專利名稱：簿帶連鑄帶厚控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄帶連鑄工藝中的帶厚控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
薄帶連鑄主要形式之一是鋼水經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)晶輥，并在軋制力的作用下凝固成2-5mm鑄帶。目前薄帶連鑄生產(chǎn)的基本工藝過程是薄帶連鑄機(jī)(雙輥、單輥、輪帶式)—密閉室—活套—夾送輥—熱軋(單機(jī)架或兩機(jī)架或無)—控冷—卷取。鋼水從鋼包經(jīng)過長(zhǎng)水口、中間包和浸入式水口進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的水冷結(jié)晶輥與側(cè)封板形成的熔池內(nèi)，經(jīng)過水冷結(jié)晶輥的冷卻形成鑄帶，通過擺動(dòng)導(dǎo)板、夾送輥將鑄帶送至鑄帶輸送輥道，經(jīng)過熱軋機(jī)，噴淋冷卻，飛剪直至卷取機(jī)。該工藝生產(chǎn)的鑄帶直接冷軋或經(jīng)過熱軋后冷軋成產(chǎn)品，這要求鑄帶厚度公差小，要滿足冷軋要求。因此鑄帶的厚度是板帶鋼最主要的尺寸質(zhì)量指標(biāo)之一。
傳統(tǒng)的軋鋼原理中，帶鋼的厚度h與預(yù)調(diào)輥縫值S0和軋機(jī)彈跳值ΔS之間的關(guān)系可用彈跳方程描述。
h＝S0+ΔS＝S0+P/Km斜率Km稱為軋機(jī)剛度，表征軋機(jī)產(chǎn)生單位彈跳量所需的軋制壓力。根據(jù)彈跳方程，鋼實(shí)際軋出厚度主要取決于S0、Km和P這三個(gè)因素。凡是影響軋制壓力、原始輥縫、油膜厚度等的因素都將影響實(shí)際鑄帶的厚度。
薄帶連鑄的工藝過程與軋鋼工藝有很大的區(qū)別，這主要體現(xiàn)在(1)薄帶連鑄是以凝固為主，軋制力很小，只有幾噸。而軋機(jī)的軋制力是幾百噸，上千噸。
(2)結(jié)晶輥是水冷空心輥，系統(tǒng)控制中預(yù)壓靠力小，最大幾十噸，預(yù)緊力無法完全消除機(jī)械間隙，是非彈性變化。
(3)生產(chǎn)過程軋制力是反饋信號(hào)，而不是給定信號(hào)量。即通過控制凝固過程的Kiss點(diǎn)的位置來控制軋制力。
由于結(jié)晶輥是鑄機(jī)不是軋機(jī)，系統(tǒng)的壓靠力小，機(jī)械間隙不能消除，因此，軋制力增加和減小時(shí)，曲線不重合，即不是彈性變形。因此上述的彈跳方程不能直接應(yīng)用，必須建立薄帶連鑄工藝小軋制力情況下的帶厚控制模型和控制方法。
另外，在澆注過程中，一方面，工藝參數(shù)如澆鑄溫度、液位、速度等也不穩(wěn)定，這些工藝的變化都會(huì)導(dǎo)致澆注過程中軋制力發(fā)生變化時(shí)，軋制力變化會(huì)導(dǎo)致輥縫變化，從而帶厚也會(huì)波動(dòng)；另一方面，在澆注過程中機(jī)架、結(jié)晶輥、軸承、軸承座、壓頭等變形、以及結(jié)晶輥熱膨脹、磨損和安裝過程中心線偏差等因素都會(huì)影響鑄帶的實(shí)際厚度。
目前在軋機(jī)上普遍使用的帶厚控制方法主要有反饋式、厚度計(jì)式、前饋式、張力式、液壓式等厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)。這些控制方法都是基于軋機(jī)彈性變形的彈跳方程的基礎(chǔ)上建立的控制模型。CN1248190A和US6408222B1是一種雙輥薄帶連鑄控制帶材厚度的和裝置，其主要解決的是由于固定輥和移動(dòng)輥偏心引起的誤差消除方法，其主要的裝置是在輥徑上安裝位移傳感器，控制偏心引起的輥縫偏差。US6,536,506B2是一種薄帶連鑄帶厚控制方法，該方法主要是使鑄帶的凝固末端低于兩輥?zhàn)罱c(diǎn)，使軋制力降低，通過調(diào)節(jié)速度的變化，控制軋制力，從而生產(chǎn)穩(wěn)定的鑄帶。該方法主要的問題是鑄帶凝固末端低于兩輥?zhàn)罱c(diǎn)容易發(fā)生漏鋼，而且生產(chǎn)中速度太快，100m/min，系統(tǒng)響應(yīng)必須快，控制滯后且精度低。CN1265345A是一種解決結(jié)晶輥?zhàn)冃?