针对铝板带热轧和冷轧生产的工艺流程及装备特点,结合多年来在钢铁轧制自动化领域的经验,通过硬件系统的自主集成和调试,搭建了高效、快速、稳定、可靠的多级计算机控制系统,完成了基础自动化、过程自动化和中间件平台的开发。通过对铝合金材料变形行为、铝合金端面变形行为、铝合金温度场计算、智能算法的模型参数评估、轧制离线仿真平台等基础理论研究,开发了自动化控制系统所需求的高精度质量控制核心模型和控制策略,实现高精度的全自动生产和高精度的质量控制。
开发了铝板带热连轧变接触支持辊辊形技术及全套的板形控制模型,包括基于交替有限差分算法的工作辊热辊形计算模型、基于改进影响系数法的快速辊系变形计算模型和基于神经网络及模糊规则的工作辊分段冷却控制模型。
对于直接以板材为成品的粗轧机组,开发了不依赖测厚仪的铝合金板材厚度控制技术,厚度精度远高于传统方法;针对热连轧以及单机架和二连轧冷轧厚度波动特点,也开发了基于改进型Smith预估器,且满足动态负荷平衡的AGC技术。
开发了非对称和非稳态条件下的质量控制技术。通过对角轧过程的三维有限元模拟,揭示了角轧过程铝合金板带的宽度变形规律,形成了一整套角轧工艺和控制策略;采用微跟踪方法,实现了铝板带的头部变厚度轧制技术;依据相似性特点,建立了头尾铝板带串级纠偏控制方法;开发温度非稳态及失张条件下的AGC调节策略;开发出功能齐全的铝合金板带材数据库,构建了基于BP神经网络的铝合金中厚板厚度预测模型。
铝板带热轧和冷轧自动化相关技术已经申请国家发明专利10余项,软件著作权2项,获得省部级奖励2项。
L2部分HMI画面
L1部分HMI画面
铝锭头尾部总体等效应变图
热轧成品铝板照片
热轧成品铝卷照片
冷轧铝卷