薄板冷轧机轧钢的开题报告1.docx

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薄板冷轧机轧钢的开题报告1

毕业设计（论文）开题报告

题目薄板冷轧机HAGC控制系统的分析和设计

学院机械与动力工程

专业班级

学生姓名学号

指导教师

年月日

开题报告填写要求

1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作开始后2周内完成，经指导教师签署意见及系主任审查后生效。

2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3.学生查阅资料的参考文献理工类不得少于10篇，其它不少于12篇（不包括辞典、手册）。

4.“本课题的目的及意义，国内外研究现状分析”至少2000字，其余内容至少1000字。

毕业设计（论文）开题报告

1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析

  一：

冷轧板HAGC的目的和意义

1什么是冷轧板HAGC

HAGC液压厚度自动控制系统，是根据设定厚度通过PLC程序模型计算给液压伺服系统相应的信号，以达到想要的厚度值。

响应速度快、控制精度高的优点，。

正在取代电动AGC成为当今新建轧机和欲改造轧机的首选技术，是生产厂家在未来激烈市场竞争中取得优势的重要保证。

2研究冷轧板HAGC的意义和目的

1）我国背景和现状

钢铁行业“十二五”规划是指导钢铁行业未来五年发展的纲领性文件。

规划提出钢铁行业的主要发展目标、重点任务和措施；研究分析钢铁行业发展的突出瓶颈，提出突破上述瓶颈的对策建议；研究提出“十二五”期间及到2020年钢铁行业发展的总体思路、指导原则、战略选择和关键举措。

钢铁行业中的板带生产数量大、质量要求高、经济效益显著，因而各国都重视板带钢技术的提高，竞相把最先进的检测、控制技术用于板带轧制生产当中。

目前实际尺寸精度、组织性能都达到较高的水平。

而且随着连轧过程自动化技术的发展，对控制系统操作人员和工艺设计人员的要求也越来越苛刻。

特别是轧制速度普遍提高，基于实际运行或人的直觉来评价控制系统或控制器的优劣，已不可能保证获得较好的控制参数。

而且连续轧制的控制算法日新月异，各种组合投入会带来不同的效果。

但是连轧机设备庞大复杂，投资巨大，不可能轻易变动。

此外，连轧生产任务繁忙，停车代价很大。

在现场试验还存在人员和设备的危险。

在现场进行上岗人员培训也易出现事故，使生产停顿，造成巨大损失。

因而，随着冷连轧过程控制自动化技术的发展，控制系统也越来越复杂，系统需求也就越来越迫切。

冷轧带钢生产中的精轧机部分主要完成轧制力、带钢厚度、机架间带钢张力和活套角度等多个量的控制，是一个典型的有着相互干扰的多变量系统。

传统的AGC张力控制系统由多个SISO的控制器组成，其控制方法主要为：

通过调节轧机速度来调整活套高度，控制活套电机电流来维持带钢的张应力恒定，调整液压缸或压下电机的压下动作量来控制板厚。

这样每个单独控制不仅要接受别的控制回路来的干扰量同时还给别的控制回路施加干扰，严重影响了控制效果，所以在控制特性上指标不高。

面对日益苛刻的市场要求，基于整体性思想来实施精轧机综合控制已是发展的方向和潮流。

对子系统或若干子系统的组合进行研究，分析其对整体控制目标和彼此之间的影响。

同时结合先进控制理论，来最终实现精轧机的总体综合控制。

国内外学者和工程技术人员做了大量的工作，特别是近年来成为研究的热点与难点。

2）冷轧板HAGC的作用

液压AGC自动厚度控制系统的作用1、快速消除带钢头尾厚度偏差；2、减少换辊和辊缝的设定时间，提高轧机的作业率；3、增加坯料单重，最大限度地实现负公差轧制，可使带钢的综合利用率提高1～2%。