如橢圓)引起的厚度波動(dòng)。由于結(jié)晶輥?zhàn)冃我鸬闹芷谛缘妮伩p變化，會(huì)形成周期性的帶厚波動(dòng)，因此采用X射線掃描儀檢測(cè)的厚度周期性的變化，通過周期性的改變施加速度變化曲線解決輥縫變化。發(fā)表在6th IEEE Industril sysposium on Industrial Electronics的文獻(xiàn)“Control Problem and solution in the steady state in the strip castingprocess”提出了一種薄帶連鑄帶厚的控制方法，該方法主要用于穩(wěn)定階段，是理想狀態(tài)而且是通過軋制力—速度控制模型進(jìn)行控制。上述專利的實(shí)質(zhì)是通過改變速度，解決周期性的、有規(guī)律的輥縫變化，從而解決帶厚的均勻性問題。但在生產(chǎn)實(shí)際中，開澆階段，澆注階段，溫度、液面等等工藝和設(shè)備都會(huì)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致帶厚不均勻。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種薄帶連鑄帶厚控制方法和裝置，它采用前后反饋相結(jié)合的控制方法，考慮工藝參數(shù)的變化和機(jī)械變形對(duì)帶厚的影響，在生產(chǎn)中動(dòng)態(tài)地控制輥縫，以保證生產(chǎn)厚度均勻的鑄帶。該方法響應(yīng)速度快，易于實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種薄帶連鑄帶厚控制方法，是對(duì)水平平行，且旋轉(zhuǎn)方向相反的一個(gè)固定輥、一個(gè)移動(dòng)輥的水冷結(jié)晶輥之間形成的縫隙進(jìn)行控制，鋼水從縫隙中經(jīng)過水冷結(jié)晶輥凝固成一定厚度的鑄帶，其特征是所述薄帶連鑄帶厚控制方法是對(duì)軋制力、輥縫的前饋控制和帶厚的后饋控制來實(shí)現(xiàn)的，裝在固定輥側(cè)的壓力傳感器將檢測(cè)到的軋制力信號(hào)送至軋制力寄存器，在鑄帶輸出端裝有帶厚測(cè)厚儀，當(dāng)軋制力波動(dòng)時(shí)，經(jīng)軋制力比較器比較，若|Pi-Pi-1|≥P0式中Pi-當(dāng)前時(shí)刻實(shí)測(cè)的軋制力，Pi-1-前一時(shí)刻實(shí)測(cè)的軋制力，P0-預(yù)軋制力，通過軋制力-速度控制器計(jì)算出速度量以調(diào)節(jié)下一時(shí)刻結(jié)晶輥的速度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；若|Pi-Pi-1|＜P0通過輥縫計(jì)算模塊按式(1)計(jì)算出輥縫的變化ΔSP=ΔPiKmj=Pi-Pi-1Kmj---(1)]]>式中Kmj-剛度系數(shù)，j＝1，2，當(dāng)Pi-Pi-1＞0，Kmj中j取1，即Km1為軋制力增加時(shí)剛度系數(shù)，當(dāng)Pi-Pi-1＜0，Kmj中j取2，即Km2為軋制力減少時(shí)剛度系數(shù)，裝在鑄帶輸出端的帶厚測(cè)厚儀檢測(cè)的數(shù)據(jù)輸入帶厚寄存器，當(dāng)帶厚波動(dòng)時(shí)，經(jīng)帶厚-輥縫計(jì)算模塊按式(2)計(jì)算出總的輥縫變化ΔS=Δh-2(Pa-P0)Km1+Km2+Km2-Km12Km1·Km2Pa+(B2Km2-A2Km1)---(2)]]>式中ΔS-總的輥縫變化量，Δh-實(shí)測(cè)帶厚變化量，A、B-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，Pa-目標(biāo)軋制力，由設(shè)備等原因引起的輥縫變化量的計(jì)算可由式(3)得到，ΔSm＝ΔS-ΔSp(3)通過將總的輥縫波動(dòng)與軋制力波動(dòng)引起的輥縫差ΔSm作為輸入信號(hào)，通過液壓伺服機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)輥縫的閉環(huán)控制。
