[发明专利]一种对冷连轧机测厚仪状态进行自动监控的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域轧机厚度控制技术，尤其是指一种对冷连轧机测厚仪状态进行自动监控的方法。

背景技术

厚度是金属加工的重要质量指标之一，厚度自动控制是现代金属轧制生产中不可缺少的重要组成部分。

厚度自动控制是通过测厚仪或传感器(如辊缝仪等)对金属板实际轧出的厚度连续地进行测量，并根据实际测量值与给定值相比较后的偏差信号，借助于闭环控制回路和装置，经过计算机的功能程序，改变轧机的压下位置、张力或轧制速度，把厚度控制在允许偏差范围内的方法。

一个AGC(厚度自动控制)系统由3部分装置组成:厚度的检测装置(测厚仪)，厚度自动控制装置以及执行机构。AGC系统能否精确地进行控制，首先取决于一次信号的检测，因此，测厚仪的测量精度和测量稳定性对整台轧机的厚度控制而言是非常重要的。冷轧带钢生产中比较常用的测厚仪为非接触式(X射线或γ射线)测厚仪，其工作原理是由射线源放射的光子通过被测物质时与物质发生相互作用，一部分发生散射、一部分被物质吸收、一部分透过物质，可以通过测量透过被测物前后的辐射强度变化来确定被测物的厚度。

目前常用的五机架冷连轧机中对轧制的金属板100进行厚度控制的系统如图1所示，其中第一机架11的前、后面各配置一台测厚仪101,102，第四机架14的后面配置一台测厚仪103，第五机架15的后面为确保测厚仪状态配置两台测厚仪104,105(一备一用)，而每个机架为实现正常稳定轧制，分别配置一台高精度测速仪111-115，对各个机架出口速度进行检测。第五机架15后面有两台测厚仪，在正常使用过程中一般以四小时为周期轮流运行(即一台正常使用，另一备用测厚仪自动进行校零，校零后仍投入使用进行厚度检测，但备用测厚仪数据不参与过程控制)，而第一机架11前、后面及第四机架后14测厚仪各仅有一台，所以无法进行切换使用，而是定期停机(一般以8～12小时为周期)校零后重新投入使用。

此种使用方式存在的问题为：

第一机架11前、后面及第四机架14后面的测厚仪在整个校零周期内的状态无法监控，由于机架内乳化液、油泥、铁粉等杂物较多，若粘在测厚仪上，使用时会吸收相应射线能量，使得所测量厚度较实际带钢厚度偏厚。第五机架15前的三台测厚仪101-103，特别是第四机架14后的测厚仪103若发生此问题，会使得第五机架15所设定的轧制力与实际轧制力发生明显偏差，影响轧制过程。第五机架15后面由于有两台测厚仪104,105作短周期校正轮流使用，且两台测厚仪之间数据差异达到一定阈值时还会提示报警信息进行校零及人工清洁，所以第五机架15后面的测厚仪104,105的准确性及稳定性极高。

如图2所示，第四机架14出口的测厚仪103显示厚度为0.6mm，测速仪141测出的出口速度为1000mpm，第五机架15出口的测厚仪104或105显示厚度为0.5mm，则根据秒流量物流平衡原则(冷轧轧制过程中宽度方向变化忽略不计)：

0.6*1000＝0.5*第五机架出口测速仪151测出的速度，即，对应的第五机架15的出口速度应该为1200mpm。

但若因为第四机架14后面的测厚仪103探头上粘附了异物，导致射线能量损失，则0.6mm厚度中有一部分厚度为异物吸收射线能量后所计算得到，实际厚度将小于0.6mm。假设0.6mm中有0.55mm为带钢实际厚度，0.05mm为粘附物体所导致的虚拟厚度，由于第五机架15的实际厚度为0.5mm，则根据秒流量物流平衡原则

0.55*1000＝0.5*第五机架出口测速仪151测出的速度，即，对应的第五机架15的出口速度为1100mpm。

此时，若用两个机架显示厚度与速度的乘积进行对比，就会出现：

0.6*1000＝600

0.5*1100＝550

说明两个机架间所显示物流关系出现了较大偏差，而反映在轧制力上，则是第四机架14实际轧制分配偏大，第五机架15实际轧制分配较小，第五机架15会出现设定轧制力与实际轧制力偏差较大的情况，影响了板形控制及生产稳定性。

总之，现有技术存在以下问题：

1、非接触式测厚仪对工作环境要求较高，轧机在实际生产过程中飞溅的乳化液、机架间的油雾都有可能污染测厚仪的光源窗口，从而对测量精度造成影响。对于目前常用的冷连轧机测厚仪配置而言，第四机架后测厚仪及第一机架前后测厚仪由于生产需要，相应校零及清洁周期较长，在使用过程中时有发生异物粘附在探头上，导致影响厚度测量准确性的情况出现，并进一步影响机架间的轧制负荷分配及机组生产稳定性。