CN100484653C - 特殊钢热轧变增益压下的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，属轧钢技术领域，该方法是由计算机系统及其软件程序自动控制的特殊钢(包括不锈钢、硅钢等)带钢由精轧机轧制实现变增益压下控制的轧钢方法，包括：1.由参数管理级计算机根据轧制钢种及其规格、轧制带钢厚度、宽度以及由此确定的咬钢延时、变增益压下等系列参数完成参数模型设定、存储、管理、控制并传送至轧机控制级计算机；2.由轧机控制级计算机自动控制轧机实现压下位置、压下位置弹跳量、带钢延时咬钢等带钢变增益压下控制轧钢方法，该方法使精轧机液压压下控制自动、连续、精确，从而消除了轧机机架振动、压下和活套动作异常、液压管路和设备机械易损坏等现象，保障了生产安全和设备保全，计算机控制特殊钢轧钢方法实现了生产自动化、产品优质化、轧机安全化，该新轧钢方法是技术自主创新，它提高了我国特殊钢轧钢生产的技术和水平，值得推广使用。

Description

特殊钢热轧变增益压下的控制方法

一.技术领域

本发明公开的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，属轧钢技术领域，具体涉及一种特殊钢(包括不锈钢、硅钢等)带钢热连轧变增益压下精轧的控制方法。

二.背景技术

特殊钢(包括不锈钢、硅钢等)带钢热连轧一般采用精轧机，这种精轧机的压下系统采用长行程液压缸的控制技术，以保证精轧机压下控制精度与轧制带钢的质量和品质。由于轧制带钢的品种多种多样，轧制带钢的差别甚大，造成不同带钢轧制负荷相差30％以上。又因为特殊钢带钢(如不锈钢)的轧制负荷大于普通钢的50％左右，极易引起轧机机架振动，这种轧机机架的随机振动会导致压下与活套的动作异常，影响轧制产品的质量和品质。这种轧机机架的随机振动还会导致液压管路和设备机械的损坏，带来严重的后果。国内外对轧机机架振动问题的解决有很多思路，我们针对液压控制技术快速性和时效性，自动化控制的灵活性，以及计算机在自动化中的功能，采用计算机及其软件控制技术消除轧机机架振动问题，研究成功了‘特殊钢热轧变增益压下的控制方法’，实际应用不仅是成功的，而且还收到多方面的效果。

三.发明内容

本发明目的是：向社会提供这种特殊钢热轧变增益压下的控制方法，为我国的钢铁生产现代化做些工作。

本发明的技术方案内容如下：这种特殊钢热轧变增益压下的控制方法，是特殊钢一包括不锈钢、硅钢热连轧带钢变增益压下的控制技术，该技术是液压压下自动控制技术，该技术特点在于：所述的该特殊钢热轧变增益压下的控制方法是由计算机系统及其软件程序自动控制的、是特殊钢带钢由精轧机轧制实现变增益压下控制的轧钢方法，即是液压系统压下自动变增益控制新技术。所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法包括有：由计算机系统及其软件程序根据轧制钢种及其规格进行参数设定并实现自动控制的方法，所述的参数包括有：系列特殊钢钢种、规格、轧机轧制带钢厚度、宽度等以及由此确定的咬钢延时、变增益压下的一系列参数。所述的系列参数设定内容可参见表1，表1中给出系列参数之重要参数变增益设定值的具体情况。

表1：部分参数变增益设定值

 

机架号	不锈钢咬钢前压下增益	不锈钢咬钢后压下增益	不锈钢咬钢前自动厚度控制增益	不锈钢咬钢后自动厚度控制增益
					F0	500	1000	0.85	0.95
F1	500	1000	0.85	0.95
					F2	500	800	0.75	0.95
F3	500	800	0.75	0.9
					F4	500	800	0.65	0.9
F5	500	800	0.5	0.8
					F6	500	800	0.4	0.7

所述的该特殊钢热轧变增益压下的控制方法还包括有：由计算机系统的轧机控制级计算机及其软件程序自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢的方法，该轧机控制级计算机及其软件程序将根据参数管理级计算机传送的轧制钢种及其规格的系列参数设定内容自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢生产。

根据以上所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，技术特点还有：所述的根据轧制钢种及其规格的系列参数设定由计算机系统的参数管理级计算机及其软件完成参数模型设定、存储、管理、控制并传送至计算机系统的轧机控制级计算机，使其在控制轧机运行中使用。所述该轧机的计算机控制系统至少是两级(参数管理级和轧机控制级)乃至多级组成的计算机控制系统。

