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【常务理事单位】北京科技大学:热轧铝板带厚度控制技术

发布时间:2022-01-14收藏本文关闭本文

  成果简介 

  技术内容、解决关键问题,市场应用与前景等  

    热轧铝板带厚度控制技术主要包括头部变厚度轧制技术、粗轧铝板厚度控制技术和精轧多机架厚度综合控制技术。其中,头部变厚度轧制技术,主要是根据轧制规程和精确跟踪计算各机架头部不同位置压下量,使得铝带从薄到厚的变形区没有厚度突变,可有效解决因铝卷头部太厚而造成的压痕或起折问题;粗轧铝板厚度控制技术,主要是利用轧制力相等时弹跳量相等的原理,通过已轧道次轧制力、辊缝反馈,在后续道次轧制时,实时计算当前厚度,并进行粗轧厚度控制;而开发的基于数据挖掘的精轧多机架厚度综合控制技术,则是通过历史数据挖掘当前轧制过程重要工艺参数,并结合史密斯预估原理,对当前厚度进行预测及控制,消除快速波动的厚差;并开发模糊监控AGC算法,消除缓慢变化的厚差;针对尾部失张和低温问题开发自学习压尾功能,对上一卷尾部厚差进行机器学习作为下一卷压尾量调整依据;开发AGC负荷分配技术,对各机架辊缝调节量进行分配,避免个别机架调节过大,造成传动过载或板形恶化。 

    解决的关键问题包括板形板厚的耦合问题和轧制过程中的热交换问题。通过分析板形板厚控制系统各变量之间耦合关系和各个变量的变化规律,研究了影响板形板厚两个重要质量指标的主要因素,采用支持向量机等方法对轧机系统动态建模进行深入研究,建立板形板厚综合控制系统控制模型,将神经网络与预测控制的融合,改进对多变量、非线性控制系统的预测控制性能,采用自抗扰控制等现代控制方法和智能技术相结合的控制手段来解决板形板厚综合控制问题。

    高精度铝板带的加工能力可以反映出一个国家的铝加工水平,目前我国只有部分企业能够生产少量硬质合金,尤其是应用于航空航天、先进制造等高性能铝合金的研发和生产能力严重不足,如自主知识产权的国产ARJ21支线客机主要用国外铝材,国产大飞机C919铝材国产化尚待时日。因此,本成果定位于高品质的铝及铝合金板带产品厚度控制技术的研发及应用,针对铝合金板带加工过程的厚度控制关键共性技术开发及应用方面内容的深入研究,开发出具有国际先进水平的热轧铝板带厚度控制技术,可以很大程度缓解国内对于先进技术及高档铝板带材的需求。在经济效益方面,如果产品质量提高到符合交通运输用铝板标准,按年生产交通运输用铝板0.3万吨计,新增年销售收入15000万元,年上缴税金680万元,年利润总额1000万元,年净利润850万元;

    在社会效益方面,通过热轧铝板带厚度控制技术的开发与应用,对提升铝加工行业及产品整体水平具有重要意义,针对宽幅高品质铝合金板带的研究与开发尤其关键,对铝加工技术进步和产生巨大的市场效益具有重大意义;在环境效益方面,能源和环境问题使得减轻交通运输工具自重、降低能耗成为世界各国关注的重大问题。根据有关数据,汽车重量每减轻10%,燃料油耗下降6-10%;每使用1kg铝材,可使汽车寿命期减少20kg尾气排放。因而,铝板带材在交通运输领域的广泛应用所带来的轻量化可有效地节约能源、降低污染排放、改善环境,将产生显著的环境效益。 

    

    应用案例 

    银海1+4热连轧3300+2850,银邦单机架热轧4000,明泰1+4热连轧2000,明泰1+1热轧3300+2850,永杰1+3热连轧1850,巨科1+4热连轧1850,巨科1850单机架冷轧,万达1+4热连轧2400,万达双机架冷轧1850

  

  

  专家名片

   

  张飞

   

  张飞,北京科技大学,博士,副研究员,澳大利亚伍伦贡大学访问学者。主要研究方向包括先进控制、智能制造、实时诊断、预测性维护等。先后主持或参与完成数十条钢铁及有色金属冷热轧生产线自动化项目,以及13项国家课题和40余项厂协课题。近5年发表论文30余篇,参编著作2部,专利授权28项,获省部级一、二、三等奖各1项。

  科研方向:

  大时滞系统的鲁棒控制理论与方法研究

  基于模式识别的检测与控制技术研究

  工业机器人智能技术研究

  集成智能工况监视与自动化系统实时诊断技术研究

(资料来源:中冶有色技术平台)