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可逆式四辊冷轧机动态设定型AGC应用研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 选题的背景和意义

1.1.1 选题的背景

1.1.2 选题的意义

1.2 板带轧制AGC发展概况

1.2.1 板带轧制厚度控制的发展

1.2.2 轧机液压AGC的发展现状

1.2.3 国内AGC发展概况

1.3 本文的主要研究内容

第二章 轧机板厚控制理论

2.1 板带材厚度精度的影响因素

2.1.1 轧机本身的机械和液压装置

2.1.2 轧件的来料特性

2.1.3 轧机的控制系统

2.2 轧件塑性成型原理

2.3 板厚与弹跳方程

2.3.1 板厚的定义

2.3.2 轧机弹跳方程

2.4 板厚控制原理研究

2.4.1 压下调整控制

2.4.2 张力调整控制

2.4.3 轧制速度调整控制

2.5 动态设定型变刚度厚度控制理论

2.5.1 动态设定型变刚度厚度控制理论介绍

2.5.2 动态设定型变刚度理论可行性分析与公式推导

2.5.3 动态设定型变刚度理论优越性分析

2.5.4 动态设定型变刚度理论实现原理分析

2.6 轧件塑性系数及计算公式推导

2.6.1 轧件塑性系数研究概况

2.6.2 轧件塑性系数计算公式的推导

2.7 本章小结

第三章 可逆式四辊冷轧机改造

3.1 轧机技术改造方案的提出

3.1.1 轧机现存问题的分析

3.1.2 技术改造的要求与目标

3.1.3 技术改造方案

3.2 轧机液压AGC概述及特性分析

3.2.1 轧机液压AGC概述

3.2.2 轧机液压AGC特性及优越性分析

3.3 液压AGC液压回路设计及主要参数选择

3.3.1 液压AGC液压回路设计

3.3.2 液压AGC液压回路主要参数选择

3.4 液压AGC电液伺服系统设计

3.4.1 电液伺服控制系统改造方案

3.4.2 电液伺服控制系统静态计算确定主要动力元件参数

3.4.3 电液伺服控制系统主要元件配置

3.5 轧机压下液压伺服缸运动仿真及特性研究

3.5.1 AMESim仿真软件介绍

3.5.2 单缸系统测试

3.5.3 两缸同步方案与分析

3.6 本章小结

第四章 轧机电气控制系统开发

4.1 轧机电气控制系统结构研究

4.1.1 上位机

4.1.2 下位机

4.1.3 信息采集机构

4.1.4 放大执行结构

4.2 板厚闭环控制研究

4.2.1 液压缸位置闭环控制

4.2.2 液压缸压力闭环控制

4.2.3 张力闭环控制

4.3 轧件塑性系数Q的实验研究

4.3.1 PLC寻址

4.3.2 Step 7中块的逻辑控制研究

4.3.3 动态设定型数控模型编程开发

4.3.4 轧件塑性系数编程

4.4 计算机控制界面开发

4.4.1 计算机控制界面

4.4.2 计算机控制界面的操作说明

4.5 本章小结

第五章 轧机板厚实验研究

5.1 轧机辊缝调零

5.2 轧机刚度测试实验

5.2.1 轧机刚度测试方法

5.2.2 实验数据处理

5.2.3 刚度曲线的拟合

5.2.4 刚度值的计算

5.3 轧件塑形系数实验

5.3.1 轧件塑性系数测量步骤

5.3.2 轧件塑性系数的计算

5.4 轧辊偏心补偿实验

5.4.1 轧辊偏心出现的原因

5.4.2 轧辊偏心信号的特性分析

5.4.3 轧辊偏心补偿方案

5.4.4 轧辊偏心补偿实验

5.4.5 实验结论分析

5.5 钢板轧制实验

5.5.1 最优轧制规程设计

5.5.2 实验结果及数据处理

5.5.3 实验结果分析

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文

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摘要

我国钢铁产量已连续多年位居世界第一,稳居钢铁帝国宝座。钢铁产业是国家经济的命脉,它的发展很大程度上反映了一个国家的综合实力。现代钢铁行业发展的一个主要着眼点就是钢材质量的提高。板带材的轧制是钢材生产的重要组成部分,也是钢铁生产的基础环节,其轧制精度的高低直接影响着板带材的板形和板厚质量。
  本课题以山西省冶金设备设计理论与技术重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地可逆式四辊轧机改造项目为依托,针对如何实现中小企业板带产品质量、寻求生存和发展等问题展开。本文通过对液压AGC和动态设定型理论(DAGC)在板厚控制方面的应用进行了研究,并根据实际情况对该轧机提出了液压AGC改造方案,将电动压下系统改成液压压下,并利用AMESim仿真软件验证了液压系统响应的快速性与稳定性;同时将轧机的板厚控制模型改为动态设定型,并利用step7编程软件进行编程将其实现;最后,利用改造完成后的轧机和控制系统进行了轧辊偏心和钢板轧制等实验研究,通过对实验数据的处理及分析,有力地证明了动态设定型理论在板厚控制方面实现了精度的提高,也证明了其控制的稳定性。
  本文通过对轧机改造和控制模型改进实现了板材质量的提高,使动态设定型理论由热轧扩展到了冷轧,由连轧扩展到了单机架可逆轧制,实现了动态设定型理论的进一步推广。同时,本文也为中小轧钢企业或科研机构以小经济成本通过轧机改造实现板带质量的提高提供了一个可参考的成功案例,为中小轧钢企业实现产品改革提供了一条可行道路,为他们的可持续发展提供了理论指导。

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