可减轻加热炉步进梁水印对成品厚度影响的轧制控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及厚板社机的厚度控制方法，更具体地说，涉及一种可减轻加热炉步进 梁水印对成品厚度影响的社制控制方法。
【背景技术】
[0002] 影响中厚板热社钢板厚度的因素有若干项，其中包括了来料板昆温度不均匀造成 的钢板厚度变化。造成来料板昆温度不均匀的原因之一是水印的影响。水印，又称为炉底 黑印或加热炉黑印，即钢板长度方向上的局部冷硬区，送是板昆在加热炉中与加热炉底部 巧起支撑物接触而产生的，严重时肉眼可见板昆该区域颜色较暗。板昆沿长度方向的温 度不均匀能造成钢板沿长度方向的厚度波动，具体可见《高精度板带材社制理论与实践》 (V.B.金兹伯格，冶金工业出版社，2002)的8. 3小节-热社带钢的厚度变化。水印的定义 见《热社生产自动化技术》（刘拼，冶金工业出版社，2006)的4. 4. 1. 2小节-水印温度。
[0003] 步进式连续加热炉是当前中厚板社机产线的主流加热炉配置，它的底部巧起支撑 物是安装在内部通水或蒸汽冷却的步进梁和固定梁上的垫块，虽比老式的推钢式连续加热 炉造成的水印程度轻面积小，但仍会在加热后的板昆上产生一定程度的水印，特别是在板 昆的在炉时间较短的情况下，水印较严重，对中厚板成品厚度精度的影响不可忽视。
[0004] 水印点及水印温差；板昆接触水冷梁的部位称为水印点，一般受热温度较非接触 部位低，和非接触部位的温度差称谓水印温差。由于梁中通水循环冷却，在冷却水梁的同时 也对梁上垫块实施了冷却，在垫块和板昆之间因温度传导的作用使接触点的温度低而产生 水印温差。水印温差因水梁的功能可分为步进梁水印温差和固定梁水印温差。步进梁巧起 板昆时的接触点称步进梁水印点；步进梁下降后，板昆放在固定梁上的接触点，称之为固定 梁水印点。本技术方案中，由于主要技术实施要点在中厚板可逆社机的控制系统中，所W不 区分步进梁水印和固定梁水印，统称水印点，而水印温差简称为水印。
[0005] 现有的减轻、消除水印带来的成品厚度波动的技术，主要集中在加热炉设 备的设计及步进梁动作控制技术方面。比如合理设计步进梁和固定梁垫块的形状 化R20030008119A)，研发制备采用新材料的垫块（JP62290821A)，完善步进梁运动的控制策 略（200720068986)等。加热炉方面的技术方案都体现了尽量降低水印产生的可能性及影 响程度。
[0006]另一方面，若在加热炉水印的产生不可避免的情况下，从社机厚度控制角度，女口 何降低水印对成品钢板厚度的影响，目前中厚板社机主要依靠厚度自动控制（Automatic GaugeControl,AGC)功能。AGC功能能够在一定程度上减轻各种因素对厚度波动的影响， 也包括水印的影响。中厚板社机的社制钢板长度比热连社机短得多，而且靠近社机的区域 水汽弥漫，振动严重，测量环境十分恶劣，所W通常不能采用热连社机的测厚仪反馈式自动 厚度控制方式和监控式厚度自动控制方式，通常采用社制力AGC控制模式，没有特定消除 水印厚度影响的针对性技术方案。
[0007] 与中厚板社机不同，热连社社机除了AGC功能有多种控制模式，而且还出现了 直接消除水印影响的几种技术方案：（1)在粗社机和精社机之间安装加热装置，对中间 昆水印点位置直接补热（JP62207510A) ;(2)在精社机架间安装加热装置，对带钢水印点 位置直接补热（JP6269835A、JP9271821A) ;(3)增加温度测量装置，进行厚度反馈控制 (JP61009917A)。W上几种技术方案，除常规的社制力AGC功能W外，都需要额外增加装置， 需要设备投资。
[0008] 下面具体叙述上述几种典型的减轻水印对成品厚度影响的技术方案的不足之处。
