厚度控制產(chǎn)生板厚變化的原因

軋制中影響軋件厚度的因素源于以下幾個方面：軋機的機械及液壓裝置、軋機的控制系統(tǒng)、入口軋件尺寸與性能。上述因素的變化均會導致軋件厚度的波動，而上述因素又受到其他軋制工藝條件的制約和影響。

①軋機的機械及液壓裝置。軋機的機械與液壓裝置本身的原因以及裝置某些參數(shù)的變化將會使軋機的剛度和空載輥縫產(chǎn)生非預(yù)定的變化。其中空載輥縫的變化是以下因素的作用結(jié)果：軋輥偏心、軋輥的橢圓度、軋輥磨損、軋輥的熱脹冷縮、軋機的振動、軋輥表面潤滑劑油膜厚度的變化等。

當軋件咬人時，軋機開始承受載荷，傳遞載荷的軋機構(gòu)件將發(fā)生撓曲和變形，從而使輥縫產(chǎn)生額外的變化，其變化程度取決于軋機結(jié)構(gòu)剛度的大小。而軋機剛度主要與軋輥直徑、軋輥凸度、軋輥壓扁、壓下螺絲、液壓缸、軸承油膜的厚度、軋輥表面潤滑劑的油膜厚度以及軋件寬度有關(guān)。

②軋機的控制系統(tǒng)。由于軋機控制系統(tǒng)本身不完善或發(fā)生變化引起軋件厚度的變化，這包括軋制速度的控制、輥縫的控制、軋制力的控制、彎輥的控制、軋輥平衡的控制、軋輥潤滑冷卻的控制、軋制張力的控制以及測厚儀的控制等。

③入口軋件尺寸與性能。入口軋件在厚度、寬度、板形、硬度、溫度等方面的變化也會導致軋后軋件厚度的波動。

高質(zhì)量的冷軋帶材不僅要求具有很小的“同板差”，而且要求在大批量生產(chǎn)中每卷的實際厚度都能保持高度一致。軋制過程中對板帶縱向厚度精度控制的影響因素很多，總的來說有兩種情況：即對軋件塑性特性曲線形狀與位置的影響，以及對軋機彈性特性曲線的影響。結(jié)果使兩線的交點位置發(fā)生變化，產(chǎn)生了縱向厚度差。

板厚控制就是隨著帶材坯料厚度、性能、張力、軋制速度以及潤滑條件等因素的變化，隨時調(diào)整輥縫、張力或軋制速度的方法。

不同的冷軋機由于裝機水平的差異，厚控系統(tǒng)的配置不一樣。

冷連軋厚度控制與熱連軋厚度控制相比不利之處在于冷軋帶鋼較薄以及由于加工硬化使材料硬度加大，壓下效率較低，因而增加了調(diào)節(jié)厚度的困難。加上由于機架間不存在活套，各機架的動作（壓下控制或速度控制）都將會通過機架間張力影響到其他機架的參數(shù)，控制更為復(fù)雜。但冷連軋AGC系統(tǒng)在以下方面比熱連軋有利：

①機架問不存在活套并采用大張力軋制，因此考慮張力影響的流量方程比較符合實際。

②儀表設(shè)置齊全，不僅設(shè)有測量成品厚度的測量儀，在機架間以及第一機架前設(shè)有測厚儀為精確獲得各機架出口厚度創(chuàng)造了良好的條件。

③激光測速儀的應(yīng)用實現(xiàn)了利用變形區(qū)內(nèi)流量相等原則精確獲得變形區(qū)瞬時出口厚度偏差。

各種方案的冷連軋自動厚度控制（AGC）基本上由以下子功能組成：前饋AGC，間接測厚反饋AGC，測厚儀反饋AGC，張力AGC，監(jiān)控AGC，軋輥偏心補償，加減速補償，以及近年來迅速發(fā)展的流量AGC。

厚度控制系統(tǒng)圖1為厚度反饋控制系統(tǒng)的組成。為實現(xiàn)厚度控制，需要事先設(shè)置厚度的給定值（鎖定值），將檢測的厚度值與給定值比較，得到厚度偏差?？刂破鞲鶕?jù)偏差信號給出相應(yīng)的操縱信號控制軋機，使出口處鋼材的厚度等于給定值。根據(jù)厚度檢測方式的不同，厚度反饋控制系統(tǒng)可有不同的方案，主要有直接檢測和間接檢測兩種方式。

