钢铁工业自动化 轧钢卷【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

钢铁工业自动化 轧钢卷PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章　综述1

1.1　我国轧钢自动化发展的历史和现状1

1.2　轧钢自动化系统功能述评和技术发展3

1.2.1 轧钢自动化系统的功能述评3

1.2.2 轧钢自动化的技术发展6

1.3　轧制过程基础控制和公共控制9

1.3.1 自动位置控制10

1.3.2 轧线速度控制11

1.3.3 轧件跟踪14

1.3.4 数据通信16

1.3.5 轧线控制逻辑16

1.4　轧钢自动化工程开发设计支撑体系17

1.4.1 冶金自动化工程开发设计规范18

1.4.2 轧制自动化系统开发平台22

1.4.3 轧制自动化系统工程技术库29

1.4.4 系统测试和现场调试工具30

参考文献31

第2章　轧线仪表和传感器33

2.1　概述33

2.1.1 轧线仪表和传感器33

2.1.2 轧钢主要仪表和传感器的特点和检测环境37

2.2　特殊轧件跟踪仪表与传感器38

2.2.1 热金属检测器（HMD）38

2.2.2　冷金属检测器（CMD）40

2.2.3 带钢对中控制装置41

2.3　轧制力测量仪45

2.3.1　压磁式传感器46

2.3.2 应变电阻式传感器49

2.3.3 电容式传感器52

2.3.4　油压式传感器53

2.3.5　拉杆式传感器53

2.3.6 轧制力传感器的标定54

2.4　张力测量56

2.5　辊缝测量58

2.5.1 辊缝测量方法58

2.5.2　位置传感器61

2.6　线速度测量65

2.6.1 发电型转速计65

2.6.2　脉冲式转速计65

2.6.3 线速度的相关测量法66

2.6.4 线速度的光束切断测量法67

2.6.5 激光式线速度计68

2.7　厚度测量70

2.7.1 X射线测厚仪71

2.7.2　核辐射测厚仪73

2.7.3 激光测厚仪74

2.7.4　钢板凸度仪77

2.7.5 带钢板镀层厚度测量80

2.7.6　钢管壁厚测量81

2.8　宽度测量仪83

2.9　板形测量87

2.9.1 平直度定义87

2.9.2　冷轧带钢板形测量87

2.9.3 热轧带钢板形测量90

2.10　线径测量93

2.10.1 ORBIS型无接触式线（棒）径测量仪93

2.10.2 RDMS激光测径系统94

2.11　长度测量95

2.11.1 脉冲发生器法96

2.11.2 光束切断法97

2.11.3 激光法98

2.12　缺陷测量与无损检测98

2.12.1 概述98

2.12.2 无缝钢管的缺陷检测99

2.12.3 螺旋焊管的缺陷检测100

2.12.4 轮轴的缺陷检测102

2.12.5 钢轨的缺陷检测103

2.12.6　钢板的缺陷检测104

2.12.7 在役轧辊的缺陷检测108

2.12.8　镀层板的针孔检测109

2.13　连续铁损测量111

2.13.1 连续铁损仪的构成111

2.13.2　连续铁损仪的测量原理112

2.13.3 连续铁损仪补正因素113

2.13.4　连续铁损仪信号显示114

2.13.5 连续铁损测量仪的技术参数114

2.14　温度测量114

2.15　机器视觉的应用115

2.15.1 基于机器视觉的重轨表面缺陷检测系统116

2.15.2 基于机器视觉的焊缝自动跟踪系统120

参考文献122

第3章　轧机电气传动系统128

3.1　轧机主传动系统128

3.1.1 轧机主传动系统特点128

3.1.2 轧机主传动系统发展历程128

3.1.3 轧机主传动系统发展与电力电子技术发展的关系129

3.1.4 交流变频调速系统对于电机类型的选择130

3.1.5 轧机直流传动系统130

3.1.6 轧机交流变频调速传动系统131

3.2　轧机主传动变频器133

3.2.1 交交变频调速系统133

3.2.2 负载换相交直交变频调速系统136

3.2.3 可关断器件交直交变频调速系统138

3.3　轧机主传动整流变压器143

3.3.1 整流变压器结构形式143

3.3.2 交流变频整流变压器设计需要考虑的问题144

3.3.3 整流变压器的防转移电压措施145

3.3.4 干式整流变压器的温度保护装置146

3.4　轧机主传动电动机147

3.4.1 用于轧机主传动电动机的类型147

3.4.2　直流电动机147

3.4.3 异步电动机154

3.4.4 同步电动机156

3.4.5 对轧机主传动电动机的技术要求160