上述的薄帶連鑄帶厚控制方法，所述軋制力-速度控制器由式(4)計(jì)算出下一時(shí)刻的速度量，Vi+1＝C(Pi-Pi-1)+Vi+D (4)式中Vi+1-下一時(shí)刻結(jié)晶輥的轉(zhuǎn)速，Vi-當(dāng)前時(shí)刻結(jié)晶輥的轉(zhuǎn)速，C、D-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)不同的鋼種的生產(chǎn)工藝確定，該速度量作為輸入量給結(jié)晶輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)節(jié)下一時(shí)刻結(jié)晶輥的速度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
實(shí)現(xiàn)上述的薄帶連鑄帶厚控制方法的裝置，包括一對(duì)水平平行，且旋轉(zhuǎn)方向相反的一個(gè)固定輥、一個(gè)移動(dòng)輥的水冷結(jié)晶輥，固定輥和移動(dòng)輥?zhàn)谳S承座上，分別經(jīng)聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，鋼水從固定輥和移動(dòng)輥之間的縫隙中經(jīng)過水冷結(jié)晶輥凝固成一定厚度的鑄帶，其特征是移動(dòng)輥軸承座連接液壓伺服機(jī)構(gòu)，位移傳感器連接在軸承座上檢測(cè)輥縫變化，固定輥軸承座連接壓力傳感器，在鑄帶出口處設(shè)置有帶厚測(cè)厚儀，電氣控制裝置包括軋制力寄存器、軋制力比較器、輥縫計(jì)算模塊、軋制力-速度控制器、帶厚寄存器、帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊、帶厚-輥縫計(jì)算模塊、輥縫變化量計(jì)算器，壓力傳感器接軋制力寄存器，寄存器輸出接軋制力比較器，軋制力比較器從寄存器單元中讀取當(dāng)前軋制力和前一時(shí)刻的軋制力后經(jīng)比較，輸出分別接軋制力-速度控制器和軋制力引起的輥縫計(jì)算模塊，軋制力-速度控制器輸出接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，輥縫計(jì)算模塊輸出接輥縫變化量計(jì)算器，帶厚測(cè)厚儀輸出接帶厚寄存器，帶厚寄存器接帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊，帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊從寄存器單元中讀取當(dāng)前帶厚和前一時(shí)刻的帶厚后經(jīng)比較，輸出接帶厚-輥縫計(jì)算模塊，帶厚-輥縫計(jì)算模塊輸出接輥縫變化量計(jì)算器，輥縫變化量計(jì)算器通過對(duì)實(shí)際的輥縫波動(dòng)與軋制力波動(dòng)引起輥縫差的計(jì)算，輸出接液壓伺服機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)輥縫的調(diào)節(jié)控制。
本發(fā)明采用前饋和反饋相結(jié)合的方法，通過建立適合薄帶連鑄小軋制力帶厚控制模型，當(dāng)軋制力波動(dòng)較大時(shí)，通過軋制力—速度(P/V)控制器計(jì)算出下一時(shí)刻的速度量，作為輸入量給結(jié)晶輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)節(jié)下一時(shí)刻結(jié)晶輥的速度來調(diào)節(jié)軋制力，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；利用鑄帶出口處的測(cè)厚儀實(shí)測(cè)的帶厚波動(dòng)，并在帶厚/輥縫計(jì)算模塊中計(jì)算出實(shí)際的輥縫波動(dòng)，該波動(dòng)與軋制力波動(dòng)引起輥縫差作為輸入信號(hào)，通過液壓伺服機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輥縫的變化，完成帶厚的閉環(huán)控制。本發(fā)明考慮了工藝變化和其它設(shè)備變形等對(duì)帶厚的影響，利用比例積分微分控制器對(duì)帶厚進(jìn)行在線控制；通過輥縫的變化，而不是速度的變化，實(shí)現(xiàn)帶厚的控制，該方法響應(yīng)速度快，易于實(shí)現(xiàn)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明薄帶連鑄帶厚控制方法的示意圖；圖2為薄帶連鑄帶厚控制裝置示意圖。
