热连轧冷连轧机型和质量控制

北京科技大学机械工程学院国家板带生产先进装备工程技术研究中心热连轧、冷连轧机型和质量控制杨荃2009.06.18国家板带生产先进装备工程技术研究中心主要内容1、国内热连轧机建设况和机型配置特点2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术3、热连轧板形控制和自由规程轧制技术4、国内冷连轧机建设情况5、冷轧工艺设备和质量控制技术6、冷轧产品和机型研究国家板带生产先进装备工程技术研究中心1）如果我负责热连轧、冷连轧的建设工作，我会在机型、辊形、工艺和控制诸方面注重哪些技术要点？2）如果我负责热连轧、冷连轧的生产管理工作，我如何向员工传播技术质量意识？对所谓的“3：7”和“8+1”有何见解？3）如果我负责热连轧、冷连轧的生产技术工作（原料、生产工艺、设备、电气、质检、销售等环节），我应该在工作中重点关注哪些质量环节？4）为了保证热连轧带钢的终轧温度，有哪几种控制方法，各有什么优缺点？5）为了保证五机架冷连轧机的厚度精度，哪几个机架的AGC控制很重要？如果在某机架采用流量AGC控制方法，应当在哪几个位置实时测量哪些工艺参数？思考题国家板带生产先进装备工程技术研究中心热连轧的主要机型1）宽度500-1000机型：850、880、950、1150、1250等中宽带热连轧机约20套2）宽度1000-1600机型：1450、1500、1580、1700、1750、1780、1880等常规热连轧机约35套CSP、UTSP约10套3）宽度1000-2000机型：2050、2150、2160、2250、2300、（3000）等超宽带热连轧机约15套1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心热连轧机的技术特色1）产品和机型问题2）工艺布置和生产管理问题3）多品种开发温度控制和快速冷却问题4）对称和非对称板形的控制问题5）凸度和局部高点的控制问题6）串辊操作和自由规程轧制问题7）工作辊和支承辊辊形问题8）AGC和板形控制的解耦问题9）工艺润滑问题10）表面质量监控问题等1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心热连轧生产线的技术要点1）计算机控制系统选型先进、成熟、可靠、实用，硬件采用引进零部件，由国内完成应用软件开发和整体系统集成，技术水平达到国际先进水平，性价比高，具有可持续开发能力。2）主传动采用全数字式交流变频调速技术。3）R粗轧机采用电动+液压HAGC技术，减小中间坯的镰刀弯。4）E立辊采用液压AWC+SSC控制技术，提高中间坯的宽度精度和头、尾精度。5）采用无芯热卷箱技术，降低带钢头、尾温度差，提高除鳞效果，改善带钢表面质量，降低能耗，缩短作业线长度，降低投资。1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心6）切头飞剪最佳优化剪切系统提高金属收得率。7）采用保温辊道和边部补热技术，均匀中间坯温度。8）精轧机具有变接触支持辊、连续变凸度工作辊技术，结合弯辊、窜辊功能，实现板形质量综合控制和自由规程轧制。9）精轧机采用长行程全液压压下和HAGC控制技术，提高带钢厚度精度。10）精轧机架间设置冷却水，控制带钢终轧温度。11）设置温度仪、厚度仪、轧制测压头、宽度仪、平坦度仪、凸度仪、表面检测仪等，实现在线检测和控制。12）粗轧、精轧半自动快速换辊，提高作业率。13）精轧输出辊道设置层流冷却水，分段调节层流冷却水，控制带材卷取温度。14）地下卷取机采用助卷辊全液压踏步控制（AJC）及液压控制卷筒无级胀缩，避免带钢头部压痕，减少钢卷塔形量和避免带钢表面划伤缺陷，提高带钢卷取的质量。15）工艺润滑技术的选用。16）产品品种规格的不断开发。1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心热连轧的质量保证体系举例项目精度比例代表机组厚度±1%*H98-99%宽度0-8mm95%凸度±0.9%*H95%楔度±0.9%*H95%局部高点±0.4%*H95%平坦度±30IU95%终轧温度±20℃95%卷取温度±20℃95%卷形±30mm+H90%塔形±40mm90%同宽轧制长度70km宽度逆向跳跃300mm1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心序号名称情况机械设备电气自动化1武钢17001978投产，1992改造，2009再改造IHI，VAI，SMS武钢-北科大NERCAR2武钢22502003投产SMSSIEMENS3武钢15802008投产一重ALSTOM4宝钢20501989投产SMSSIEMENS5宝钢15801997投产三菱三菱6宝钢18802007投产宝菱重工TMEIC7宝钢梅山14221994二手设备，2002改造GE8宝钢上一17802003投产三菱三菱9宝钢八一17502007投产二重中冶赛迪、VAI10宝钢宁波17802007投产一重金自天正等11鞍钢17001959投产，1986改造，2000异地改造苏联，一重鞍钢-北科大NERCAR12鞍钢17801999投产三菱三菱13鞍钢21502005投产一重鞍钢-北科大NERCAR14鞍钢15802007投产一重鞍钢-北科大NERCAR15本钢17001980投产，2002改造SMSGE16本钢230017首钢迁钢21602007投产SMSSIEMENS18首钢京唐22502009投产SMSTMEIC19首钢迁钢1580一重TMEIC20首钢京唐1580一重首钢、金自天正、麦斯科1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心序号名称形式机械设备电气自动化21太钢15491993二手设备，2003改造VAISIEMENS22太钢22502006投产SMSTMEIC23济钢17002006投产一重鞍钢-北科大NERCAR24莱钢15002005投产大