轧机的板厚控制系统技术方案

一种轧机板厚控制系统，该轧机具有一个可设定上下工作辊之间的轧辊间隙的液力轧辊间隙控制装置，以及一个根据基准轧制压力与由测力传感器测出的轧制时的实际轧制压力的任何差值、以对所述液力轧辊间隙控制装置输出指令信号的轧机模数控制装置，在轧机的输入侧或输入和输出侧设置张力控制装置，以快速抑制由于改变轧辊间隙而引起的张力波动。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液力加载轧机的可实现工件板厚高应答控制的板厚控制系统。附图说明图1显示了传统式液力加载轧机的一种实例。一种单机架可逆冷轧机32，其进入侧和输出侧具有退卷卷筒20和卷绕卷筒27。更具体地说，待轧制工件30由电机19所驱动的卷筒20喂入，通过导辊21后在上、下工作辊3、4之间进行轧制。被轧好的工件30通过另一个导辊26，在由电机28驱动的卷筒27上卷绕。卷筒驱动马达19和28分别与卷筒电机张力控制装置18和29相关联，以便分别保持作用在输入侧和输出侧的工件上的张力具有恒定值。通常，张力控制装置18和29以使电机电流与张力成比例那样来进行控制。利用速度控制装置24来控制工作辊驱动马达23，从而控制轧制线上的轧制速度达到预定的数值。在图1中，标号1表示测定轧制压力的测力传感器;标号2和5表示上、下支承辊;标号6表示调节工作辊3和4之间的轧辊间隙的液压缸;标号8表示通过配管7与缸6相连的伺服阀;标号9表示检测液压缸6中的压头6′的位移的变位计;标号10表示传递电流信号型式的开度指令给伺服阀8的伺服放大器;标号11表示提供控制增益KG以对比较器12的输出信号进行增幅、从而控制压头6′的压下位置S′的系数相乘器。在基本位置控制循环(loop)中，指令信号R与变位计9的输出信号S相比较，获得的偏差信号e在系数相乘器11中用增益KG相乘。根据该乘出的信号，通过伺服放大器10来控制伺服阀8的开度，以调节通过配管7供给液压缸6的压力油量，从而控制压头6′的位置S′。其结果，下支承辊5和下工作辊4被移动，将工作辊3和4之间的轧辊间隙调节至预定值。这样，提供了一种轧辊间隙液压控制系统66。只控制压头6′的位置S′，由于已承受轧制压力的轧机的伸长，就会造成上、下工作辊3和4之间的轧辊间隙的误差。为克服该问题，通常采取补偿措施如下。在轧制开始后，将基准轧制压力Pref储存在适当的定时器中。基准轧制压力Pref与测力传感器1测出的表示轧制过程中的实际轧制压力的信号P的偏差值△P，由比较器或加减器17进行计算，然后在轧机模数控制装置54的系数相乘器16中除以轧机模数Km(轧机中相当于弹簧常数的数，事先已测定出)，以计算出轧机的伸长量。将计算出的伸长量乘以一个确定改正百分数的改正增益C，求出修正压头6′的位置S′的修正信号Cp。该信号Cp作为上述的基本位置控制循环的指令，加到加法器13上，以改正压头6′的位置S′。这种程序，一般称之为轧机模数控制。另外，为了使轧机输出侧的轧制工件30的绝对板厚与目标值或基准值href达到一致，将设置在轧机32的输出侧的厚度计25(在逆方向轧制时使用厚度计22)所检测出的实际板厚的信号h，与基准值href在比较器或加减器31中进行比较计算，求出厚度偏差值△h。将该偏差值输入积分控制器15后，在系数相乘器14中乘以一个用于改正为实际压下位置的改正增益1+(M/Ke)，求出修正压头6′的压下位置S′的修正信号Ch。同样将该修正信号Ch作为上述基本位置控制循环的指令加到加法器13上，以改正压头6′的位置S′。这一程序称之为监测器AGC。这里，M是代表工件30硬度的常数，已事先测出。Ke是被控制的轧机模数，它满足以下关系式Ke＝Km/(1-c)。在图1所示的轧机中，当改变压下压头6′的位置S′以控制工件30的板厚时，施加在输入侧和输出侧的工件30上的张力发生波动。例如，当工作辊3和4之间的轧辊间隙变窄以使工件30的板厚变薄时，工件30伸长，输入和输出侧的张力会减小。这种张力的变化，可以由改变惯性很大的卷筒20和27的圆周速度来吸收。但是这种吸收反应通常要比液力轧辊间隙控制慢一个位数以上。这意味着，一旦轧辊间隙变化而使工件30的输入侧和输出侧上的张力波动，张力不能象液力轧辊间隙控制那么快回复到设定值。