圖中1固定輥，2移動(dòng)輥，3軸承座，4液壓伺服機(jī)構(gòu)，5聯(lián)軸器，6電機(jī)，7壓力傳感器，8位移傳感器，9熔池，10鑄帶，11帶厚測(cè)厚儀，12軋制力控制器，13帶厚控制器，14輥縫控制器。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2，薄帶連鑄帶厚控制方法，是對(duì)一對(duì)水平平行，且旋轉(zhuǎn)方向相反的一個(gè)固定輥1、一個(gè)移動(dòng)輥2的水冷結(jié)晶輥輥?zhàn)又g形成的縫隙進(jìn)行控制，鋼水從縫隙中經(jīng)過水冷結(jié)晶輥凝固成一定厚度的鑄帶10，所述薄帶連鑄帶厚控制方法是對(duì)固定輥2的軋制力控制、對(duì)帶厚和輥縫的控制。
本發(fā)明是通過如下步驟來實(shí)現(xiàn)的在生產(chǎn)澆鑄前，必須對(duì)結(jié)晶輥的剛度進(jìn)行測(cè)試。由于液壓缸4與軸承座3之間是機(jī)械連接，存在機(jī)械間隙，而且軸承座3油膜、壓力傳感器7與固定輥1的連接以及機(jī)架的變形等使得整個(gè)系統(tǒng)都存在不可避免的機(jī)械間隙。對(duì)于薄帶連鑄工藝，由于結(jié)晶輥是水平放置，軋制力也是水平方向，而且由于結(jié)晶輥是中空水冷，壓靠時(shí)的壓下力只有幾十噸，無法消除機(jī)械間隙。本發(fā)明采用增、減軋制力壓靠法來確定。在冷態(tài)時(shí)空載條件下，通過液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)4移動(dòng)移動(dòng)輥2向固定輥1壓靠，并通過壓力傳感器7記錄壓力值，壓靠力從小逐漸增加，通過壓力傳感器7和位移傳感器8上分別記錄壓力值和位移值。將測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行線性回歸處理，得到曲線1方程P＝Km1h+A通過液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)逐漸減小壓靠力，使壓靠力從大到小逐漸減少到0噸，記錄壓力傳感器7和位移傳感器8上的值，將測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行線性回歸處理，得到曲線2方程P＝Km2h+B通過這樣的方法，確定Km1、Km2、A、B系數(shù)，并將結(jié)果存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)。
澆注開始時(shí)，鋼水注入到結(jié)晶輥熔池9中，在結(jié)晶輥1、2的冷卻作用下，鋼水凝固成坯殼，從結(jié)晶輥1、2中拉出鑄帶10。當(dāng)澆鑄溫度、速度等工藝參數(shù)發(fā)生變化后，必然會(huì)使鑄帶10的凝固過程發(fā)生變化，體現(xiàn)在軋制力的變化上。此時(shí)壓力傳感器7檢測(cè)到的壓力信號(hào)會(huì)發(fā)生變化。將壓力傳感器7檢測(cè)到的壓力信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)杰堉屏拇嫫?21中，從寄存器121中讀取當(dāng)前時(shí)刻和前一時(shí)刻的壓力傳感器7實(shí)測(cè)到的軋制力在軋制力比較器122進(jìn)行比較，若軋制力的波動(dòng)在某一范圍內(nèi)，即
|Pi-Pi-1|＜P0則，在工藝變化引起的輥縫變化的控制器12中根據(jù)如下模型計(jì)算ΔSp=ΔPiKmj=Pi-Pi-1Kmj---(1)]]>Pi-任一時(shí)刻實(shí)測(cè)的軋制力；Pi-1-前一時(shí)刻實(shí)測(cè)的軋制力；Kmj-剛度系數(shù)；j＝1，2；Km1和Km2分別為軋制力增加和軋制力減少時(shí)的剛度系數(shù)，由線性回歸確定。
