一种消除双机架铝冷连轧机组负荷漂移的控制方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及冶金机械、自动化及冷连轧轧制技术，具体指一种消除双机架铝冷连 轧机组负荷漂移的控制方法。
【背景技术】：
[0002] 冷轧是变形铝合金带材生产的最后一道工序，也是影响铝合金带材产品性能、表 面质量、尺寸精度控制的关键工序，因此，冷轧工序的质量控制将直接影响产品的使用效 果。
[0003] 冷连轧过程是轧件在轧机中连续变形的过程，也是一个能量不断交换的过程。在 轧制过程中，乳件在轧制变形区内发生塑性变形热，同时轧件与轧辊之间由于相对滑动产 生摩擦热，这些热量一部分从轧制区传入轧辊，使轧辊温度升高，产生热膨胀现象。轧辊的 热行为按照特性可分为稳态热行为和动态热行为。稳态热行为指温度达到热交换平衡后的 轧辊热行为，表现为辊径相对不变。动态热行为指从一个热平衡状态向另外一个热平衡状 态转化的轧辊热行为，表现为辊径变化明显，如附图3所示。
[0004] 对于双机架铝冷连轧机组来讲，穿带过程会占用很长时间，即：上一道次轧制完成 之后，要进行下一道次轧制，需要等待较长的穿带时间，这样，从刚开始轧制到稳态轧制之 后，乳辊温度会产生明显变化，即每一道次轧制，乳辊都会出现动态热行为。在自动轧制模 式下，厚度控制和板形控制都是通过控制系统自动完成的，Sl机架出口一般都不配备测厚 仪，在Sl机架AGC油缸未动作（SI机架设定辊缝设定值不变）的情况下，乳辊的热膨胀导 致其实际辊径变大，Sl机架作用于铝带的实际辊缝变小，乳制压力变大，Sl机架出口带材 厚度变薄。但是，对于S2机架来说，其来料厚度变薄，在S2机架厚度控制的作用下，其辊缝 设定值会逐渐变大，乳制压力逐渐变小。这样，机组负荷随着轧制的进行就产生了负荷漂移 现象，即Sl机架负荷逐渐变大，S2机架负荷逐渐变小。对于厚规格带材轧制来讲，乳辊热膨 胀量远小于带材厚度，该情况下并不影响生产线的稳定运行，但是对于薄规格带材轧制来 讲，乳辊热膨胀带来的负荷漂移往往会导致断带事故，极大的影响了生产线的运行稳定性， 降低了产品成材率和质量，图2为双机架铝冷连轧机组的常规配置。
【发明内容】
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[0005] 为了解决上述问题，本发明目的是提供一种消除双机架铝冷连轧机组负荷漂移的 控制方法，通过在线计算Sl机架出口带材厚度差特征值，从而计算出Sl机架辊缝调整量补 偿到Sl机架辊缝，消除轧辊热膨胀导致的双机架铝冷连轧机组负荷漂移问题，控制策略框 图如图1所示。
[0006] 为实现上述发明采用如下技术方案：一种消除双机架铝冷连轧机组负荷漂移的控 制方法，具体步骤如下：
[0007] 步骤1 :计算双机架铝冷连轧机组S2机架达到某设定速度V2s (即锁定速度）之后 的3秒内Sl机架出口带材厚度平均值，作为初始时刻Sl机架出口带材厚度锁定值：
[0008]
【主权项】
1. 一种双机架铝冷连轧机组负荷分配平衡控制的方法，其特征在于：具体包括以下步 骤： 步骤1)锁定S2机架达到某设定速度（即锁定速度）V2s时的轧制参数：以S2机架达 到某设定速度V2s之后的3秒内传感器所检测的Sl机架入口带材线速度V ;、入口带材厚度 h;以及Sl机架轧辊线速度的平均值作为V、IV、V1'的锁定值； 步骤2)在线计算机架间厚度比值：以轧机计算机控制系统实时检测的Sl机架入口带 材线速度v〇、入口带材厚度Iv Sl机架乳棍线速度V1与三个锁定值V d'、IV、V1'计算机架 间厚度比值，通过公式（1)如下：