[0009] 现有加热炉方面的技术方案中，一旦中厚板产线已投入生产，设备设计的方案，除 非投资进行加热炉设备改造，否则几乎没有改进空间。加热炉步进梁动作策略的优化，主要 针对的是生产线异常停顿情况下的补救措施，而对于正常生产过程来说，步进梁动作必须 满足生产节奏的要求，申请号为200720077367. 9的中国专利的技术方案实质上是在平衡 固定梁和步进梁造成的水印，使步进梁垫块和固定梁垫块接触板昆的时间较均衡。但如果 板昆在炉时间较短，由于板昆加热过程本身是个缓慢变化过程，板昆温度均匀性较差，即使 步进梁垫块和固定梁垫块接触板昆的时间较均衡，但水印点由于与垫块接触，温度散失多， 升温尤其慢，水印点的温度根本还没加热到位，就已出炉了，所W在送种条件下，不论如何 调整步进梁动作，水印依然会很明显。
[0010] 在社机方面的技术方案中，热连社的直接消除水印影响的方案，是在热连社机组 中增加直接的水印点补温装置，需要设备投资，而且需要考虑设备空间布置限制，真正实施 的难度很大。
[0011] 中厚板社机通常采用社制力AGC(P-AGC)控制系统。社制力AGC系统具有应对阶 跃响应慢的固有缺陷，水印影响恰恰是一种较典型的阶跃干扰。
[0012] (关于水印点的影响，摘录自《热社生产自动化技术》4. 4. 1.2小节，刘拼，冶金工 业出版社，2006)
[0013]由于水印处温度变化率大，导致社制力、社机弹跳和社件厚度的变化都很"睹"。对 于送一类高幅值的快变扰动，采用反馈控制方式，厚差消除效果通常不理想，如可采用前馈 控制方式，也可明显改善水印抑制效果。
[0014]由于社制力AGC系统固有的反馈收敛较慢的特性，在应对变化"睹峭"的水印影响 时，就显得力不从必。送可W从改进AGC反馈响应性能着手或设计合理的前馈控制。本设计 方案就是提出了一种新的针对中厚板社机的基于在炉时间预测水印影响的前馈控制方法。
[0015] 而文献中已有的前馈方案都是为热连社机组设计的，比如；兼顾板形的硬度前馈 自动厚度控制在热连社上的应用（李伯群等，冶金自动化，2012年1月）。而且热连社机组 的前馈是从前机架，设法提取材料硬度、温度变化的信息，而不是本技术方案中的从水印产 生的源头--加热炉机组获取有效信息，给出合理的中厚板社机的前馈动作。
[0016]W下关于社制力AGC原理的描述，摘自《中国中厚板社制技术与装备》6. 4. 3节，王 国栋，冶金工业出版社，2009。
[0017] 社制力AutomaticGaugeControl,AGC是利用社机机架的弹跳方程直接计算得 到板厚的方法，它相当于将机架作为厚度计（gaugemeter),无滞后时间测得厚度，所W 又称它为厚度计法，其厚度控制系统被称为厚度计法厚度控制系统，简称为GM-AGC(gauge meter-automaticgaugecontrol)。由西姆斯最早提出的弹跳方程：
[001 引h=S0+P/Km(1)
[001引其中h;计算出的钢板厚度，S。；漉缝，P;实测社制力，Km;社机刚度系数。
[0020] 得到了厚度计法的控制模型公式：
[0021] AS=(P-Po)/Km似
[002引其中，AS是需要调整的漉缝变化量，P。是设定社制力。
[0023] 如图1所示，现有的带钢社制方法可W概括为W下5个步骤：
[0024] Sll ;钢板进钢之前的设定；
[0025]S12;计算下一道次的多点设定的设定特征点的设定社制力PO ;
[0026] S13 ;社制力AGC控制板块接收、保存设定社制力PO目柄;曲线；
[0027]S14;钢板进入社机开始社制；
[002引S15 ;社制力AGC控制模块接收实时测量社制力P，采用厚度计法，实时调整社机漉 缝。
[0029] 实践表明，当有阶跃扰动时，经过此控制系统多次调解之后，最后是可W收敛到厚 度偏差，但是送种社制力AGC其收敛的速度很慢，系统的动态响应不理想。
[0030] 现有的厚板社机通常采用社制力AGC (P-AGC)控制系统，社制力AGC系统具有应对 阶跃