根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法與流程

2023-11-04 01:51:57 1

本發明涉及一種控制軋機機架跑偏的方法，尤其涉及一種控制精軋機架跑偏的方法。

背景技術：

熱軋帶鋼是重要的鋼鐵產品，熱連軋是熱軋帶鋼生產的主要方式之一。圖1示意了一種熱軋帶鋼的熱連軋生產線。如圖1所示，該熱連軋生產線包括加熱爐1、粗軋機2、精軋機3、層流冷卻裝置4以及卷取機5，其中精軋機3包括若干精軋機架，該熱連軋生產線中，精軋機3包括精軋機架f1-f7。該熱連軋生產線的生產工藝是：首先坯料經加熱爐1板坯加熱，其次經高壓水除磷，之後經粗軋機2進行粗軋，然後切頭切尾，再經精軋機3精軋，之後經層流冷卻裝置4進行層流冷卻，最後由卷取機5進行卷取獲得熱軋帶鋼成品。

粗軋後的板坯也稱中間坯。在實際熱軋帶鋼生產中，由於溫度不均勻、粗軋兩側輥縫偏差、粗軋軋輥打滑等原因，中間坯往往存在如圖2所示的一定鐮刀彎(即形狀如鐮刀的彎曲)，對後續精軋軋制穩定性造成不利影響，容易導致精軋出現軋破甚至跑偏廢鋼等事故。然而目前對此缺乏有效的控制手段，生產中操作工需要根據實際軋制情況進行及時幹預，具有較大的不確定性和誤差。隨著高強度熱軋板帶產品以及薄、硬規格產品的日益增多，熱軋軋制鐮刀彎、跑偏等問題日益突出，成為熱軋生產焦點問題之一。

鐮刀彎問題源於非對稱軋制，即軋機入口與出口板坯比例楔形不相等。造成非對稱軋制的因素眾多，主要包括軋件、軋機和軋制對中性三方面。軋件方面的因素包括板坯來料的鐮刀彎、楔形度和溫度均勻性。對於板坯來料的溫度均勻性導致的非對稱軋制問題，專利jp62197209a、jp06007818a公開了一種基於溫度檢測的鐮刀彎和跑偏控制方法，是通過在軋機入口安裝溫度檢測裝置，測量板坯橫向溫度差，由此得到軋機兩側軋制力偏差和輥縫偏 差，並對軋機兩側輥縫進行補償，從而實現鐮刀彎和跑偏控制。但該方法對於板坯來料的鐮刀彎和楔形度導致的跑偏和鐮刀彎無法控制。專利jp62054511a公開了一種基於視覺檢測的鐮刀彎控制方法，即通過軋機出口安裝高速相機，實時檢測帶鋼位置，並把跑偏信息傳遞給軋機壓下系統，動態調整軋機兩側壓下，從而實現鐮刀彎和跑偏控制。該方法可解決各種因素導致的跑偏和鐮刀彎問題，但由於需要安裝板坯位置檢測與自動跑偏控制系統，實施投資大，周期長。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法，該方法可解決由於粗軋中間坯存在鐮刀彎而影響精軋軋制穩定性的問題，減少跑偏廢鋼，提高熱軋帶鋼產品板形質量。

為了實現上述目的，本發明提出了一種根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法，包括步驟：

(1)選定控制範圍：所述控制範圍為沿中間坯的長度方向距中間坯的頭部端的距離為x的控制段；

(2)確定鐮刀彎c值：以中間坯在其長度方向上距頭部端距離為x的位置的對中值c1為基準，將所述控制範圍內的各點的實際對中值c2減去c1，得到所述各點的鐮刀彎c值，c的單位為mm；

(3)按照下述模型得到第i機架的單側輥縫調節量δgapi：

式中：δgapi為第i機架的單側輥縫調節量，單位為mm；c表示帶鋼鐮刀彎c值(mm)；km表示軋機剛度係數，其單位為kn/mm；ks表示塑性變形係數，其單位為kn/mm；hi表示第i機架的出口厚度，其單位為mm；h0表示中間坯厚度，其單位為mm；w表示帶鋼成品寬度，其單位為mm；ki表示第i機架的增益係數，其為無量綱；

(4)將上述確定的第i機架的單側輥縫調節量δgapi傳輸給壓下控制系統進行執行。

本發明的總體構思是考慮到中間坯鐮刀彎對精軋的跑偏影響，採用精軋 前對中間坯鐮刀彎對中數據進行檢測，並基於該檢測得到的中間坯鐮刀彎對中數據計算出各精軋機架中精軋輥的單側輥縫調節量，再通過壓下控制系統按照該單側輥縫調節量進行輥縫調節的方法，實現調平補償，以消除中間坯鐮刀彎對精軋的跑偏影響，從而解決由於粗軋中間坯存在鐮刀彎而影響精軋軋制穩定性的問題，減少跑偏廢鋼，提高熱軋帶鋼產品板形質量。

