[00368931]冷带轧机高精度液压厚度自动控制(液压AGC)系统关键技术及应用

钢铁是最重要的工业材料，以2007年为例，中国钢产量4.89亿吨，占全球产量的36.4%，其中板带材占钢产最的49%(美、日两国这一比例在70%以上，它是衡量发展水平的重要标志)，进口钢材1687万吨(其中板带材占80%以上)。板厚精度是最重要的质最指标之一，对后续产品质量和模具消耗影响很大，高精度板厚控制是迈向钢铁强国必须突破的关键技术。高精度冷轧液压厚度自动控制系统(液压AGC)是该领域技术的制高点。1．关键技术：高精度液压AGC是长期依赖进口的轧机核心控制技术，包括单机架冷轧机、冷连轧机的液压AGC和花钱买不来的高精度虚拟连轧系统。(1)采用位置环、压力环、厚度环、张力环多环协调控制和预控、加减速等五种扰动补偿，控制手段完备。(2)丰富、精准的数学模型、最优轧制规程计算、高速穿带/甩尾规程、模型自适应/自学习、全状态监测、数据库管理。(3)虚拟轧制系统包括轧制设备级、过程控制级、过程优化级、虚拟轧件和可视化环境五个子系统。2．创新点：(1)首次集成采用分级协调、柔性切换、变增益死区控制，和精准的预控、油膜厚度、加减速、轧辊偏心补偿及发明的轧辊热膨胀动态补偿等前沿技术保证了厚控的高精度和高速度。(2)在连轧液压AGC系统中，开发了高效穿带规程，实现了快速穿带(1分钟左右)和准确的甩尾控制技术，缩短了头尾超差段长度和轧制周期。(3)综合利用数据挖掘、信息融合技术，实现了对液压AGC新颖软故障的有效诊断。(4)基于三自由度轧机负载精确模型的虚拟连轧系统，和实测值对比，设备级精度达85%。(5)针对冷、热辊系在冷轧中可造成辊缝变化达数百微米而发明“可进行轧辊热膨胀动态补偿的冷轧带钢厚度控制方法”(发明专利：ZL2006101021710)，以消除其对板厚的影响。3．技术指标：(1)冷连轧：成品厚度＜0.3mm，绝对误差±0.003mm；成品厚度≥0.3mm，相对厚差＜1%(鉴定：国际先进)；轧制速度1260m/min。(2)单机架：成品厚度＜0.3mm，绝对误差±0.002mm；成品厚度≥0.3mm，相对误差＜0.7%(鉴定：国际领先)；最小轧制带钢厚度0.05mm。(3)虚拟连轧系统设备级模型精度：85%。(已知国内外最高80%)4．应用及效益：冷连轧液压AGC在万达公司2006年1月投产。单机架液压AGC在鸽瑞公司2004年1月至2006年2月先后投产4台；在卓立公司2008年3月投产1台；在万达公司2008年10月、12月投产2台。2006-2008年产钢147.11万吨，利税6.119亿元。以上项目生产运行稳定，在抗金融风暴中体现了技术优势，鸽瑞公司4台轧机一直保持满负荷生产。5．对科技进步的作用：突破了困惑中国数十年的高速、高精度板厚控制的技术难题，打破了冷连轧厚控核心技术一直被国外高价垄断的局面，有效推进高精度液压AGC国产化进程，为促进中国向钢铁强国转变提供有力的技术支撑。