①厚度直接檢測　測厚儀安裝在軋機的后側(cè)直接檢測出口處鋼材的厚度。在這種方案中,由于測厚儀與軋機之間相隔一定距離，厚度偏差需要延遲一定時間才能檢測出來。這相當于在系統(tǒng)中增加了一個滯后環(huán)節(jié)（見時滯系統(tǒng)），因而系統(tǒng)不易穩(wěn)定。而為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，開環(huán)放大倍數(shù)就受到限制，又會影響系統(tǒng)的快速性。

②厚度間接檢測　根據(jù)軋機的彈性變形、軋制力的大小和測得的軋輥輥縫寬度，計算出鋼材的厚度。由于軋輥偏心、軋輥磨損、熱膨脹和軋機的彈性變形系數(shù)不為常值等原因，厚度間接檢測方法的精度不高。但這種方式能及時獲得偏差信號，加之方法簡單和便于維修，所以在厚度控制系統(tǒng)中仍被廣泛采用。在實際生產(chǎn)中，常把每架軋機軋出帶鋼頭部的厚度作為該架軋機在設(shè)定條件下厚度的給定值?？刂破魍ǔＪ且慌_數(shù)字電子計算機。在反饋型厚度自動控制系統(tǒng)中，只有在偏差出現(xiàn)后控制器才能起作用，因此存在厚度的動態(tài)誤差。生產(chǎn)機械的慣性和調(diào)整輥縫的延遲，也會造成控制精度不高、厚度不均勻的情況。

厚度控制系統(tǒng)為提高厚度的控制精度，可采取提前檢測來料情況和調(diào)整輥縫。例如，在前一架軋機出口處就對將送入本架軋機的帶鋼的厚度偏差提前進行檢測。并據(jù)此在經(jīng)過適當?shù)臅r間延遲后，在帶鋼進入本架軋機以前調(diào)整輥縫值來消除前一架軌機所造成的厚度偏差。這種控制方式稱為厚度的前饋控制。圖2為厚度前饋控制系統(tǒng)的組成。前饋偏差信號Δ和軋輥位移的校正值Δ以頭部鎖定值為基準計算而得。當計算軋機有控制信號時,還需要考慮軋輥的實際位置與頭部鎖定位置之差。軋輥的位置信號Δ引入前饋控制器中。前饋控制器實際上是一臺計算機。在軋制過程中，生產(chǎn)過程的許多參數(shù)實際上是變化的，只靠前饋控制并不能消除由于參數(shù)變化造成的厚度偏差。通常采用前饋與反饋的復(fù)合控制來提高精度。

為改善反饋控制和前饋控制的控制精度，可在精軋機出口處設(shè)置X射線測厚儀（見厚度傳感器），檢測帶鋼的實際厚度與規(guī)格值的偏差，并用以對軋機進行監(jiān)控修正。在反饋控制或前饋控制的基礎(chǔ)上適當修改基準值的這種控制方式，稱為X射線厚度監(jiān)控控制。

厚度控制系統(tǒng)圖3為X射線厚度監(jiān)控控制系統(tǒng)的組成。只有當帶鋼到達X射線測厚儀時才能測得實際厚度的偏差，因此就相當于在監(jiān)控回路中引入了一個滯后環(huán)節(jié)。在監(jiān)控回路中常采用積分控制（見PID調(diào)節(jié)器）來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

試設(shè)想在平坦的桌面上放上黏土、用圓棒壓延時的情況。受到壓延后的黏土厚度，顯然取決于圓棒與桌面之間的間隔。另外，如果黏土比較松軟，就不需要用多大的力，但是對于稍許硬一些的黏土，如果不施加足夠的力，是不可能把黏土壓薄的。

鋼板的壓延情況與此相同。下圖示出了用軋鋼機軋制鋼板的情況。在軋鋼機中不采用桌面和圓棒，而是利用上下兩個軋輥對鋼板進行擠壓，一邊使軋輥旋轉(zhuǎn)，一邊連續(xù)地將鋼板壓薄。