其结果，在输入侧和输出侧上的张力的减小会使工件30产生变形阻力，显著抵消了轧辊间隙变窄的作用，造成了工件厚度并没有减薄的不良效果。也就是说，当试图在高应答液力轧辊间隙控制下减薄工作厚度时，工件厚度不能在高于卷筒20和27的圆周速度变化反应的速率下被变薄。因此，在输入侧的厚度干扰，比如2-3Hz或以上，不能靠利用上述轧机模数控制来使轧机变硬而得以消除，这是因为板厚控制由于上述原因而不能起反应。在轧制厂里常常听说，即使压头6′的位置S′靠液力轧辊间隙控制装置66迅速地进行控制，也不能象预期那样保证板厚控制精度。这可归结于上面所述原因。图2示出了本专利技术人所作的计算机模拟实例，它支持着上面提到的事实。模拟的对象是如图1中所示的单机架可逆式冷轧机，其中，工件宽度为1800mm，输入侧板厚度为0.52mm，输入侧设定张力为1.36吨，而输出侧张力设定为2.35吨，工件在轧制速度为1800m/min下被轧制成厚度为0.3mm，在轧制过程中每次10μm逐级减小轧辊间隙。假定液力轧辊控制的应答周波数为20Hz，相位滞后90°，并且每级应答为0.04秒或以下可到达目标值。根据模拟的结果，当轧辊间隙变化10μm时，输出侧的板厚变化△h在1秒钟左右达到定常值。在实际的液力轧辊间隙控制系统中，系统用0.04秒达到目标值，而板厚的变化迟于该时间的25倍，这是由于如上面所述，根据输入和输出侧的卷筒20和27的圆周速度变化的应答很慢的缘故造成的。也就是说，卷筒20和27的张力一般靠使电机电流恒定来控制，包含有电机19和28的卷筒20和27具有相当大的惯性，因此，靠控制电流，使卷筒的圆周速度达到某些抑制张力波动的定常值时，需要大约1秒钟。本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述和其它问题，提供一种轧机板厚控制系统，它可提高板厚控制的应答速度，以获得高精度的产品厚度。本专利技术提供一种轧机板厚控制系统，该轧机具有一个可设定上下工作辊之间的轧辊间隙的液力轧辊间隙控制装置，以及一个根据基准轧制压力与由测力传感器测出的轧制时的实际轧制压力的任何差值、以对所述液力轧辊间隙控制装置输出指令信号的轧机模数控制装置，其特征在于至少在轧机的输入侧或输入和输出两侧设置张力控制装置，以调节作用在工件上的张力。根据本专利技术的系统，还包括在输入侧的测厚计，用以检测待轧制工件的厚度;在输入侧的测速计，用以测定工件的进给速度;在输出侧的另一个测厚计，用以检测已轧制工件的厚度;在输出侧的轧辊间隙改变计算元件，用以靠来自输入侧测厚计的信号来求出轧辊间隙改变量，靠来自测速计的信号来计算出轧辊间隙改变时间，并将轧辊间隙改变量信号输出给所述液力轧辊控制装置;轧机模数计算元件，用以靠来自所述测力传感器的信号和/或来自输出侧测厚计的信号来求出最佳轧机模数;改正增益设定器，用以根据来自轧机模数计算元件的轧机模数信号来求出改正增益，并将改正增益信号输出给所述轧机模数控制装置。在轧机的输入侧或输入和输出两侧设置张力控制装置，会有助于加速抑制由于改变轧辊间隙而引起的任何张力波动。输入侧的板厚波动由设在输入侧的测厚计来测量，工件的进给速度由测速计来测定。轧辊间隙改变计算元件根据来自测厚计和测速计的信号，计算出轧辊间隙改变量和输入侧板厚波动通过上、下工作辊之间的时间。输出轧辊间隙改变信号GF给液力轧辊间隙控制装置，以调节两工作辊之间的轧辊间隙，从而消除输入侧的板厚波动。根据来自测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧机板厚控制系统，该轧机具有一个可设定上下工作辊之间的轧辊空隙的液力轧辊间隙控制装置，以及一个根据基准轧制压力与由测力传感器测出的轧制时的实际轧制压力的任何差值、以对所述液力轧辊间隙控制装置输出指令信号的轧机模数控制装置，其特征在于：至少在轧机的输入侧设置张力控制装置，以调节作用在工件上的张力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：桑野博明，
申请(专利权)人：石川岛播磨重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]