3.5　直流与交交变频传动系统的SVC装置162

3.5.1 变频器产生的谐波与无功162

3.5.2　SVC装置工作基本原理163

3.5.3 SVC装置技术性能指标167

3.6　轧机主传动扭振问题167

3.6.1 轧机的扭振现象167

3.6.2 轧机扭振分析和计算方法173

3.6.3 轧机轴系扭振力学模型174

3.6.4　控制扭振的措施178

3.6.5 应用现代控制理论来解决扭振问题181

3.7　轧机辅传动181

3.7.1 轧机辅传动的供电方式182

3.7.2 轧机辅传动接线方式182

3.7.3 轧机辅传动电动机的制动方式183

3.7.4 轧机辅传动整流器结构183

3.7.5 轧机辅传动电动机的类型183

3.7.6 交-直-交卷取机控制系统介绍184

参考文献189

第4章　轧机液压伺服系统190

4.1　液压伺服系统简介190

4.2　电液伺服阀191

4.2.1 电液伺服阀控制的液压辊缝调节原理191

4.2.2　流量电液伺服阀结构191

4.3　伺服油缸192

4.3.1 油缸的分类192

4.3.2　伺服油缸设计的特点192

4.3.3 油缸的设计193

4.3.4　典型应用设计实例196

4.4　检测元件200

4.4.1　位置传感器200

4.4.2　压力传感器201

4.5　液压伺服供油系统201

4.5.1 高压泵系统201

4.5.2　低压泵系统202

4.5.3　伺服油缸控制装置202

4.5.4 油箱及回油系统203

4.5.5 阀架203

4.6　液压伺服系统的使用与维护203

4.6.1 安装203

4.6.2 液压系统的调试204

4.6.3 检查与维护205

4.6.4 液压系统故障及排除205

4.6.5 液压元件的故障及排除207

参考文献210

第5章　板带热连轧轧制自动化211

5.1 概述211

5.1.1 宽带钢热连轧机的主要设备布置形式211

5.1.2 两种主要热连轧工艺的比较212

5.1.3 热轧窄带钢214

5.2　轧线仪表和传感器214

5.2.1 热连轧轧线仪表和传感器布置214

5.2.2 主要轧线仪表和传感器说明215

5.3 自动化系统结构、配置和功能分配216

5.3.1 系统总体方案216

5.3.2 自动化系统设备选型和配置220

5.3.3 系统功能分配223

5.4　基础自动化系统的功能229

5.4.1 飞剪控制230

5.4.2 活套控制232

5.4.3 自动宽度控制237

5.4.4 自动厚度控制240

5.4.5 板形控制248

5.4.6　热卷箱控制249

5.4.7　卷取机控制253

5.5　过程控制计算机系统功能263

5.5.1 过程控制计算机系统开发平台263

5.5.2　过程控制计算机数据组织264

5.5.3 轧制计划的输入和管理266

5.5.4　过程控制计算机的数据通信270

5.5.5 轧件跟踪273

5.5.6 轧制节奏控制276

5.5.7 轧制模型控制逻辑279

5.5.8 轧制过程模型综述281

5.6　轧制过程数学模型和人工智能应用282

5.6.1 粗轧模型282

5.6.2 精轧模型289

5.6.3　模型参数自学习304

5.6.4 人工智能应用306

参考文献307

第6章　板带冷连轧轧制自动化308

6.1　概述308

6.2　轧线仪表与传感器309

6.2.1 测厚仪309

6.2.2 压头310

6.2.3 张力计310

6.2.4　激光测速仪310

6.2.5 平直度仪310

6.2.6　焊缝检测器310

6.2.7 脉冲码盘310

6.2.8　位移传感器311

6.3 自动化系统的结构、选型和功能分配311

6.3.1 自动化系统总体结构311

6.3.2 自动化系统选型和配置311

6.3.3 自动化系统的功能分配313

6.4　基础自动化系统功能317

6.4.1 入口段控制318

6.4.2　速度主令控制323

6.4.3 自动厚度控制（液压AGC）324

6.4.4 机架间张力控制332

6.4.5 动态变规格控制336

6.4.6　板形控制342

6.5　过程控制计算机系统功能349

6.5.1 过程控制计算机系统结构349

6.5.2　原始数据管理子系统350

6.5.3 轧件跟踪子系统352

6.5.4　轧辊数据管理353

6.5.5　数据采集354

6.5.6　报表子系统356

6.6　数学模型及人工智能的应用357

6.6.1 冷连轧数学模型简介357

6.6.2　设定计算的步骤和方法358

6.6.3 轧制力、轧制力矩和轧制功率计算365