4、准确显示带钢厚度，实现测厚仪功能。

二、国内外薄板冷轧板HAGC研究现状

随着产业升级和企业技术进步的加快，越来越多的钢铁厂，尤其是新厂使用HAGC。

1，国外冷轧板HAGC。

从1924年美国在阿斯兰建设的1470mm带连轧机和1926年在巴特勒建设的1070mm带连轧机起，带钢热连轧机已经有将近80年的发展史了[2]。

因为带钢热连轧生产的高效率、高经济性，带钢在经济生活中，有广泛的用途，因而在轧钢生产中发展得最为迅速，而且也是各种新技术应用最为广泛的一个领域。

从某种意义上来说，带钢连轧机的设备水平和工艺已经成为一个国家工业发展水平的一项重要标志。

近年来，近终形连铸技术飞速发展，世界上第一套薄板坯连铸连轧生产线于1989年在美国Nucor公司投产，带钢的铸轧也取得了突破性的进展。

由于该工艺具有大幅度缩短生产周期、节约能耗、提高钢材收得率、降低生产成本、减少基建投资等一系列优点。

因而，被认为是今后带钢生产的发展方向。

使用冷轧板HAGC带钢生产工艺的新动向

1）超薄带的生产

热带生产可以在一定范围内替代冷轧带钢，但超薄带钢生产将降低成材率和轧机产量，经济上是否合算目前尚有争论。

2）智能化。

VAIclecim开发了一种新式的可逆式冷轧机，该轧机配备了智能凸度工作辊蹿辊，自动极形控制系统和Counm数学模型的二级系统，设计年产量60万t。

可以120m|s的速度轧制宽度达1650mm的板材。

达涅里公司为Unicoil公司沙特Al-Jubail厂提供了一条先进的冷轧生产线，该生产线冷轧机部分采用了单机架四辊可逆式冷轧机。

轧机顶部装有HAGC液压缸，底部装有斜锁板，可以实现轧制线自动调整，轧机还配置了E-型活动工作弯辊，平衡液压缸。

3）无头轧制在带钢冷连轧上的应用。

还有一种新工艺称为全连续生产带钢冷轧技术，日本川崎钢铁公司千叶厂的第三套轧线，是世界上首次采用带无头轧制技术的生产线。

据资料介绍，实现带无头轧制，使板厚和板形波动减少，成材率提高0.5%-1.5%。

三，中国轧辊业存在问题及对策

　　尽管近几年中国轧辊制造业取得长足发展，但是由于受钢铁行业快速发展，国内轧辊供不应求形势的影响，我国轧辊制造业出现了无限制的发展，使得轧机装备水平参差不齐，常法铸造的一般轧辊有一定的生存空间，轧辊产品技术水平和质量等级良莠不齐。

　　一是产业结构不合理。

据不完全统计，我国大大小小轧辊制造厂家超过300家，大多数轧辊生产企业规模小、产品单一、没有核心技术或有技术竞争力的产品，生产能力总量远大于需求，但高端产品、高技术含量、高附加值产品却供不应求，不能满足市场需求，部分品种还要靠进口来补充。

　　二是企业综合水平较低。

手工作业、人工操作是轧辊生产企业的现状，靠经验、凭感觉是生产操作现场的主流。

由于企业生产管理能力的普遍低下，致使在生产过程中工序质量难以受控，产品实物质量不稳定。

而国外许多轧辊制造厂家，铸造过程已实施了计算机控制，生产过程的效率、产品质量和成本指标均远远优于我国同类企业。

　　三是企业发展后劲不足，缺乏核心竞争力。

除几家年产量上万吨的轧辊生产厂家外，整体技术水平较低，普遍存在轧辊材料的基础性研究匮乏，原始创新和科研新产品开发能力差的问题，都是根据市场需求、客户要求来制造轧辊，轧辊制造业处于被动地位，远没有做到引导和引领市场。

因此，中国轧辊企业要想在更加激烈的竞争中生存和发展，为建设钢铁强国提供有力支撑，为保障国家经济安全尽一份力量，就不但要在装备、产品、质量、技术等方面提高核心竞争力，还要在现代企业管理、人员素质提升、品牌建设、自主研发能力以及企业文化建设方面形成优势，此外，目前中国大部分的轧辊企业规模偏小，轧辊年产能超过万吨的不足20家：

集中度低，资源的配置不合理；产品结构调整的步伐慢，大部分企业都在低端产品市场进行厮杀。

如果以这样的行业状况，依靠大大小小单打独斗的300多家轧辊企业去满足钢铁工业联合重组、做精做强的发展要求，显然极不匹配，也很难集成优势，与国外企业抗衡，因此对轧辊行业的整合重组势在必行。

因而为保持中国轧辊业旺盛发展，应从以下四方面采取措施：

　　一是加强轧辊的研发投入，根据市场需求推出新的产品。

可采用校企联合开发的方式合作开发新品种：

自身研发实力较强的企业，自主开发新产品是企业努力的方向。

　　二是提高企业管理水平，加大力度提高企业的管理水平。

强化市场意识，完善营销职能，加强基础管理，提高经营效率。

　　三是完善和提高轧辊制造装备水平，适应目前国际和国内现代化轧机用辊需求，稳定国内市场，拓展国际空间，加大出口的力度，使我国轧辊在世界上创出自己的名牌。

　　四是开展战略性重组与合作。

基于中国轧辊行业“小而散、多而乱”的现状，而且轧辊制造技术基本成熟，各制造厂在品种和工艺上各有特点，因此在市场处于完全竞争状态下，我国轧辊制造业要想生存和发展，要对抗来自国外的竞争，必须进行战略性的调整，实施强强联合共同发展。

毕业设计（论文）开题报告

2.本课题的任务、重点内容、实现途径

一、课题任务要求：

1、查阅国内外相关资料文献，对目前薄板冷轧板HAGC有初步了解；

2、利用学校冶金实验室已有条件，设计出冷轧板HAGC模型，包括液压辊缝的厚度控制结构设计，确定主要工作参数，选择驱动体统和电控系统，并用液压进行控制；整体结构设计，绘出液压机构简图、工作空间投影图、液压必要的零件图等；

