随着我国核电、船舶、能源化工、工程机械等行业快速发展,下游客户对厚度10mm以下、宽度3000mm以上的宽薄板需求日益增加,宽薄规格钢板高精度的板形和厚度指标对厚板轧机的控制提出了更高的要求。本文以南钢5米宽厚板轧机宽薄规格钢板生产工艺和控制功能优化为背景,围绕提高宽薄规格产品质量开展研究工作。在广泛查阅相关文献基础上,综述了厚板轧机板形和厚度高精度控制理论和手段,提出了改善宽薄产品板形和厚度质量的优化方法。论文主要研究内容如下:(1)综述了国内外中厚板产品及中厚板轧线设备的概况,分析了宽薄钢板产品的市场状况及行业趋势。针对南钢5米宽厚板轧机设备和控制系统的具体特点以及生产现状,分析了该轧线批量生产宽薄规格钢板存在的问题,提出了本文研究内容和技术路线。(2)分析了板凸度、平直度、楔形等板形特征指标,研究了液压弯辊、窜辊、轧辊冷却等板形控制技术。针对宽薄规格产品的实际板形问题,从弯辊控制、窜辊控制、分段冷却和热凸度控制,以及矩形度控制方面开展优化工作,提高宽薄规格产品板形控制能力。(3)研究了中厚板轧机厚度控制理论和厚度自动控制AGC(Automatic Gauge Control)技术,为解决宽薄规格产品的厚度精度问题提供理论依据。结合现场问题分析,对过程控制系统厚度控制设定模型进行优化,提高温度、流变应力、轧制力等厚度控制模型精度。对基础自动化厚度控制AGC系统进行控制参数优化和控制逻辑改进,提高了宽薄规格的厚度控制精度。(4)优化宽薄规格钢板的预矫直模型并开发反矫功能,提高热矫后板形质量。采用热处理后先下线缓冷再上线冷矫的生产工艺,设计制作专用的缓冷台架,提高了冷矫后板形合格率。对宽薄规格钢板的坯料设计和生产计划编排进行优化,保证宽薄规格钢板的连续稳定生产。(5)南钢5米宽厚板轧机宽薄规格钢板生产过程控制优化和技术攻关工作取得了良好的应用效果,宽薄规格产品的合格率大幅提升,由原来的62%提高到了94%,产品的主要技术指标达到世界先进水平,批量供货国内外客户。