.496 北京科技大学学报 第31卷 25m,宽度1200mm,目标厚度0.5mm,目标凸度 定值，以保证机架间平坦度良好)，各架厚度分配及 5m(并按比例凸度恒等原则确定各架出口凸度设 相关轧制参数设定值如表1所示 表1典型轧制规程参数 Table 1 Parameters of a typical rolling schedule for a 1420 mm tandem cold mill 机架 出口厚度/mm 轧制力/kN 中间辊弯辊力/kN 工作辊弯辊力/kN 压下辊缝/mm 第1机架 1.785 9405 124 269 1.871 第2机架 1.128 8528 108 267 1.404 第3机架 0.778 6536 108 246 1.482 第4机架 0.543 6295 152 264 1.285 第5机架 0.500 5080 168 181 1.515 此五机架酸洗冷连轧机组原控制系统中，板形 不均衡 板厚控制环节的设计中忽略了板形板厚控制耦合关 (2)原控制系统仅在末机架采用平坦度反馈闭 系，且动态板形控制策略存在一定缺陷，具体如下， 环控制，并未对机组出口凸度进行控制，仅在第1、2 (1)带钢全长轧制过程中，五个机架皆存在较 机架配置了边部有形工作辊窜辊对边降进行一个长 大的辊缝调节量以及轧制压力波动量；但上游四个 周期大滞后的反馈控制.板形控制包括平坦度控制 机架的中间辊、工作辊弯辊力并未作相应的补偿，仅 和断面形状控制，断面形状控制包括凸度控制和边 末机架在平坦度反馈控制的作用下对弯辊力作了调 降控制两个方面，仅采用边降控制不能保证断面形 整.当前动态板形板厚控制策略下，上游机架辊缝 状的控制精度，需要增加凸度控制环节， 及轧制压力的波动必定会造成各机架出口凸度的波 图4为控制系统改进前此轧制规程典型带钢成 动，引起上游各机架间带钢板形的不断变化，影响轧 品凸度和平坦度的全长实测曲线.，可见，带钢全长 制过程的稳定性；此外，各架板形偏差会不断累加， 凸度实测值和设定值偏差很大，凸度最大最小值之 最终只能靠末机架弯辊力的调节进行消除，造成末 差最大可达5m,且凸度的频繁变化也引起平坦度 架弯辊力的变化幅度较大，且机组的板形调节能力 的不稳定性变化 10 (al 年6 100 195 290385480 575 100195290385480 575 时间s 时间s 图4系统改进前凸度(a)和横向平均平坦度(b)实测曲线 Fig.4 Measured curves of crown (a)and transverse average flatness (b)before improvement 基于板形板厚解耦设计和凸度平坦度解耦设计 时，板形板厚解耦控制及改进后的板形前馈控制会 的动态板形控制系统运行后，此轧制规程下某取样 调整工作辊弯辊力，使其和轧制压力具有对应关系， 带钢全长的各架辊缝调节量、工作辊弯辊力实测曲 以补偿轧制压力变化对板形的影响，从而保证各机 线如图5所示，带钢厚度（第1架前后、第5架后测 架出口板形的稳定性及机组出口板形的控制精度 厚仪处的实测厚度)、各架轧制压力实测曲线如图6 由图6和图7可见，除头尾不稳定轧制段外，厚度偏 所示，成品带钢凸度和横向平均平坦度长实测曲线 差可基本控制在士2m之内，凸度偏差可基本控制 如图7所示 在士2m之内，平坦度偏差可基本控制在3IU左 由图5和图6可见，在调整辊缝控制厚度的同 右，达到很高的板形板厚控制精度，25μm‚宽度1200mm‚目标厚度0∙5mm‚目标凸度 5μm（并按比例凸度恒等原则确定各架出口凸度设 定值‚以保证机架间平坦度良好）．各架厚度分配及 相关轧制参数设定值如表1所示． 表1 典型轧制规程参数 Table1 Parameters of a typical rolling schedule for a1420mm tandem cold mill 机架 出口厚度／mm 轧制力／kN 中间辊弯辊力／kN 工作辊弯辊力／kN 压下辊缝／mm 第1机架 1∙785 9405 124 269 1∙871 第2机架 1∙128 8528 108 267 1∙404 第3机架 0∙778 6536 108 246 1∙482 第4机架 0∙543 6295 152 264 1∙285 第5机架 0∙500 5080 168 181 1∙515 此五机架酸洗冷连轧机组原控制系统中‚板形 板厚控制环节的设计中忽略了板形板厚控制耦合关 系‚且动态板形控制策略存在一定缺陷‚具体如下． （1） 带钢全长轧制过程中‚五个机架皆存在较 大的辊缝调节量以及轧制压力波动量；但上游四个 机架的中间辊、工作辊弯辊力并未作相应的补偿‚仅 末机架在平坦度反馈控制的作用下对弯辊力作了调 整．当前动态板形板厚控制策略下‚上游机架辊缝 及轧制压力的波动必定会造成各机架出口凸度的波 动‚引起上游各机架间带钢板形的不断变化‚影响轧 制过程的稳定性；此外‚各架板形偏差会不断累加‚ 最终只能靠末机架弯辊力的调节进行消除‚造成末 架弯辊力的变化幅度较大‚且机组的板形调节能力 不均衡． （2） 原控制系统仅在末机架采用平坦度反馈闭 环控制‚并未对机组出口凸度进行控制‚仅在第1、2 机架配置了边部有形工作辊窜辊对边降进行一个长 周期大滞后的反馈控制．板形控制包括平坦度控制 和断面形状控制‚断面形状控制包括凸度控制和边 降控制两个方面‚仅采用边降控制不能保证断面形 状的控制精度‚需要增加凸度控制环节． 图4为控制系统改进前此轧制规程典型带钢成 品凸度和平坦度的全长实测曲线．可见‚带钢全长 凸度实测值和设定值偏差很大‚凸度最大最小值之 差最大可达5μm‚且凸度的频繁变化也引起平坦度 的不稳定性变化． 图4 系统改进前凸度（a）和横向平均平坦度（b）实测曲线 Fig．4 Measured curves of crown （a） and transverse average flatness （b） before improvement 基于板形板厚解耦设计和凸度平坦度解耦设计 的动态板形控制系统运行后‚此轧制规程下某取样 带钢全长的各架辊缝调节量、工作辊弯辊力实测曲 线如图5所示‚带钢厚度（第1架前后、第5架后测 厚仪处的实测厚度）、各架轧制压力实测曲线如图6 所示‚成品带钢凸度和横向平均平坦度长实测曲线 如图7所示． 由图5和图6可见‚在调整辊缝控制厚度的同 时‚板形板厚解耦控制及改进后的板形前馈控制会 调整工作辊弯辊力‚使其和轧制压力具有对应关系‚ 以补偿轧制压力变化对板形的影响‚从而保证各机 架出口板形的稳定性及机组出口板形的控制精度． 由图6和图7可见‚除头尾不稳定轧制段外‚厚度偏 差可基本控制在±2μm 之内‚凸度偏差可基本控制 在±2μm 之内‚平坦度偏差可基本控制在3IU 左 右‚达到很高的板形板厚控制精度． ·496· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