4 終軋溫度控制6.4.1 帶鋼頭部終軋溫度設(shè)定6.4.2 帶鋼全長終軋溫度控制6.5 卷取溫度控制6.5.1 卷取溫度控制的基本問題6.5.2 卷取溫度控制模型6.5.3 卷取溫度控制策略6.6 控制軋制及控制冷卻第7章 厚度模型與厚度控制7.1 基本概念7.2 厚度設(shè)定模型7.2.1 厚度分配7.2.2 厚度設(shè)定計算7.2.3 厚度模型的自學(xué)習(xí)7.2.4 熱帶穿帶頭部拯救7.3 厚度控制分析方法7.3.1 圖解分析法7.3.2 解析分析法7.4 自動厚度控制(AGC)7.4.1 厚度反饋AGC(GM-AGC)7.4.2 厚度前饋AGC(FF-AGC)7.4.3 硬度前饋AGC(KFF-AGC)7.4.4 末機架恒軋制力控制7.4.5 流量AGC(MF-AGC)7.4.6 監(jiān)控AGC(MN-AGC)7.4.7 AGC補償功能7.5 板帶軋機AGC系統(tǒng)7.5.1 中厚板軋機的AGC系統(tǒng)7.5.2 帶鋼熱連軋的AGC系統(tǒng)7.5.3 帶鋼冷連軋的AGC系統(tǒng)7.5.4 雙機架可逆冷連軋AGC系統(tǒng)7.5.5 平整機恒伸長率控制系統(tǒng)第8章 板形模型與板形控制8.1 基本概念8.1.1 板帶材橫斷面形狀的表示方法8.1.2 板帶材的平坦度8.1.3 凸度與平坦度間的關(guān)系8.2 以板形為目標(biāo)的最優(yōu)負(fù)荷分配8.2.1 負(fù)荷分配逆算法8.2.2 負(fù)荷分配尋優(yōu)法8.3 板形控制策略8.3.1 熱軋板形控制的控制策略8.3.2 冷軋板形控制的控制策略8.4 板形設(shè)定模型及模型自學(xué)習(xí)8.4.1 熱軋板形設(shè)定計算8.4.2 冷軋板形設(shè)定計算8.4.3 板形模型自學(xué)習(xí)8.5 自動板形控制系統(tǒng)8.5.1 熱軋自動板形控制系統(tǒng)8.5.2 冷軋自動板形控制系統(tǒng)8.6 中厚板平面形狀控制……第9章 寬度模型與寬度控制第10章 冷熱帶鋼連軋的綜合分析附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：后段冷卻用于帶鋼厚度小于1.7mm的碳素鋼和低級硅鋼的冷卻。6.5.3.3  帶鋼頭尾不冷卻控制方式帶鋼頭尾不冷卻控制方式是不斷跟蹤帶鋼頭部和尾部在輸出輥道上的位置（每隔0.5s計算一次），一般在頭尾部約10m的長度上不噴水。此控制分為帶鋼頭部不噴水、帶鋼尾部不噴水及帶鋼頭部尾部均不噴水三種方式。該控制方案是使硬質(zhì)帶鋼及厚帶鋼（約8mm以上）的頭部和尾部在卷取機上便于卷取而采用的。6.6控制軋制及控制冷卻長期以來為了改善熱軋板帶材性能的主要手段只是添加合金元素及熱軋后的熱處理，采用控制軋制及控制冷卻后不僅可節(jié)約成本、節(jié)約能源，還可進(jìn)一步提高鋼材強度、韌性和焊接性能?？刂栖堉剖峭ㄟ^合理控制熱軋軋制的變形制度及溫度制度，使熱態(tài)塑性變形與固態(tài)相變結(jié)合，細(xì)化變形奧氏體晶粒，通過奧氏體向鐵素體及珠光體的相變，形成細(xì)化的鐵素體晶粒及較為細(xì)小的珠光體球團(tuán)來提高鋼材強度韌性和有關(guān)性能?？刂评鋮s則是控制軋后鋼材的冷卻速度及開冷／終冷溫度以控制相變后鐵素體晶粒（在高溫下）長大，阻止碳化物（在高溫下）析出以進(jìn)一步提高強化效果。控制軋制和控制冷卻新工藝對軋機設(shè)備及計算機控制提出了以下新的要求：（1）由于要求在較低的終軋溫度下加大終軋道次變形量，因而要求軋機具有較大的設(shè)備強度（允許較大軋制力）及電機功率，中厚板軋機采用控制軋制技術(shù)后單位輥身長度的允許軋制力能力將需加大一倍以上，對于4300mm以上中厚板軋機提出了萬噸（軋制力）能力的要求。

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《冷熱軋板帶軋機的模型與控制》是由冶金工業(yè)出版社出版的。

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