AGC(自動厚度控制系統)是軋制過程中實現帶材、板材厚度精確控制的核心技術,其分類方式多樣,主要依據控制原理、執行機構、應用場景及功能擴展等維度劃分,以下為系統性整合:
一、按控制原理分類
控制原理是AGC分類的核心維度,基于厚度偏差的檢測與調節機制差異,可分為以下類型:
前饋式AGC:通過入口測厚儀或溫度檢測裝置感知來料厚度、硬度等擾動因素(如鋼坯水印、溫度突變),提前計算擾動對出口厚度的影響,預先調整輥縫以消除偏差。其優勢在于無滯后性,可主動預防厚度波動,但對入口檢測精度和擾動模型準確性依賴較高,常用于粗軋階段。
反饋式AGC:通過出口測厚儀(如X射線、激光測厚儀)實時檢測實際厚度,與目標值對比后調節軋機參數(如軋制力、輥縫或張力)。其特點為直接響應最終偏差,但存在滯后性(因檢測點在出口),適用于穩定軋制階段的微調,是精軋機架的主要控制方式。
監控式AGC(厚度計式AGC):基于軋機彈跳方程(h=S+P/M,其中h為出口厚度,S為輥縫,P為軋制力,M為軋機剛度)間接計算厚度,無需專用測厚儀,成本低且響應快,但精度受模型誤差影響,常作為輔助控制或用于缺乏出口測厚儀的場景。
秒流量AGC:依據金屬秒流量守恒原理(入口流量=出口流量,即H?V入=h?V出),通過檢測入口/出口速度與入口厚度實時計算出口厚度并調節輥縫。其優勢在于響應快,與監控AGC配合可顯著提升精度,適用于連軋機組的機架間厚度協調。
張力AGC:利用帶材張力與厚度的關聯(張力增大時厚度減薄),通過調節卷取機速度改變張力大小來控制厚度。適用于薄帶材(如冷軋薄帶)或箔材軋制,但需注意張力調節對板形的影響,常與其他AGC協同使用。
壓力AGC:以軋制力為主要調節對象,根據厚度偏差直接改變軋制力(通過液壓缸調節輥縫),利用軋制力與厚度的負相關關系實現控制。其響應迅速,是中厚板軋制的主要控制方式,但受軋機剛度影響較大。
二、按執行機構分類
執行機構直接影響AGC的響應速度與控制精度,主要分為以下類型:
液壓AGC(HAGC):通過電液伺服閥控制液壓缸位移調節輥縫,響應速度快(毫秒級,30~50 ms),控制精度高(±0.001~±1 μm),支持壓力/位置雙閉環控制,并可集成油膜補償、軋輥熱膨脹補償等功能。是現代冷/熱連軋機的首選,尤其適用于高速軋制與高精度薄帶生產。
電動壓下AGC(EGC):采用電機驅動壓下螺絲調節輥縫,結構簡單但動態響應慢(秒級),需配合高精度測厚儀,多用于老舊軋機改造或對精度要求不高的場景。
張力執行機構:通過調節卷取機或開卷機速度改變帶材張力,間接實現厚度控制,屬于張力AGC的核心執行部件,適用于極薄帶材(厚度<0.15 mm)或箔材軋制。
三、按應用場景分類
根據軋制工藝(熱軋/冷軋)或軋機類型(單機架/連軋機)的不同,AGC的應用場景可分為:
熱軋AGC:針對熱軋過程(高溫、帶材厚、速度快),需重點消除來料厚度波動和軋制過程中的熱擾動(如溫度變化對材料塑性的影響),常結合前饋控制應對高溫下的快速變化,執行機構以液壓AGC為主。
冷軋AGC:針對冷軋過程(室溫、帶材薄、精度要求高),更注重微小厚度偏差的修正,依賴高靈敏度的反饋控制(如出口測厚儀)和張力控制,同時需兼顧板形與表面質量,常采用液壓AGC+秒流量AGC+智能算法的復合控制方案。
單機架AGC:適用于單機架可逆軋機,控制邏輯相對簡單,需兼顧軋制方向切換時的厚度穩定性,執行機構以液壓或電動AGC為主。
連軋機AGC:用于多機架連軋機組(如冷連軋、熱連軋),需協調各機架間的厚度分配,避免機架間張力波動影響整體厚度,通常采用“秒流量相等”原則(各機架出口速度×厚度=常數)實現機架間聯動控制,常結合前饋、反饋、秒流量AGC的復合控制。
四、按功能擴展分類
為提升控制精度與適應性,AGC常集成特殊功能或復合控制策略:
復合控制系統:如“前饋+反饋”復合AGC,入口厚度偏差前饋補償+出口厚度閉環反饋,兼顧響應速度與精度;“秒流量+監控”復合AGC,通過流量守恒與彈跳方程聯合計算,提升動態控制能力。
多變量AGC:同時調節多個參數(如軋制力、張力、速度),結合板形控制、溫度補償等,適用于高精度板材(如硅鋼、不銹鋼)軋制,控制精度可達±0.5%厚度。
智能算法增強型AGC:引入自適應控制(基于軋制力-速度模型動態調整參數)、神經網絡、模糊邏輯等算法,處理非線性擾動(如軋輥偏心、材料性能波動),提升系統對復雜工況的適應能力。
特殊功能型AGC:如變剛度AGC(動態調整軋機等效剛度,平衡軋制力波動)、頭部補償AGC(針對鋼板頭尾溫降導致的偏薄問題,采用多點設定補償軋輥壓靠量)、軋輥偏心補償(通過傅里葉分析識別支承輥偏心周期,反向補償輥縫振動)等,針對性解決特定厚度偏差問題。