冷熱軋板帶軋機(jī)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(gè)國(guó)家的現(xiàn)代化水平。我國(guó)近二十年來(lái)不僅國(guó)有鋼鐵企業(yè)建立了一批高水平的中厚板軋機(jī)及帶鋼冷熱連軋機(jī)，民營(yíng)企業(yè)也建設(shè)了一批水平不低的板帶軋機(jī)，使我國(guó)板帶材年產(chǎn)量達(dá)到了一億五千多萬(wàn)噸。板帶軋機(jī)是冶金工業(yè)中要求自動(dòng)化程度最高的領(lǐng)域，幾乎所有板帶軋機(jī)都應(yīng)用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。值得慶賀的是我國(guó)60％以上板帶軋機(jī)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由國(guó)內(nèi)自主集成和自主開(kāi)發(fā)的。不僅民營(yíng)企業(yè)板帶軋機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要由國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)，一批國(guó)有企業(yè)，如鞍山鋼鐵集團(tuán)公司這樣的大型國(guó)有鋼鐵企業(yè)亦以自己為主，依靠國(guó)內(nèi)力量自主集成板帶軋機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)的科研人員對(duì)板帶軋制計(jì)算機(jī)控制（模型及控制）技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，對(duì)從國(guó)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，為大批新建的板帶軋機(jī)工程技術(shù)人員提供一些有用的參考資料，作者將多年來(lái)在工程實(shí)踐和理論研究中的成果和經(jīng)驗(yàn)以及收集的國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料進(jìn)行了整理，編寫(xiě)成本書(shū)。本書(shū)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(xiàng)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(dòng)厚度控制，板形模型及自動(dòng)板形控制，寬度模型及自動(dòng)寬度控制。本書(shū)反映了北京科技大學(xué)自動(dòng)控制研究所多年工作的成果。本書(shū)為《帶鋼熱連軋的模型與控制》、《帶鋼冷連軋計(jì)算機(jī)控制》兩書(shū)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(jī)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(dòng)化各項(xiàng)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(dòng)厚度控制，板形模型及自動(dòng)板形控制，寬度模型及自動(dòng)寬度控制等?！　　独錈彳埌鍘к垯C(jī)的模型與控制》可供從事冶金自動(dòng)化工作的T程技術(shù)人員、高等院校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的師生閱讀，也可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)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(jī)1.4 冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝1.4.1 可逆式冷軋機(jī)1.4.2 連續(xù)式冷軋機(jī)1.5 薄帶生產(chǎn)工藝的新動(dòng)向第2章 板帶軋機(jī)計(jì)算機(jī)控制2.1 L3／L2／L1功能概述2.1.1 生產(chǎn)控制級(jí)功能2.1.2 過(guò)程自動(dòng)化級(jí)功能2.1.3 基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)功能2.2 熱軋軋件跟蹤及軋件運(yùn)送2.2.1 事件驅(qū)動(dòng)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(diǎn)跟蹤2.4 順序控制和邏輯控制2.5 自動(dòng)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(jī)架間張力控制2.10 質(zhì)量控制功能2.11 板帶軋機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2.12 傳動(dòng)及基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)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(guò)程自動(dòng)化級(jí)的系統(tǒng)配置2.14 板帶軋機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配置實(shí)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(jī)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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)程的溫降模型6.3.1 鋼坯(板坯、帶坯)傳送時(shí)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(zhǎng)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(wèn)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(jì)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(dòng)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(jī)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(bǔ)償功能7.5 板帶軋機(jī)AGC系統(tǒng)7.5.1 中厚板軋機(jī)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(jī)架可逆冷連軋AGC系統(tǒng)7.5.5 平整機(jī)恒伸長(zhǎng)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(jì)算8.4.2 冷軋板形設(shè)定計(jì)算8.4.3 板形模型自學(xué)習(xí)8.5 自動(dòng)板形控制系統(tǒng)8.5.1 熱軋自動(dòng)板形控制系統(tǒng)8.5.2 冷軋自動(dòng)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(jí)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(jì)算一次），一般在頭尾部約10m的長(zhǎng)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(jī)上便于卷取而采用的。6.6控制軋制及控制冷卻長(zhǎng)期以來(lái)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(qiáng)度、韌性和焊接性能。控制軋制是通過(guò)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(guò)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(lái)提高鋼材強(qiáng)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(kāi)冷／終冷溫度以控制相變后鐵素體晶粒（在高溫下）長(zhǎng)大，阻止碳化物（在高溫下）析出以進(jìn)一步提高強(qiáng)化效果?？刂栖堉坪涂刂评鋮s新工藝對(duì)軋機(jī)設(shè)備及計(jì)算機(jī)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(jī)具有較大的設(shè)備強(qiáng)度（允許較大軋制力）及電機(jī)功率，中厚板軋機(jī)采用控制軋制技術(shù)后單位輥身長(zhǎng)度的允許軋制力能力將需加大一倍以上，對(duì)于4300mm以上中厚板軋機(jī)提出了萬(wàn)噸（軋制力）能力的要求。

編輯推薦

《冷熱軋板帶軋機(jī)的模型與控制》是由冶金工業(yè)出版社出版的。

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