【技术前沿】冶金科学技术奖二等奖|大型带钢冷连轧机整辊无线智能板形测控系统的研制与应用_控制_轧机_检测

项目获奖情况:2022年冶金科学技术奖二等奖;

完成单位:燕山大学、鞍山钢铁集团有限公司;

完成人:刘宏民 于华鑫 王东城 王义栋 王鹏飞 王军生 张岩 张永顺 张帅 徐扬欢。

项目背景

板形在线检测与控制是大型带钢冷轧机的核心关键技术难题,是我国钢铁工业智能化的重大需求。为打破国外垄断,在国家科技支撑计划、863计划、国家自然科学基金和校企合作的支持下,该项目历时10余年,自主创新研制了整辊无线式板形仪和智能板形控制系统,并成功应用于鞍钢1780mm五机架冷连轧机等12套冷轧机组。

主要技术创新点

1)研制整辊无缝压电式板形检测辊,提高辊面质量,实现宽度方向板形同步测量;优化设计板形辊结构尺寸,提高检测精度和安全性能,扩大对轧制材料和工艺设备的适用范围。2)采用无线数字通讯技术,研制无线式数字化集成化板形信号传输装置,抗干扰性强,信号传输精准,服役寿命长。3)提出通道解耦机理模型、多种检测误差消除方法和板形分量识别方法,研发板形信号精确智能处理系统,实现对板形的精准测量和深度感知。4)提出板形控制动态解耦方法与模型,研制倾斜轧辊、非对称弯辊、对称弯辊、横移轧辊、分段冷却等多手段协同并解耦的板形控制系统,保证了控制功能的完备性。5)提出板形控制机理智能协同建模方法,以条元法和神经网络为特色的机理智能模型,研发包括设定控制、预测控制和板形仪反馈控制的板形控制系统,实现高精度板形控制。

项目成果及应用情况

该项目获得授权发明专利25项、计算机软件著作权10项,主持制定国家标准2项,发表论文80篇。该项成果整体技术达到国际先进水平,其中板形检测通道解耦模型和板形控制动态智能方法达到国际领先水平。整体技术已应用于鞍钢1780mm五机架冷连轧机等多套冷轧和平整机组,替代进口,运行稳定,板形检测分辨率和板形控制精度等技术指标优于进口设备,满足了生产和产品质量要求,实现了大型冷连轧机板形测控系统的首台套国产化。

该项目板形检测分辨力0.2I,板形控制精度4-6I,闭环控制周期100ms,3项技术指标好于国外先进水平(0.5I、8-10I、200ms),技术装备价格是国外的30%-50%,提升了我国冷轧带钢板形测控技术的国际竞争力。

该项目整体技术已应用于鞍钢1780mm五机架冷连轧机和马钢1720mm、河钢1550mm等12套带钢冷轧机,节省投资1.2亿元,近3年新增销售额117亿元,新增利润11亿元。带钢板形从普通精度提升到高级精度,用于红旗奔驰奥迪和格力海尔、华为手机和5G设备等高级汽车家电、电工电子板,顶替进口,出口美欧日韩,提升了我国冷轧带钢质量的国际竞争力。

《世界金属导报》第5期 B07

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