唐钢1650mm可逆冷轧机厚控系统分析

　　1 前言

　　唐山钢铁集团有限责任公司于2004年从法国奥钢联引进了1650mm SMART—CROWN可逆冷带轧机，该轧机最大轧制速度为1250m/min，产品厚度0.3～2.0mm，厚度偏差控制在±0.7%以内，借助于轧机所具有的高性能液压压下系统和速度限制控制系统CLC，采用了目前应用广泛的BISRA AGC带钢厚度控制方式。

　　2 BISRA AGC

　　BISRA AGC成是20世纪40年代由英国钢铁协会Sims等人首先提出的，一般称为变刚度压力AGC，它是用改变辊缝的方法来消除轧制力变化引起的轧件厚度变化，以保持轧件厚度的恒定。这种控制方法运行相当可靠，但它只利用了轧制力增量信号来控制厚度，没有把轧制力增量信号与辊缝增量信号结合起来考虑，虽然可以证明当变刚度系数C=1时，对于阶跃扰动，这种控制系统经多次调解后最终可收敛到△h=0，但其收敛速度慢，厚差消除效果差[1]。

　　2.1 BISRA AGC的模型改进

　　实际系统中采用的BISRA AGC是一种绝对AGC，其模型为：

　　△S=一△h(M+Q)/M(1)

　　式中，△S为辊缝调整量;△h为带钢估算厚度与目标厚度之差;M为轧机刚度系数;Q为轧件塑性变形系数。

　　理论上讲，只要给出目标厚度h0，AGC就能无条件地将带钢厚度调整到目标厚度。但实际生产中若目标厚度不适宜，可能会超出AGC的调整范围，无法实现目标厚度，即当压下量不适宜会造成板形问题，或在头部存在很长一段厚度超差。因此，须由过程计算机完成压下量的道次分配和优化，并计算预测轧制力和预摆辊缝值。对于每一道次，过程计算机为其分配一个最优压下量，即对应一个目标厚度，同时计算出对应这个目标厚度的预测轧制力P0，再根据厚度计公式即可估算出预测辊缝值S0：

　　H0=S0+P0/M (2)

　　由此可得：

　　△h=h—h0=(S一S0)+(P—Pn)/M (3)

　　综合式(1)和式(3)可得：

　　△S’=一(M+Q)((S—S0)+(P—Pn)/M)/M(4)

　　这既能严格按目标厚度进行轧制又更具灵活性，P0、So不仅可作为预测轧制力和预测辊缝值，也可作为锁定轧制力和锁定辊缝值，两者之间可以互相切换。例如，在前几个道次可用相对AGC，而后几个道次再用绝对AGC进行轧制。

　　2.2 BISRA AGC与轧机内部干扰

　　BISRA AGC系统借助于测量轧制力P，通过模型计算来调整辊缝，以保持轧件出口厚度不变。从图1可以看出，BISRA AGC成是对轧制力的正反馈控制，即随着实测轧制力的增大，AGC理解为轧件人口厚度增加，因此减小辊缝，使轧制力进一步增大。同理，当实测轧制力减小时，调整后轧制力将进一步减小。但实际上对于轧机自身的干扰引起的轧制力变化(如轧辊磨损、轧辊偏心等)，当实测轧制力增大时，却表明实际辊缝在减小，出口厚度亦变小，因相应抬起辊缝，使轧制力减小。