重北科大NERCAR-大重25日钢15802006投产二重北科大NERCAR26日钢22502008投产一重SIEMENS27唐钢17002007投产上重SIEMENS28唐山不锈15802008投产二重SIEMENS，北科大NERCAR技术总负责29宣钢1780一重北科大NERCAR30承钢17802007投产一重SIEMENS31邯钢22502008投产一重TMEIC32天铁17502007投产二重中冶赛迪、VAI33国丰14502007投产二重SIEMENS34国丰二线1450二重SIEMENS35港陆二线1500二重金自天正36安钢17802007投产一重TMEIC，北科大NERCAR技术支持37北台17802008投产一重金自天正，麦思科38通钢1450一重SIEMENS1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心序号名称形式机械设备电气自动化39攀钢14501992投产，2000、2003改造二重攀钢、金自天正等40马钢22502007投产SMSTMEIC41新余15802009投产一重SIEMENS42涟钢2250一重TMEIC，北科大NERCAR技术总负责43重钢1780二重北科大NERCAR44西南不锈1450二重北科大NERCAR45柳钢2030二手设备46柳钢1450二重北科大NERCAR47攀钢20501珠钢CSP2邯钢CSP3包钢CSP4唐钢CSP5酒钢CSP6通钢CSP7涟钢CSP8马钢CSP9武钢CSP1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心2002年以前的热连轧电气自动化系统供货情况供货商硬件系统软件、集成代表业绩GEGE系统（INNOVATION）+交直交变频GE本钢1700改造、梅山1422改造等SIEMENSSIEMENS系统（SIMADYND）+交交变频SIEMENS珠、邯、包、马钢等CSP三菱三菱系统（MELPLAC2000）+交直交变频三菱宝钢1580、鞍钢1780、唐钢UTSP、宝钢上一1780等北科大NERCARGE/VMIC硬件（CNROLL）+SIEMENS直流、交流传动北科大NERCAR鞍钢1700ASP1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心2003年以后的热连轧电气自动化系统供货新格局供货商硬件系统软件、集成代表业绩SIEMENSSIEMENS系统（TDC）+交交变频SIEMENS武钢2250、太钢1549改造、唐钢1700、国丰1450等东芝三菱TMEIC东芝系统+交直交变频东芝三菱TMEIC涟钢CSP(东芝GE)、太钢2250(TMEIC)、马钢2250(TMEIC)、京唐2250(TMEIC)等北科大NERCARSIEMENS硬件（TDC）+SIEMENS交交变频北科大NERCAR莱钢1500、日钢1580、重钢1780、宣钢1780、柳钢1450、西南不锈1450等供货和唐山不锈1580技术总负责等北科大NERCARSIEMENS硬件（TDC）+ABB交直交变频北科大NERCAR武钢1700改造鞍钢-北科大GE硬件（CNROLL）+SIEMENS交交变频鞍钢-北科大鞍钢2150ASP、济钢1700ASP、鞍钢1580、凌钢1450等1、国内热连轧机建设况和机型配置特点国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术ERPMESMES公司级分厂级设备级商务过程生产PCSPCSPCSPCS热连轧电气自动化系统的分级结构国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术L3级MES系统L2级PCS系统L1级BA系统L0级DRIVE系统•满足管控流程的系统集成技术•面向客户需求的质量管控平台•基于订单及件次的生产控制技术•高精度数学模型•L2级开发平台•板形综合控制技术•质量控制技术（AGC、AWCCTC、ASC）•设备闭环及顺序控制技术（APC、AJC活套、张力）•卷取主速度与张力控制系统•飞剪速度与定位控制技术国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术1.精轧机设定2.热卷箱、飞剪控制3.速度控制4.活套控制5.除鳞和机架间喷水控制6.穿带自适应控制7.厚度控制8.终轧温度控制9.板形控制10.质量分类1.卷取和层冷设定2.热输出辊道控制3.卷取控制4.张力控制5.顺序控制6.卷取温度控制7.钢卷运输控制1.板坯测量2.板坯确认3.板坯移动和炉前定位4.推钢机控制5.步进梁控制6.抽钢机控制7.加热炉温度控制1.粗轧机设定2.辊道控制3.可逆轧机的顺序控制4.除鳞控制5.速度控制6.宽度控制7.侧导板控制1.初始数据输入(PDI)5.数据采集和处理2.跟踪6.人机界面3.设定计算7.报告和记录4.模型自适应8.数据通信过程控制级生产控制级基础自动化级传动级L3L2L1L0热连轧自动化的分布式控制系统国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术热连轧电气自动化系统的分级结构国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术电动EAPC液压HAPC液压HAGC轧辊磨损轧辊偏心轧辊热胀冷缩轧辊轴承油膜厚度来料厚度来料宽度来料温度轧机牌坊压下螺丝及附件液压缸及附件辊面润滑油膜厚度速度控制辊缝控制弯辊控制轧辊冷却机架间冷却水控制润滑控制轧制力控制轧辊平衡控制带钢张力控制厚度监控器控制热连轧AGC厚度控制国家板带生产先进装备工程技术研究中心2、热连轧厚度、温度、宽度控制技术顺序逻辑控制自动位置控制(APC)及速度级联控制反馈AGC(相对/绝对)监控AGC压头/压尾控制穿带自适应厚度设定模型前馈AGC活套补偿模型自学习轧件数据跟踪HMI原始数据输入HMI热连轧AGC厚度控制国家板带生产先进装备工