根据以上所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，技术特点还有：所述的轧机控制级计算机及其软件程序自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢的方法的要素之一是：轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制压下位置变增益控制技术，所述的压下位置X_n按如下公式(1)：X_n＝＝K^*ΔX_n计算并变增益控制，(1)式中：X_n为采样时刻n的压下位置值mm；ΔX_n为采样时刻n的压下位置偏差值mm；K^*为压下位置变增益系数。所述的轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制压下位置变增益控制技术的压下位置X_n公式(1)的详细技术内容有：ΔX_n压下位置偏差值的选择范围为：1×10^-3～1mm；K^*压下位置变增益系数的选择范围为：100～1500。关于ΔX_n值、K^*值的具体选择，可根据公式(1)进行计算并根据轧制的不同特殊钢种及其规格的具体生产实践实验综合得出较优化的数值采用之。

根据以上所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，技术特点还有：所述的轧机控制级计算机及其软件程序自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢的方法的要素之二是：轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制压下位置弹跳量变增益控制技术，所述的压下位置弹跳量P按如下公式(2)：P＝＝fK₁/G—P₀计算并变增益控制，(2)式中：P为压下位置弹跳量mm；f为实测轧制力KN；K₁为弹跳量变增益系数；G为被轧钢的刚度系数当量KN/mm；P₀为调零轧制力对应的压下位置弹跳量mm。所述的轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制压下位置弹跳量变增益控制技术的压下位置弹跳量公式(2)的详细技术内容有：f实测轧制力的选择范围为：5000～60000KN；K₁弹跳量变增益系数的选择范围为：0～1；G被轧钢的刚度系数当量的选择范围为：4000～6000KN/mm；P₀调零轧制力对应的压下位置弹跳量的选择范围为：0.01～3mm。关于f值、K₁值、G值、P₀值的具体选择，可根据公式(2)进行计算并根据轧制的不同特殊钢种及其规格的具体生产实践实验综合得出较优化的数值采用之。

根据以上所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，技术特点还有：所述的轧机控制级计算机及其软件程序自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢的方法的要素之三是：轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制带钢咬钢信号延时的变增益控制技术。所述的轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制带钢咬钢信号延时的变增益控制技术的详细技术内容是：咬钢延时的选择范围均为：100ms～1s。关于咬钢延时值的具体选择，可根据轧制的不同特殊钢种及其规格的具体生产实践实验综合得出较优化的数值采用之。

本发明的特殊钢热轧变增益压下的控制方法的优点很多：1.这种特殊钢热轧变增益压下的控制方法是采用计算机综合系统控制进行特殊钢热连轧钢的方法，是自动化、现代化特殊钢轧钢方法；2.这种特殊钢热轧变增益压下的控制方法是精轧机液压系统压下自动变增益控制新技术，该压下技术变化精确、敏捷、连续、柔和，从根本上消除了轧机机架振动以及由此引发的压下和活套动作异常、液压管路和设备机械的损坏等现象，保障了轧机的安全运行和生产设备的安全与保全；3.采用这种轧钢方法使特殊钢热连轧带钢实现了生产自动化、产品优质化、轧机安全化；4.这种新轧钢方法是特殊钢热连轧带钢生产方面的技术自主创新，它提高了我国特殊钢轧钢生产的技术和水平；5.这种新轧钢技术先进，值得推广使用。

四.附图说明

本发明的说明书附图共有3幅：

图1是特殊钢热连轧变增益压下的控制方法整体示意图；

图2是特殊钢热连轧变增益压下控制方法中的计算机系统示意图；

图3是特殊钢热连轧变增益压下控制方法之软件控制主菜单框图。

在各图中：1.轧制的带钢；2.轧机；3.变增益压下控制机构；4.轧机控制级计算机，5.参数管理级计算机，由4与5组成计算机系统；6.计算机间的交互传输；7.变增益压下控制机构3与其轧机控制级计算机4间的交互传输；8～12.为特殊钢热连轧变增益压下控制方法之软件控制主菜单程序图，其中：8.i机架咬钢，9.延时开始，10.延时到了吗？11.该机架延时启动变增益控制，12.i机架抛钢。

