热轧关键控制技术.ppt

1、2020年7月8日,热轧关键控制技术,2,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,对板带的质量要求越来越高。主要表现在对材料的性能，表面质量和钢材的尺寸精度上； 在制造工艺上要求生产高强度，多品种，多规格，直接轧制，混合轧制和自由轧制； 在轧钢设备上大型化，高速化，连续化和自动化； 减低生产成本，实施节能降耗和环境保护； 为了提高轧制精度采用了大量的数学模型，以实现产品的质量，性能的提高和能源的降低。,热轧工艺、设备、生产趋势,3,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,热轧生产具有连续、高温、高速、多品种、多规格的特点，高精度热

2、轧过程控制技术是冶金行业中难度最高的核心技术之一； 我国二十多条大型、高精度热轧生产线很多都是引进。更重要的是严重制约了汽车板、管线钢、高强度钢、硅钢等国家战略产品的研发； 根据我国钢铁生产的发展趋势，结合宝钢在该领域的技术积累，开展了热轧质量控制、复杂系统集成、大生产实现以及工艺控制等技术的研究和实践。,4,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,完整的功能,5,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,制造执行系统（L3）,过程控制系统（L2）,基础自动化（L1）,实时过程数据,跟踪钢卷信息,钢卷顺序和属性数据,控制参数例如张力

3、，速度和轧制力等,实时数据例如张力，速度，轧制力等,出口长度，重量厚度等,钢卷属性数据以及相关统计信息,和现场钢卷实物同步的映像信息,完整的信息控制和信息管理,6,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,热轧模型构成,7,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,板坯温度计算模型,对加热板坯采用有限差分的方法，利用近似解析递推模型精确计算板坯温度 ，结合专家规则，作为边界条件，实现对板坯均热度、头尾温差控制的需要；,8,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,泰勒级数展开,板坯温度计算模型,9,Sha

4、nghai Baosight Software Co.,Ltd.,离线仿真技术，计算板坯最优升温曲线，在满足板坯目标温度、均热度与升温速率的前提下，节约加热炉对能源的消耗；,板坯最优升温曲线计算,10,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,10,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,设计目标： 1）提高宽度头尾计算精度，减少头尾宽度封锁； 2）降低中部宽度余量的目的。 计算方法： 根据精轧出侧实测的全长宽度根据分段的长度计算头中尾宽度，考虑到头部拉窄和尾部超宽等因素，在线学习头中尾的宽度余量。,L2设定头部短行程,宽度控制头部

5、段,宽度控制中部段,宽度控制尾部段,中部AWC锁定,L2设定中部段辊缝、轧制力、AWC系数,L2设定尾部 短行程,头部 短行程,尾部 短行程,宽度控制头部段,宽度控制 尾部段,粗轧头中尾余量宽度控制,11,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,头尾宽度短行程的设定计算采用多点拟合，细分计算各点设定，结合实测头尾宽度，对短行程模型进行自适应修正，实现精细化的头尾控制。,宽度头尾精细化短行程,12,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,上表头中尾温度平均值 下表头中尾温度平均值 下表水印点温度均值 下表非水印点温度均值,头中尾温度

6、平均值 全长温度实绩值,（1）基于粗轧SP温度检测和翘叩头实绩，预测热损耗和实际热损耗的区别，反推合理的板坯抽出上下表温度。在此基础上，优化修正原板坯分层温度计算模型。根据上下配分的偏差量，通过平滑处理应用到实际的自动炉温设定。 （2）基于RDT 温度的自适应学习，通过粗轧将RDT 温度的实测值和温降值传送到加热炉，参与出炉温度反馈修正计算。,粗轧中间坯温度检测及处理,13,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,头部温度预测精轧预设定 带钢全长终轧温度控制,带钢FET温度预测（TBT）,14,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd

7、.,精轧轧制力负荷分配,压下分配方式：压下率分配 轧制力分配,15,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,设计目的： 常规的带钢预计算只针对带钢头部进行。实际带钢在精轧轧制过程中的温度变化，带钢全长与头部的轧制参数会有很大的差异。 控制方法： 根据策略给定的最大速度，第一加速度和第二加速度以及带钢的长度，穿带速度表格值，确定为了确保终轧目标温度的修正穿带速度。，根据轧线布置以及各个速度制度参数的作用点以及带钢长度，可以准确计算各个速度制度的拐点(特征点)在带钢长度方向上的位置、对应的速度，以此可以计算各个特征点的轧制力力能参数。,精轧特征点计算,16,Shan

8、ghai Baosight Software Co.,Ltd.,设计目的： 保证精轧控制过程的稳定性，实现活套角度和张力的精细化控制 控制方法： （1）建立以张力、角速度、角度为状态变量的活套系统简化状态方程 （2）根据ILQ理论构造扩展矩阵，并求取状态反馈矩阵 （3）根据期望的闭环响应极点求取ILQ控制系统的各个参数值,设计,建模,先进活套控制,17,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,高精度厚度控制,18,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,带钢进入精轧机前：根据设定数据调整机架间冷却水开关和初始压力。 当机架全部咬钢

9、后根据测得终轧温度偏差值动态调节各个机架间冷却水开关与水量。 各机架调节的顺序可以由后往前，也可由前往后。,作用： 保证终轧温度指标 水冷优先，最小干扰层冷,控制方法： 闭环反馈控制 多机架间冷却水阀级联,终轧温度反馈动态控制,19,Shanghai Baosight Software Co.,Ltd.,1. L1层流冷却阀门阵列控制 2. L1带钢冷却实绩分段反馈技术,L1对带钢在层冷位置进行跟踪和身份识别，在FDT、CT温度测量点对带钢移动距离按照定长进行段编号，并把该段的实测温度、速度、厚度等数据以定周期（32ms）高速发送给L2的ADH单元，ADH组合成段实际数据包传递给冷却模型 冷却模型在段实绩基础上实现对层冷区域多