3、对设计好的冷轧板HAGC模型进行实验分析，利用Matlab模拟软件模拟冷轧辊缝控制过程情况；

4、能按照重庆科技学院本科毕业设计论文相关规范撰写毕业论文，字数不少于15000；

5、论文符合要求，能顺利通过毕业答辩。

二、设计（论文）的主要内容：

薄板冷轧机HAGC控制系统的分析和设计重点是辊缝控制。

而辊缝控制最重要的目的是恒辊缝控制，因此，液压控制系统的基本控制回路实质上是电液位置控制系统，以下是系统设计的一些具体要求和设计参数。

液压辊缝控制系统设计，应满足调节辊缝的速度要求及控制精度要求；系统工作必须稳定；系统的动作调整及安全保护应符合所在轧机的工艺操作特点；系统应尽可能使操作维修方便等。

系统的构成应能满足工艺过程的要求；按位置控制方案完成第一机架的液压辊缝控制系统的分析和设计，系统的闭环频宽不小于10Hz;液压伺服缸采用下置方式。

三、实现途径

实现途径主要在李老师的指导下，通过以下步骤来完成设计：

1、利用学校图书馆、电子阅览室等途径查阅内外相关资料文献，对目前薄板冷轧机HAGC控制有初步了解。

2、观看薄板冷轧机HAGC控制的工作视频，对薄板冷轧机HAGC控制的机械模型、动作方式等有一定认识，初步形成设计思路。

3、在学校冶金学院的实验室里，利用已有条件完成薄板冷轧机HAGC控制等的设计。

4、利用CAD/CAXA等绘图软件绘制出薄板冷轧机液压装配图。

利用Matlab模拟软件模拟冷轧动作过程及控制过程情况。

5、借助《机械设计手册》等辅助设计工具书完成薄板冷轧机HAGC控制技术参数，液压系统，驱动系统，电控系统列表。

6、利用冶金实验室，设计出薄板冷轧机HAGC控制的控制部分，结合提供的设计参数、动作方式等编写液压控制程序。

7、Mablab编程软件中进行实验模拟、分析，检验设计的薄板冷轧机HAGC控制过程是否符合设计要求。

如果不符合再查找原因。

8、整理之前的设计资料，编写论文（设计）说明书。

毕业设计（论文）开题报告

3.完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法

1完成本课题，我们需要充分利用图书馆内丰富的资源，查阅曲金晓宏,<<板带轧机液压辊缝控制技术>>,武汉科技大学，对薄板冷轧机AGC控制模型、结构、工作方式、动作过程及设计思路等有初步的了解。

特别是薄板冷轧机模型，可以通过本书中对各个部件内部结构、联结方式、实现功能方式等的介绍，对设计械模型很有帮助。

刘长年,<<液压伺服系统优化设计理论>>,北京,冶金工业出版社，曹鑫铭主编,<<液压伺服系统>>,北京,冶金工业出版社，对薄板冷轧机HAGC控制部分的设计有所参考，比如液压系统，驱动系统和电控系统的选择，尤其是液压的选择方式等。

通过学习能顺利选择液压系统，驱动系统和电控系统，同时也可以用该书中介绍冷轧机AGC控制。

在查看国外情况时我们还可以借阅武汉钢铁设计院,<<国外一米七轧机资料>>。

而成大先主编,<<机械设计手册>>第三版第四卷,化学工业出版社主要用于查阅各种参数的设计。

2在完成图书馆资料的查阅后，计算机便不可少。

需要利用英特网搜索本课题相关的文献作为设计参考，而整个课题的完成都需要在计算机上进行，比如电子文档的输入、排版、直到最后的打印，这些过程都要用到计算机。

液压机构简图、工作空间投影图、零件图等都需要通过CAD软件用计算机绘制。

最后液压系统的控制过程，动作过程的仿真都要使用Matlab软件。

以上都必须用到计算机，因此，计算机在本课题设计中占有重要作用。

3解决办法及HAGC控制的实现

HAGC控制的实现过程：

轧过程的一个显著特点是“机械、电气、液压控制系统和轧件间的紧密联系，形成一个复杂的综合系统”。

其精轧机组控制是由多个子系统组成的一个复杂的综合控制系统。

各个子系统分别控制不同的变量，最终使板带材的前述几何指标达到要求。

通常由静态设定模型提供优化的辊缝设定和轧机主速度设定，为板带在精轧机组中的正常轧制以及凸度和平直度指标的实现提供初始保证。

厚度自动控制（AGC）用于保证带钢的纵向厚度精度和均匀性。

活套张力和高度控制系统通过其缓冲作用实现恒定微张力和套量的控制，它和主速度控制系统一起使各机架在单位时间内的“秒流量”相等，防止机架间张力过大或失张所导致的拉钢、堆钢现象的发生，从而保证了高速连轧过程的顺利进行。

从而最终实现恒辊缝控制，整个过程符合所在轧机的工艺。

毕业设计（论文）开题报告

指导教师意见：

（对本课题的深度、广度及工作量的意见、对设计结果的预测，并明确是否可以开题）

指导教师（签字）

年月日

系审查意见：

系主任（签字）

年月日