五.具体实施方案

本发明的非限定实施例如下：

实施例一.特殊钢热轧变增益压下的控制方法

本实施例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，是特殊钢热连轧带钢变增益压下的控制技术，该技术是液压压下自动控制技术，该技术特点在于：所述的该特殊钢热轧变增益压下的控制方法是由计算机系统及其软件程序自动控制的、是特殊钢带钢由精轧机轧制实现变增益压下控制的轧钢方法，即是液压系统压下自动变增益控制新技术。图1示出该例的特殊钢热连轧变增益压下的控制方法整体示意图，图1中：轧制的带钢1穿过精轧机2，精轧机2设置有变增益压下控制机构3，变增益压下控制机构3由计算机控制系统(4与5)及其软件控制运行。图2示出该例所述的计算机系统的组成结构情况，由图2看出，该例的计算机系统由轧机控制级计算机4和参数管理级计算机5两级组成，参数管理级计算机5的功能是负责参数管理，所述的参数管理是特殊钢热轧变增益压下的控制方法包含的一个重要方面，这方面的重要内容就是：由计算机系统及其软件程序根据轧制钢种及其规格进行参数设定并实现自动控制的方法，具体来说即是由计算机系统的参数管理级计算机5及其软件完成参数模型设定、存储、管理、控制并传送至计算机系统的轧机控制级计算机4，使其4在控制轧机2运行中使用。图2中之6示意计算机4与5间的信息交互传输。所述的设定参数包括有：根据轧制的系列特殊钢钢种、规格、轧机轧制带钢厚度、宽度以及由此确定的咬钢延时、变增益压下等一系列参数。所述的系列参数设定内容可参见表1，表1中给出系列参数之重要参数变增益设定值的具体情况。图2中之7示出精轧机2的变增益压下控制机构3与其轧机控制级计算机4间的信息交互传输和控制运行情况。这是特殊钢热轧变增益压下的控制方法包含的又一个重要方面，这第二个重要方面的内容包括有：其一是轧机控制级计算机4及其软件程序(图3之8～12，具体内容请见附图说明)实现自动控制压下位置变增益控制技术，这是轧机控制级计算机4及其软件程序自动控制轧机2实现带钢1变增益压下控制轧钢的方法的要素之一。所述的压下位置X_n按如下公式(1)：X_n＝＝K^*ΔX_n计算并变增益控制，(1)式中：X_n为采样时刻n的压下位置值mm；ΔX_n为采样时刻n的压下位置偏差值mm，本例ΔX_n压下位置偏差值选择为1mm；K^*为压下位置变增益系数，本例K^*压下位置变增益系数选择为100。关于ΔX_n值、K^*值的具体选择办法，可根据公式(1)进行计算并根据轧制的不同特殊钢种及其规格的具体生产实践从实验综合得出较优化的数值采用之。其二是轧机控制级计算机4及其软件程序(图3之8～12，内容请见附图说明)实现自动控制压下位置弹跳量变增益控制技术，这是轧机控制级计算机4及其软件程序自动控制轧机2实现带钢1变增益压下控制轧钢的方法的要素之二。所述的压下位置弹跳量P按如下公式(2)：P＝＝fK₁/G—P₀计算并变增益控制，(2)式中：P为压下位置弹跳量mm；f为实测轧制力KN，本例f实测轧制力选择为60000KN；K₁为弹跳量变增益系数，本例K₁弹跳量变增益系数选择为0或0.001；G为被轧钢的刚度系数当量KN/mm，本例G被轧钢种的刚度系数当量选择为6000KN/mm；P₀为调零轧制力对应的压下位置弹跳量mm，本例P₀调零轧制力对应的压下位置弹跳量选择为3mm。关于f值、K₁值、G值、P₀值的具体选择办法，可根据公式(2)进行计算并根据轧制的不同特殊钢种及其规格的具体生产实践从实验综合得出较优化的数值采用之。其三是轧机控制级计算机4及其软件程序(图3之8～12，内容请见附图说明)实现自动控制带钢咬钢信号延时的变增益控制技术，这是轧机控制级计算机4及其软件程序自动控制轧机2实现带钢1变增益压下控制轧钢的方法的要素之三。根据轧机控制级计算机4及其软件程序实现自动控制带钢咬钢信号延时的变增益控制技术，本例针对精轧机2的第1、2、…、N个(N可为4、或5、或6、或7等)机架依次咬钢延时选择(值依次递减)为：1s、900ms、800ms、700ms、600ms、500ms、400ms、300ms、200ms、100ms等。关于咬钢延时值的具体选择，可根据轧制的不同特殊钢种及其规格的具体生产实践从实验综合得出较优化的数值采用之。还应指出的是：所述的轧机控制级计算机4及其软件程序自动控制轧机2实现带钢变增益压下控制轧钢的方法，除了以上三个要素之外，还包括有其它内容，如该方法还包括有全部软件内容等，在图3中示出特殊钢热连轧变增益压下控制方法之软件控制主菜单框图，图中所述的是该例精轧机2由N个连轧机架组成，如N个(N如前述的)机架中第i个机架的热连轧变增益压下控制方法之软件控制主菜单框图为：8为i机架咬钢，9为延时开始，10为延时到了吗？11为i机架延时启动变增益控制，12为i机架抛钢。