與黏土相同，鋼板也具有不同程度的硬度。此外，當對約1000m長的鋼板進行扎制時，沿長度方向的不同位置上，鋼板的硬度也參差不齊。鋼板硬度的不同，會造成軋輥與鋼板間負荷的變化，而這種負荷變化會成為軋制鋼板時的嚴重干擾。

例如，設(shè)軋制時的載荷為10000kN/mm，軋鋼機將載荷施加到本身支架上時，支架和軋鋼本身都將發(fā)生彈性變形，因此上下軋輥之間的間隙（軋輥間隙）將發(fā)生變化。

因為軋鋼機的剛度通常為5000kN/mm，所以當受到10000kN的載荷作用時，因為10000/5000=2，故軋鋼間間隙會增大2mm。

假設(shè)，軋制過程中的軋制載荷從10000kN增加到11000kN，由于軋制載荷增加了1000kN，所以軋輥間隙的變化量為0.2mm。因為要求鋼板的板厚精度為1%，所以，例如在板厚為2mm的情況下，其精度應(yīng)為±0.02mm。0.2mm的軋輥間隙變化量，應(yīng)該說是非常大的干擾了。

再次，再考慮軋輥間隙變化后的情況，這也和黏土情況相同。如果是軟的鋼板，則軋制載荷的變化量就小，而在硬的鋼板的情況下，軋制載荷的變化量就會變大。這種軋制載荷變化量的不同，以上述的軋鋼機彈性變形量表現(xiàn)出來，因此即使是同樣的軋輥間隙，板厚的變化量會因鋼板硬度的不同而有所不同。這可以用下式來表示：

由上式可見，鋼板厚度控制是通過調(diào)整軋輥間隙在軋鋼機輸出端得到指定厚度鋼板的。 解讀詞條背后的知識 愛搞機 深圳英鵬信息技術(shù)官方帳號,數(shù)碼領(lǐng)域創(chuàng)作者

小米11青春版現(xiàn)身工信部：這厚度控制亮了

3 月 22 日消息，近日一款型號為 M2101K9C 的小米新機出現(xiàn)在工信部入網(wǎng)設(shè)備查詢平臺上，真機證件照也已曝光，據(jù)爆料這款手機是接下來將要發(fā)布的小米 11 青春版。...

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,用戶對板帶鋼材的品種、材質(zhì)、精度提出了更高要求，要求軋機的壓下機構(gòu)精度高、速度快、穩(wěn)定、同步、可靠,只有滿足這些要求，才能適應(yīng)不斷提高的用戶要求。顯然傳統(tǒng)的機械電動壓下由于壓下絲杠和螺母存在磨擦，只有克服了摩擦力之后才會使壓下絲杠轉(zhuǎn)動，其結(jié)果往往是滯后(20~30)ms，不能滿足現(xiàn)代用戶的產(chǎn)品要求。而液壓自動厚度控制HAGC能很好滿足以上用戶的要求，尤其是能有效減少甚至消除鋼帶頭尾縱向厚差，以提高產(chǎn)品質(zhì)量 。

液壓 AGC 系統(tǒng)用測厚儀、位移傳感器、壓力傳感器和其他儀器連續(xù)測量相應(yīng)的參數(shù)，完成液壓缸位移和軋制壓力的連續(xù)調(diào)整，從而實現(xiàn)控制鋼板的厚度差的目的。

一個完整的液壓厚度自動控制系統(tǒng)主要由計算機、檢測元件為主的控制設(shè)備和以一套液壓缸為主的執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成。操作側(cè)和傳動側(cè)每一側(cè)都有一個液壓缸，在每個液壓缸的中心部位有一個 SONY 磁尺，作為相對位置傳感器來檢測壓上缸活塞的位移量，在壓上缸的外部邊緣安裝一只 Tempsonics 磁尺，作為絕對值傳感器，用來檢測油缸的傾斜位移，使其不超差。在軋鋼的時候都是使用位于中間部位的傳感器，操作側(cè)和傳動側(cè)位移的平均值作為位置閉環(huán)反饋的位移量，測量范圍是 0~150mm，分辨率為 0.0025mm。每個液壓缸都有一個壓力傳感器，用來檢測液壓缸兩側(cè)工作時的軋制壓力，并根據(jù)彈跳方程間接來調(diào)節(jié)輥縫。精軋軋機出口距離軋機中心線 12.26m 處側(cè)安裝有 X 射線測厚儀，作為外閉環(huán)，監(jiān)控出口厚度的變化，用以及時調(diào)整輥縫 。