當(dāng)Pi-Pi-1＞0；Kmj中j取1，即Km1為軋制力增加時(shí)剛度系數(shù)；當(dāng)Pi-Pi-1＜0；Kmj中j取2，即Km2為軋制力減少時(shí)剛度系數(shù)；當(dāng)前時(shí)刻軋制力Pi與前一時(shí)刻實(shí)測(cè)的軋制力Pi-1進(jìn)行比較，如果軋制力增加，則取軋制力增加時(shí)的剛度系數(shù)Km1，并將該系數(shù)代入公式(1)中，計(jì)算輥縫的變化值；若任一時(shí)刻壓力傳感器7實(shí)測(cè)到的軋制力Pi+1與上一時(shí)刻實(shí)測(cè)的軋制力Pi進(jìn)行比較，軋制力減小，則取軋制力減小時(shí)的剛度系數(shù)Km2代入公式(1)中計(jì)算輥縫的變化量。Kmj根據(jù)線性回歸方法確定。當(dāng)軋制力的波動(dòng)超過一定的范圍，即|Pi-Pi-1|≥P0則由軋制力-速度控制器124，根據(jù)公式(4)計(jì)算出速度量，作為輸入量給結(jié)晶輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)6，調(diào)節(jié)下一時(shí)刻結(jié)晶輥1、2的速度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
Vi+1＝C(Pi-Pi-1)+Vi+D (4)C、D-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)不同的鋼種的生產(chǎn)工藝確定。
由設(shè)備熱變形以及其它原因的引起的帶厚波動(dòng)的控制由帶厚寄存器131、帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊132、帶厚/輥縫計(jì)算模塊133、由設(shè)備等原因引起的輥縫變化量計(jì)算器14等單元完成。其主要的原理是后反饋的原理，即利用測(cè)厚儀11實(shí)測(cè)的帶厚波動(dòng)，并在帶厚-輥縫計(jì)算模塊133中根據(jù)公式(2)計(jì)算出實(shí)際的輥縫波動(dòng)，ΔS=Δh-2(Pa-P0)Km1+Km2+Km2-Km12Km1·Km2Pa+(B2Km2-A2Km1)---(2)]]>
該波動(dòng)是總的輥縫波動(dòng)，將其與軋制力波動(dòng)引起輥縫差，由公式(3)得到，ΔSm＝ΔS-ΔSp(3)通過將總的輥縫波動(dòng)與軋制力波動(dòng)引起的輥縫差ΔSm作為輸入信號(hào)，由液壓伺服機(jī)構(gòu)4實(shí)現(xiàn)輥縫的變化，完成帶厚的在線動(dòng)態(tài)控制。
薄帶連鑄帶厚控制裝置，包括一對(duì)水平平行，且旋轉(zhuǎn)方向相反的一個(gè)固定輥1、一個(gè)移動(dòng)輥2的水冷結(jié)晶輥，固定輥1和移動(dòng)輥2座在軸承座3上，分別經(jīng)聯(lián)軸器5與驅(qū)動(dòng)電機(jī)6相連接。鋼水從固定輥1和移動(dòng)輥2之間的縫隙中經(jīng)過水冷結(jié)晶輥凝固成一定厚度的鑄帶10，移動(dòng)輥軸承座3連接液壓伺服機(jī)構(gòu)4，位移傳感器8連接在軸承座3上檢測(cè)輥縫變化。固定輥軸承座3連接壓力傳感器7，在鑄帶10出口處設(shè)置有帶厚測(cè)厚儀11。薄帶連鑄帶厚的電氣控制裝置包括軋制力寄存器121、軋制力比較器122、輥縫計(jì)算模塊123、軋制力-速度控制器124、帶厚寄存器131、帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊132、帶厚-輥縫計(jì)算模塊133、輥縫變化量計(jì)算器14。軋制力控制器12包括軋制力寄存器121、軋制力比較器122、輥縫計(jì)算模塊123、軋制力-速度控制器123；帶厚控制器13包括帶厚寄存器131、帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊132、帶厚-輥縫計(jì)算模塊133；輥縫控制器14為輥縫變化量計(jì)算器。