本發明的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法中，步驟(1)選定控制範圍的原因是通常在中間坯的兩端鐮刀彎比較明顯，步驟(2)中的作為對中數據的所述對中值c1和c2通常由寬度儀檢測得到，步驟(3)中的模型用於計算精軋機架中第i機架的精軋輥的單側輥縫調節量δgapi，步驟(4)中的壓下控制系統用於執行輥縫調節。

本發明的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法可以由工業控制計算機配合寬度儀和精軋機架的壓下控制系統實現，其中寬度儀用於檢測中間坯鐮刀彎對中數據，工業控制計算機用於構建步驟(3)中的模型、相關數據的計算和傳輸以及流程控制，精軋機架的壓下控制系統用於執行輥縫調節。

進一步地，本發明所述的方法中，在所述步驟(2)後還具有步驟(2a)：將各點的鐮刀彎c值正/負方向的幅值與一設定的c值幅值閾值進行比較，如果c值正/負方向的幅值小於等於所述c值幅值閾值，則進行步驟(3)，如果c值正/負方向的幅值大於所述c值幅值閾值，則將所述c值幅值閾值作為c值正/負方向的幅值以進行步驟(3)。其中，所述c值幅值閾值按照經驗選取。

進一步地，本發明所述的方法中，在所述步驟(3)後還具有步驟(3a)：將第i機架的單側輥縫調節量δgapi正/負方向的幅值與一設定的調節量幅值閾值進行比較，如果第i機架的單側輥縫調節量δgapi正/負方向的幅值小於等於所述調節量幅值閾值，則進行步驟(4)，如果第i機架的單側輥縫調節量δgapi正/負方向的幅值大於所述調節量幅值閾值，則將所述調節量幅值閾值作為第i機架的單側輥縫調節量δgapi正/負方向的幅值以進行步驟(4)。其中，所述調節量幅值閾值按照經驗選取。

更進一步地，在本發明所述或上述的方法中，所述步驟(1)中，x的取值範圍為0.5-30m。

更進一步地，在上述方法中，x的取值範圍為5-15m。

上述方案中，所述x的取值範圍應當至少包括明顯的中間坯鐮刀彎，從而達到較好的消除中間坯鐮刀彎對精軋的跑偏影響的效果。

更進一步地，在本發明所述或上述的方法中，對於f1-f4機架，km的取值範圍為6000-6800kn/mm；對於f5-f7機架，km的取值範圍為5600-6400kn/mm。

更進一步地，在本發明所述或上述的方法中，ks的取值範圍為1000-40000kn/mm。

更進一步地，在本發明所述或上述的方法中，hi的取值範圍為1.2-30mm。

上述方案中，km、ks以及hi為精軋機架的參數，在某些實施方式中，精軋機架包括f1-f7七臺機架。

更進一步地，在本發明所述或上述的方法中，h0的取值範圍30-60mm。

更進一步地，在本發明所述或上述的方法中，w的取值範圍700-1800mm。

本發明所述的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法，其與現有技術相比具有以下優點：

(1)可控制由板坯來料的鐮刀彎和楔形度導致的跑偏和鐮刀彎，有效減少精軋跑偏、軋破甩尾和廢鋼，提高熱軋軋制穩定性；

(2)由於本發明方法對中間坯的檢測和對輥縫調節控制不是同步實施的，因此對檢測和控制的同步性和實時性要求不高，檢測和控制設備的成本低廉；

(3)即便再高的同步性也不可能完全同步，控制效果無法達到最佳，而本發明方法的檢測和控制的非同步保證了最佳的控制效果。

附圖說明

圖1為一種熱軋帶鋼的熱連軋生產線的結構示意圖。

圖2為鐮刀彎示意圖。

圖3為本發明所述的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法在一種實施方式下所應用的控制系統示意圖。

圖4為本發明所述的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法在一種實施方式下的流程示意圖。

圖5為本發明所述的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法在一種實施方式下的中間坯對中數據曲線。

具體實施方式

下面將結合說明書附圖和具體的實施例對本發明所述的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法做出進一步的解釋說明，但是該解釋說明並不構成對本發明的技術方案的不當限定。

實施例a1-a2

圖3示意了實施例a1-a2的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法所應用的控制系統，圖4示意了實施例a1-a2的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法的流程。

如圖3所示，實施例a1-a2的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法所應用的控制系統包括寬度儀7和工業控制計算機8，由工業控制計算機8配合寬度儀7和精軋機架f1-f7的壓下控制系統實現。