6.6.4 实用工程模型367

6.6.5　模型参数自适应375

6.6.6 智能控制应用378

参考文献379

第7章　可逆冷轧和处理线生产自动化379

7.1　冷轧生产概览380

7.2　可逆冷轧机轧制自动化381

7.2.1 概述381

7.2.2　仪表和传感器383

7.2.3 自动化系统结构、选型和功能分配384

7.2.4 自动化系统功能387

7.2.5　设定与设定计算388

7.2.6　厚度自动控制396

7.3　酸洗生产线自动化404

7.3.1 概述404

7.3.2　仪表和传感器405

7.3.3 自动化系统结构的选型和功能分配406

7.3.4 自动化系统功能408

7.3.5 张力控制410

7.4　退火生产线自动化411

7.4.1 概述411

7.4.2　仪表和传感器412

7.4.3 自动化系统结构，选型和功能分配413

7.4.4 自动化系统的功能415

7.4.5 连续退火线的速度控制415

7.5　平整机组生产自动化421

7.5.1 概述421

7.5.2　仪表和传感器422

7.5.3 自动化系统结构，选型和功能分配422

7.5.4 自动化系统的功能424

7.5.5　伸长率控制426

7.5.6 伸长率、轧制力、张力、弯辊力的综合优化433

7.6　镀锌、镀锡生产线自动化435

7.6.1 概述435

7.6.2　仪表和传感器436

7.6.3 自动化系统结构、选型和功能分配436

7.6.4 自动化系统的功能438

7.6.5 活套的控制439

7.6.6　镀层厚度控制442

7.7　彩涂生产线自动化444

7.7.1 概述444

7.7.2　仪表和传感器445

7.7.3 自动化系统结构、选型和功能分配446

7.7.4 自动化系统的功能448

7.7.5 涂层厚度的控制449

参考文献451

第8章 中厚板轧制自动化453

8.1　概述453

8.2　轧线仪表和传感器454

8.3 自动化系统结构、选型和功能分配457

8.3.1 自动化系统结构和选型457

8.3.2 自动化系统功能分配457

8.4　主要自动化系统461

8.4.1 粗轧机自动控制461

8.4.2 粗轧机板宽自动控制（RAWC）463

8.4.3 精轧机自动控制465

8.4.4　平面形状自动控制470

8.4.5 轧后冷却控制472

8.4.6 热矫直机自动控制476

8.4.7 中厚板淬火自动控制478

8.5　数学模型及人工智能应用480

8.5.1 粗轧机展宽数学模型480

8.5.2　板宽数学模型481

8.5.3 平面形状控制的几种数学模型487

8.5.4 轧后冷却控制数学模型494

8.5.5 热矫直机数学模型498

参考文献499

第9章　炉卷轧机自动化502

9.1　概述502

9.1.1 工艺简述502

9.1.2 炉卷轧机的发展与前景503

9.2　轧线检测仪表505

9.3 自动化系统结构和功能分配505

9.3.1 MES（制造执行系统）级的功能分配506

9.3.2　过程自动化级的功能分配509

9.3.3 基础自动化级的功能分配511

9.3.4 计算机系统结构514

9.4 自动化系统的主要功能515

9.4.1 炉卷轧机入侧出侧卷取炉燃烧自动控制515

9.4.2 炉卷轧机板带厚度自动控制（AGC）517

9.4.3 炉卷轧机板形自动控制（ASC）532

9.4.4 炉卷轧机卷筒料口自动定位控制系统535

9.4.5 炉卷轧机卷取机的张力调节系统536

9.4.6 炉卷轧机自动运转537

9.5　数学模型及人工智能应用539

9.5.1 炉卷轧机保温炉内卷曲带钢的温度场模型539

9.5.2 宽中厚板炉卷轧机轧制温度模型542

9.5.3 炉卷轧机层流冷却模型546

9.5.4 炉卷轧机轧制规程计算和设定模型549

9.5.5 人工智能的应用551

参考文献552

第10章　无缝钢管生产自动化554

10.1　概述554

10.1.1 热轧无缝钢管生产554

10.1.2　冷加工无缝钢管生产554

10.2　轧线检测仪表及传感器配置555

10.3 自动化系统结构、选型和功能分配557

10.3.1 自动化系统结构557

10.3.2 自动化系统装备的选型559

10.3.3 自动化系统功能及其在各级的分配560

10.4　主要的自动化系统562

10.4.1 热轧无缝钢管管坯锯切区自动控制562

10.4.2 热轧无缝钢管穿孔机自动控制566

10.4.3 热轧无缝钢管连轧管机自动控制570

10.4.4 热轧无缝钢管张力减径机自动控制578

10.4.5 冷轧无缝钢管自动控制584