液壓自動厚度控制電液和測控系統(tǒng)

液壓壓下裝置一般由位移傳感器，液壓缸和電液伺服閥等所組成。系統(tǒng)通過電液伺服閥對液壓缸的流量和壓力的調(diào)節(jié)來控制液壓缸上、下移動的行程來調(diào)節(jié)軋輥輥縫值。

液壓AGC系統(tǒng)通過測厚儀、位移傳感器和壓力傳感器等對相應(yīng)參數(shù)的連續(xù)測量，連續(xù)調(diào)整壓下缸位移、軋制壓力等，從而控制板材的厚度差。一個完整的厚度液壓伺服自動控制系統(tǒng)以SIMADYN-D控制系統(tǒng)為核心、現(xiàn)場位移、壓力等檢測元器件、厚度檢測系統(tǒng)為信號反饋裝置，以伺服閥為驅(qū)動控制裝置，以上位機、過程計算機為監(jiān)測的一套綜合系統(tǒng)。具體檢測元件主要有：壓力傳感器(每側(cè)1個)以及安裝在液壓缸上的4個位移傳感器(每個液壓缸2個)和2個電動輥縫旋轉(zhuǎn)編碼器(每個絲杠1個)。要構(gòu)成1個完整的液壓AGC系統(tǒng)，主要有6種動態(tài)裝置：伺服閥、供油管道、液壓缸、軋機、傳感器、控制調(diào)節(jié)器。

AGC內(nèi)環(huán)經(jīng)過控制器數(shù)學模型的綜合計算及伺服放大器驅(qū)動后，改變壓下液壓缸行程，從而調(diào)節(jié)軋機輥縫的大小，達到消除鋼板厚差的目的。它是位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，主要由伺服控制器、伺服放大器、電液伺服閥、壓下液壓缸及位移傳感器等組成。

液壓自動厚度控制自動化控制系統(tǒng)

從系統(tǒng)上劃分，液壓AGC控制系統(tǒng)分為兩級，即基礎(chǔ)自動化級和過程級。

（1）基礎(chǔ)自動化級的組成：

1) 控制系統(tǒng)，目前濟鋼中板廠SIMADYN-D系統(tǒng)采用12槽機架，3個CPU處理器框架插卡式系統(tǒng)。各處理器分別執(zhí)行APC , AGC及相關(guān)功能，也稱為板軋機控制器；

2) 監(jiān)控系統(tǒng)，由WINCC5.1運行監(jiān)控軟件開發(fā)的上位機作為監(jiān)控操作站，放置在軋鋼操作臺；

3) 存放各班操作工自己的軋制規(guī)程即人工規(guī)程，以備調(diào)用；

4) 數(shù)據(jù)顯示，包括規(guī)程數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)等；

5) 采用鍵盤或屏幕上的軟功能鍵進行操作，實時監(jiān)控各個道次的道次溫度、壓力、輥縫、主機轉(zhuǎn)速、電機電流等曲線監(jiān)控電動輥縫、4個位移傳感器、系統(tǒng)壓力柱狀顯示圖；

6) 檢測系統(tǒng)，檢測壓下螺絲位置的編碼器，檢測液壓缸行程的位移傳感器，檢測油壓的壓力傳感器，檢測軋件溫度的測溫儀，檢測成品厚度的測厚儀。

（2）過程級的構(gòu)成：過程級主要由過程計算機系統(tǒng)構(gòu)成。目前過程計算機的功能除上述過程參數(shù)計算功能以外，根據(jù)要求還可以涵蓋整個軋區(qū)的過程控制：

1) 加熱爐裝爐、出爐信息；

2) 粗軋機的軋制完成信號，開軋溫度信號，粗軋厚度信息；

3) 精軋機輥縫數(shù)據(jù)的設(shè)定，精軋主機參數(shù)；

4) 精整區(qū)鋼板軋制跟蹤信息 。