如圖4所示，結合參考圖3，實施例a1-a2的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法的具體步驟如下：

(1)中間坯對中數據處理(選定控制範圍)：由寬度儀7檢測中間坯6的中間坯鐮刀彎對中數據，工業控制計算機8對該中間坯鐮刀彎對中數據進行處理，按照預先設定的規則選擇控制範圍，該控制範圍為沿中間坯的長度方向距中間坯的頭部端的距離為x的控制段；上述預先設定的規則應當使得x的取值範圍包括明顯的中間坯鐮刀彎，該預先設定的規則可以是基於對中數據絕對值的大小判斷，或者是依據經驗設定；本實施例x取值範圍選定5-15m；

(2)確定鐮刀彎c值：工業控制計算機8以中間坯6在其長度方向上距頭部端距離為x的位置的對中值c1為基準，將控制範圍內的各點的實際對中值c2減去c1，得到各點的鐮刀彎c值，c的單位為mm；

(2a)c值限幅：工業控制計算機8將各點的鐮刀彎c值正/負方向的幅值與一設定的c值幅值閾值進行比較，如果c值正/負方向的幅值小於等於該c值幅值閾值，則進行步驟(3)，如果c值正/負方向的幅值大於該c值幅值閾值，則將該c值幅值閾值作為c值正/負方向的幅值以進行步驟(3)； 其中，c值幅值閾值按照經驗選取；

(3)計算精軋機架f1-f7調平修正量：工業控制計算機8的可執行程序中具有符合下述模型的程序模塊，工業控制計算機8通過該程序模塊得到精軋機架f1-f7中第i機架(即精軋機架fi)的單側輥縫調節量δgapi：

式中：δgapi為第i機架的單側輥縫調節量，單位為mm；c表示帶鋼鐮刀彎c值，其單位為mm(取值範圍-100～100)；km表示軋機剛度係數，其單位為kn/mm(對於f1-f4機架，km的取值範圍為6000-6800kn/mm；對於f5-f7機架，km的取值範圍為5600-6400kn/mm)；ks表示塑性變形係數，其單位為kn/mm(取值範圍為1000-40000kn/mm)；hi表示第i機架的出口厚度，其單位為mm(取值範圍為1.2-30mm)；h0表示中間坯厚度，其單位為mm(取值範圍30-60mm)；w表示帶鋼成品寬度，其單位為mm(取值範圍700-1800mm)；ki表示第i機架的增益係數，其為無量綱(取值範圍小於1)；

(3a)調節量限幅：工業控制計算機8將第i機架的單側輥縫調節量δgapi正/負方向的幅值與一設定的調節量幅值閾值進行比較，如果第i機架的單側輥縫調節量δgapi正/負方向的幅值小於等於該調節量幅值閾值，則進行步驟(4)，如果第i機架的單側輥縫調節量δgapi正/負方向的幅值大於該調節量幅值閾值，則將該調節量幅值閾值作為第i機架的單側輥縫調節量δgapi正/負方向的幅值以進行步驟(4)；其中，該調節量幅值閾值按照經驗選取；

(4)執行精軋機架f1-f7調平修正：工業控制計算機8將上述確定的第i機架的單側輥縫調節量δgapi傳輸給精軋機架的壓下控制系統在距離中間坯6的頭部端的距離為x的範圍內進行精軋機架f1-f7相應的輥縫調節的執行。

表1列出了實施例a1的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法的具體工藝參數。實施例a1中，由寬度儀檢測的對中數據如圖5所示，橫坐標為中間坯的長度方向，距中間坯6的頭部端2m處的對中值為c2＝61.2mm，距中間坯6的頭部端10米處的對中值為c1＝12.5mm，計算出來的c值為48.7mm。

表1.

表2列出了實施例a2的根據中間坯鐮刀彎控制精軋機架跑偏的方法的具體工藝參數。實施例a2中，由寬度儀檢測的對中數據中，距中間坯6的頭部端1m處的對中值為c2＝53.6mm，距中間坯6的頭部端10米處的對中值為c1＝-6.7mm，計算出來的c值為60.3mm。

表2.

上述實施例a1和a2隻給出了一個c值的計算情況，對於根據步驟(2)和(2a)得到的不同的c值，只需代入步驟(3)即可計算出相應c值的機架f1-f7的單側輥縫調節量δgapi。實施例a1和a2在實際應用中收到了良好效果，能夠減少精軋跑偏、軋破甩尾和廢鋼，提高熱軋軋制穩定性。

需要注意的是，以上列舉的僅為本發明的具體實施例，顯然本發明不限 於以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領域的技術人員如果從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應屬於本發明的保護範圍。