10.4.6 冷拔无缝钢管自动控制586

10.4.7 无缝钢管管径自动控制系统（AGC）588

10.4.8 精整线定尺飞锯自动控制系统591

10.5　数学模型及人工智能应用593

10.5.1 概述593

10.5.2 无缝钢管生产过程的控制模型593

10.5.3 孔型和轧制表离线计算模型595

10.5.4　设定计算模型599

10.5.5 人工神经网络预测管材张减精度及斜轧穿孔毛管偏差603

参考文献608

第11章　焊接钢管生产自动化613

11.1 概述613

11.2　轧线检测仪表及传感器配置615

11.2.1 轧线检测仪表及传感器配置简介615

11.2.2 焊管的特殊和关键检测仪表617

11.3 自动化系统结构、选型和功能及其分配622

11.3.1 自动化系统结构和选型622

11.3.2 自动化系统功能及其分配623

11.4　主要自动化系统625

11.4.1 水平螺旋活套自动控制625

11.4.2 对头焊自动控制系统627

11.4.3 焊缝自动跟踪628

11.4.4 螺旋焊管焊缝间隙自动控制637

11.4.5 焊枪小车步进电机驱动自动控制系统638

11.4.6 焊缝温度自动控制640

11.4.7 热量输入自动控制642

11.4.8 自动引弧与焊缝火口部分焊接643

11.4.9 高频焊管焊接过程自动控制644

11.4.10 螺旋焊管直径自动控制644

11.4.11 电焊钢管平均壁厚的测量与自动控制646

11.4.12 焊管飞锯定尺自动控制系统649

11.4.13 水压试验自动控制系统651

11.5　数学模型及人工智能应用652

11.5.1 埋弧焊缝自动跟踪模糊控制系统653

11.5.2 水压试验机混合式智能伺服阀油压跟随控制系统655

11.5.3 焊缝X光图像自动跟踪系统656

参考文献661

第12章　型钢轧制自动化663

12.1　概述663

12.2　轧线仪表和传感器665

12.2.1 激光测距仪667

12.2.2　活套扫描器667

12.2.3 HITENSION轧件外形尺寸检测器SG5000667

12.2.4 HiTEST/PR用于圆钢表面缺陷的在线检测系统668

12.2.5 HIPROFILE激光外形检测系统668

12.2.6 HiGAUGE无接触光学测量系统669

12.2.7 HILINE光学辊箱位置和辊缝自动设定系统669

12.3 自动化系统结构、选型和功能分配669

12.3.1 大型型钢轧机自动化系统670

12.3.2 中型型钢轧机自动化系统676

12.3.3 小型型钢轧机自动化系统676

12.4　基础自动化系统功能680

12.4.1 微张力控制680

12.4.2 尺寸自动控制（AGC）683

12.4.3 活套高度控制685

12.4.4 飞剪剪切控制687

12.4.5 轧件冷却控制690

12.4.6　减定径机控制691

12.4.7 夹送辊、吐丝机控制（对线材而言）692

12.4.8　风冷辊道及风机控制693

12.4.9 集卷站控制（对线材而言）694

12.4.10　冷床自动控制694

12.4.11 型钢锯切自动控制697

12.4.12　打捆机自动控制701

12.4.13 型钢堆垛自动控制705

12.4.14 钢轨在线热处理自动控制708

12.4.15 重轨翻钢机自动控制711

12.5　数学模型的应用713

参考文献713

第13章　轧钢工业炉自动化716

13.1　概述716

13.2　主要仪表和传感器717

13.2.1 钢坯表面温度检测717

13.2.2 加热炉内钢坯在整个加热时间内温度的检测718

13.2.3 废气氧含量检测718

13.2.4 露点检测719

13.2.5 保护气体装置中的检测719

13.2.6　煤气热值检测719

13.2.7 煤气SO2及NOx含量检测720

13.2.8 高温内窥工业电视的应用721

13.3 自动化系统结构、选型和功能分配722

13.4　各种轧钢工业炉自动化系统724

13.4.1 均热炉自动化系统724

13.4.2　连续加热炉自动化系统733

13.4.3 热处理炉自动化系统757

13.5　数学模型及人工智能应用768

13.5.1 步进式加热炉的优化控制模型769

13.5.2 环形加热炉炉温在线最优设定模型772

13.5.3 宝钢热镀锌连续退火炉数学模型775

13.5.4 宝钢1550mm冷轧连续退火机组加热炉控制模型778

13.5.5 宝钢HPH罩式退火炉退火和冲洗时间模型780

13.5.6 现代控制理论及人工智能的应用782

参考文献791