其中，式中v〇'为当S2机架达到锁定速度V2s后Sl机架入口带材线速度3秒内平均值， IV为当S2机架达到锁定速度V2s后Sl机架入口带材厚度3秒内平均值，V i'为当S2机架 达到锁定速度V2s后Sl机架轧辊线速度3秒内平均值，f /为当S2机架达到锁定速度V2s 后Sl机架前滑值3秒内平均值，Ii1'为当S2机架达到锁定速度V2s后Sl出口带材厚度锁定 值，v〇为当S2机架达到锁定速度V 2S并锁定Sl机架出口带材厚度h /之后任意时刻Sl机 架入口带材线速度，Iitl为当S2机架达到锁定速度V 2S并锁定Sl机架出口带材厚度h i'之后 任意时刻Sl机架入口测厚仪测量的带材厚度，V1为当S2机架达到锁定速度V 2S并锁定Sl 机架出口带材厚度h/之后任意时刻Sl机架轧辊线速度，为当S2机架达到锁定速度V 2S 并锁定SI机架出口带材厚度h/之后任意时刻SI机架前滑值，Ii1为当S2机架达到锁定速 度V2s并锁定Sl机架出口带材厚度h /之后任意时刻Sl机架出口带材厚度瞬时值。 步骤3)根据以下公式计算Sl机架出口带材厚度差特征值Ah，公式如下： Ah = I-W (2) 其中，h/为当S2机架达到锁定速度V2s后Sl出口带材厚度锁定值，h i为当S2机架达 到锁定速度V2s并锁定Sl机架出口带材厚度h /之后任意时刻Sl机架出口带材厚度瞬时 值； Sl机架出口带材厚度差特征值Λ h值的大小和方向则表明在机组稳定轧制之后Sl机 架出口带材厚度的变化大小和方向：Ah值大于0,表明Sl机架出口带材厚度变薄，Ah值 小于0,表明Sl机架出口带材厚度变厚，Ah值等于0,表明Sl机架出口带材厚度未发生变 化； 步骤4)将步骤3)得到的带材厚度差特征值Ah做滤波处理； 步骤5)将经过步骤4处理后的带材厚度差特征值Ah，根据以下条件进行判断； 当Λ h在-0. 03-0. 03之间时，Sl机架的辊缝设定值不做调整，返回步骤1，程序结束； 当Λ h〈-0. 03时，根据辊缝调节量△ S1 (k)减小Sl机架的辊缝设定值； 当0. 03〈 △ h时，根据辊缝调节量△ S1 (k)增大Sl机架的辊缝设定值； 步骤6)确定Sl机架的辊缝调节量AS1GO后，补偿到Sl辊缝原设定值上，即可消除 机组负荷漂移的问题并达到负荷自保持的目的。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，所述辊缝调节量Λ S i (k) 采用的控制算法通过以下公式求出：
其中，式中AS1GO为第k个计算周期SI辊缝的调节量；Ah(k)为第k个计算周期得 到的带材厚度差特征值，k为正整数；Ah (i)为第i个计算周期得到的带材厚度差特征值， i为正整数；Kp J1为闭环调节系数，0· 03彡Kp彡0· 12,15彡K1S 90。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，如果Ah的值不 在-0. 03-0. 03之间时，还包括如下步骤：计算此时刻的加速度Λ a，公式如下： Δ a = V2s (k) "V25(^1) (4) 其中，式中V2sk为第k个计算周期时S2机架的设定速度；V 为第k-1个计算周期 时S2机架的设定速度。 当Δ a = 0时，则根据棍缝调节量Δ S1 (k)增大或减小Sl机架的棍缝设定值。 当Aa辛0时，Sl机架的辊缝设定值不做调整，返回步骤1。
【专利摘要】本发明涉及一种双机架铝冷连轧机组负荷分配平衡控制的方法，具体指在不使用机架间测厚仪和测速仪的双机架铝冷连轧机组上，通过一种算法达到防止两个机架负荷漂移的目的。轧制过程中轧辊存在的热膨胀使双机架铝冷连轧机组轧制负荷产生漂移现象，本发明在秒流量相等的原理基础上进行了改进，能够在线计算出机架间带材厚度差特征值，然后对S1机架辊缝进行补偿，消除S1机架轧辊热膨胀对其出口带材厚度的影响，从而使系统具有消除轧制负荷漂移和轧制负荷自保持的能力。
【IPC分类】B21B37-00
【公开号】CN104646431
【申请号】CN201510097347
【发明人】孙文权, 任晓怀, 邵健, 何安瑞
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月5日