壓力傳感器7接軋制力寄存器121，軋制力寄存器121輸出接軋制力比較器122，軋制力比較器122從寄存器121單元中讀取當(dāng)前軋制力和前一時(shí)刻的軋制力后經(jīng)比較，輸出分別接軋制力-速度控制器124和軋制力引起的輥縫計(jì)算模塊123，軋制力-速度控制器124輸出接驅(qū)動(dòng)電機(jī)6，輥縫計(jì)算模塊123輸出接輥縫變化量計(jì)算器14。帶厚測(cè)厚儀11輸出接帶厚寄存器131，帶厚寄存器131接帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊132，帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊132從寄存器131單元中讀取當(dāng)前帶厚和前一時(shí)刻的帶厚后經(jīng)比較，輸出接帶厚-輥縫計(jì)算模塊133。帶厚-輥縫計(jì)算模塊133輸出接輥縫變化量計(jì)算器14，輥縫變化量計(jì)算器14通過對(duì)實(shí)際的輥縫波動(dòng)與軋制力波動(dòng)引起輥縫差ΔSm的計(jì)算，輸出接液壓伺服機(jī)構(gòu)4，實(shí)現(xiàn)輥縫的調(diào)節(jié)控制。
權(quán)利要求
1.一種薄帶連鑄帶厚控制方法，是對(duì)水平平行，且旋轉(zhuǎn)方向相反的一個(gè)固定輥、一個(gè)移動(dòng)輥的水冷結(jié)晶輥之間形成的縫隙進(jìn)行控制，鋼水從縫隙中經(jīng)過水冷結(jié)晶輥凝固成一定厚度的鑄帶，其特征是所述薄帶連鑄帶厚控制方法是對(duì)軋制力、輥縫的前饋控制和帶厚的后饋控制來實(shí)現(xiàn)的，裝在固定輥側(cè)的壓力傳感器將檢測(cè)到的軋制力信號(hào)送至軋制力寄存器，在鑄帶輸出端裝有帶厚測(cè)厚儀，當(dāng)軋制力波動(dòng)時(shí)，經(jīng)軋制力比較器比較，若|Pi-Pi-1|≥P0式中Pi-當(dāng)前時(shí)刻實(shí)測(cè)的軋制力，Pi-1-前一時(shí)刻實(shí)測(cè)的軋制力，P0-預(yù)軋制力，通過軋制力-速度控制器計(jì)算出速度量以調(diào)節(jié)下一時(shí)刻結(jié)晶輥的速度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；若|Pi-Pi-1|＜P0通過輥縫計(jì)算模塊按式(1)計(jì)算出輥縫的變化ΔSp=ΔPiKmj=Pi-Pi-1Kmj---(1)]]>式中Kmj-剛度系數(shù)，j＝1，2，當(dāng)Pi-Pi-1＞0，Kmj中j取1，即Km1為軋制力增加時(shí)剛度系數(shù)，當(dāng)Pi-Pi-1＜0，Kmj中j取2，即Km2為軋制力減少時(shí)剛度系數(shù)，裝在鑄帶輸出端的帶厚測(cè)厚儀檢測(cè)的數(shù)據(jù)輸入帶厚寄存器，當(dāng)帶厚波動(dòng)時(shí)，經(jīng)帶厚-輥縫計(jì)算模塊按式(2)計(jì)算出總的輥縫變化ΔS=Δh-2(Pa-P0)Km1+Km2+Km2-Km12Km1·Km2Pa+(B2Km2-A2Km1)---(2)]]>式中ΔS-總的輥縫變化量，Δh-實(shí)測(cè)帶厚變化量，A、B-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，Pa-目標(biāo)軋制力，由設(shè)備等原因引起的輥縫變化量的計(jì)算可由式(3)得到，ΔSm＝ΔS-ΔSp(3)通過將總的輥縫波動(dòng)與軋制力波動(dòng)引起的輥縫差ΔSm作為輸入信號(hào)，通過液壓伺服機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)輥縫的閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄帶連鑄帶厚控制方法，其特征是軋制力-速度控制器由式(4)計(jì)算出下一時(shí)刻的速度量，Vi+1＝C(Pi-Pi-1)+Vi+D (4)式中Vi+1-下一時(shí)刻結(jié)晶輥的轉(zhuǎn)速，Vi-當(dāng)前時(shí)刻結(jié)晶輥的轉(zhuǎn)速，C、D-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)不同的鋼種的生產(chǎn)工藝確定，該速度量作為輸入量給結(jié)晶輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)節(jié)下一時(shí)刻結(jié)晶輥的速度，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1或2所述的薄帶連鑄帶厚控制方法的裝置，包括一對(duì)水平平行，且旋轉(zhuǎn)方向相反的一個(gè)固定輥、一個(gè)移動(dòng)輥的水冷結(jié)晶輥，固定輥和移動(dòng)輥?zhàn)谳S承座上，分別經(jīng)聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，鋼水從固定輥和移動(dòng)輥之間的縫隙中經(jīng)過水冷結(jié)晶輥凝固成一定厚度的鑄帶，其特征是移動(dòng)輥軸承座連接液壓伺服機(jī)構(gòu)，位移傳感器連接在軸承座上檢測(cè)輥縫變化，固定輥軸承座連接壓力傳感器，在鑄帶出口處設(shè)置有帶厚測(cè)厚儀，電氣控制裝置包括軋制力寄存器、軋制力比較器、輥縫計(jì)算模塊、軋制力-速度控制器、帶厚寄存器、帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊、帶厚-輥縫計(jì)算模塊、輥縫變化量計(jì)算器，壓力傳感器接軋制力寄存器，寄存器輸出接軋制力比較器，軋制力比較器從寄存器單元中讀取當(dāng)前軋制力和前一時(shí)刻的軋制力后經(jīng)比較，輸出分別接軋制力-速度控制器和軋制力引起的輥縫計(jì)算模塊，軋制力-速度控制器輸出接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，輥縫計(jì)算模塊輸出接輥縫變化量計(jì)算器，帶厚測(cè)厚儀輸出接帶厚寄存器，帶厚寄存器接帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊，帶厚波動(dòng)計(jì)算模塊從寄存器單元中讀取當(dāng)前帶厚和前一時(shí)刻的帶厚后經(jīng)比較，輸出接帶厚-輥縫計(jì)算模塊，帶厚-輥縫計(jì)算模塊輸出接輥縫變化量計(jì)算器，輥縫變化量計(jì)算器通過對(duì)實(shí)際的輥縫波動(dòng)與軋制力波動(dòng)引起輥縫差的計(jì)算，輸出接液壓伺服機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)輥縫的調(diào)節(jié)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及薄帶連鑄工藝中的帶厚控制方法和裝置。本發(fā)明采用前饋和反饋相結(jié)合的方法，通過建立適合薄帶連鑄小軋制力帶厚控制模型，當(dāng)軋制力波動(dòng)較大時(shí)，通過軋制力一速度控制器計(jì)算出下一時(shí)刻的速度量，作為輸入量給結(jié)晶輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)節(jié)下一時(shí)刻結(jié)晶輥的速度來調(diào)節(jié)軋制力，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制；利用鑄帶出口處的測(cè)厚儀實(shí)測(cè)的帶厚波動(dòng)，并在帶厚/輥縫計(jì)算模塊中計(jì)算出實(shí)際的輥縫波動(dòng)，該波動(dòng)與軋制力波動(dòng)引起輥縫差作為輸入信號(hào)，通過液壓伺服機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輥縫的變化，完成帶厚的閉環(huán)控制。本發(fā)明通過對(duì)軋制力、輥縫變化的控制，實(shí)現(xiàn)帶厚的控制，響應(yīng)速度快，易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B22D11/16GK1857829SQ200510025640
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者于艷, 方園, 葉長(zhǎng)宏, 崔健 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司