实施例二.特殊钢热轧变增益压下的控制方法

本实施例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法的大体情况可用图1～图3联合示出。该例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法与实施例一不同点有：1.该例的计算机控制系统至少是由两级(参数管理级5和轧机控制级4)计算机组成的系统；2.该例的系列参数设定是根据与实施例一不同的轧制钢种--如不锈钢及其规格进行参数设定并实现自动控制的，所述的系列参数设定的具体内容可类比或参照表1，不再重述；3.该例的压下位置X_n仍按公式(1)X_n＝＝K^*ΔX_n计算并变增益控制，(1)式中：ΔX_n压下位置偏差值本例选择为0.5mm；K^*压下位置变增益系数本例选择为300。4.该例的压下位置弹跳量P仍按公式(2)：P＝＝fK₁/G—P₀计算并变增益控制，(2)式中：f实测轧制力本例选择为50000KN；K₁弹跳量变增益系数本例选择为0.2；本例选择G为5600KN/mm刚度系数当量的被轧钢种轧制；P₀调零轧制力对应的压下位置弹跳量本例选择为2mm。5.本例针对精轧机2的第1、2、…、N个(N可为4、或5、或6、或7等)机架依次咬钢延时选择为：950ms、850ms、750ms、650ms、550ms、450ms、350ms、250ms、150ms等。其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述。

实施例三.特殊钢热轧变增益压下的控制方法

本实施例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法的大体情况基本同于实施例一和实施例二中所述的。该例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法与实施例一、实施例二不同点有：1.该例的计算机控制系统是由多级(包括参数管理级5和轧机控制级4)计算机组成的系统；2.该例的系列参数设定是根据与实施例一、实施例二不同的轧制钢种--如硅钢及其规格进行参数设定并实现自动控制的，所述的系列参数设定的具体内容可类比或参照表1，不再重述；3.该例的压下位置X_n仍按公式(1)：X_n＝＝K^*ΔX_n计算并变增益控制，(1)式中：ΔX_n压下位置偏差值本例选择为0.1mm；K^*压下位置变增益系数本例选择为600。4.该例的压下位置弹跳量P仍按公式(2)：P＝＝fK₁/G—P₀计算并变增益控制，(2)式中：f实测轧制力本例选择为30000KN；K₁弹跳量变增益系数本例选择为0.4；本例G被轧钢种的刚度系数当量选择为5200KN/mm；P₀调零轧制力对应的压下位置弹跳量本例选择为1mm。5.本例针对精轧机2的第1、2、…、N个(N可为4、或5、或6、或7等)机架依次咬钢延时选择为：980ms、880ms、780ms、680ms、580ms、480ms、380ms、280ms、180ms等。其余未述的，全同于实施例一、实施例二中所述的，不再重述。

实施例四.特殊钢热轧变增益压下的控制方法

本实施例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法的大体情况基本同于实施例一～实施例三中所述的。该例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法与实施例一～实施例三不同点有：1.该例的压下位置X_n仍按公式(1)：X_n＝＝K^*ΔX_n计算并变增益控制，(1)式中：ΔX_n压下位置偏差值本例选择为0.05mm；K^*压下位置变增益系数本例选择为900。2.该例的压下位置弹跳量P仍按公式(2)：P＝＝fK₁/G—P₀计算并变增益控制，(2)式中：f实测轧制力本例选择为20000KN；K₁弹跳量变增益系数本例选择为0.6；本例G被轧钢种的刚度系数当量选择为4800KN/mm；P₀调零轧制力对应的压下位置弹跳量本例选择为0.5mm。3.本例针对精轧机2的第1、2、…、N个(N可为4、或5、或6、或7等)机架依次咬钢延时选择为：920ms、820ms、720ms、620ms、520ms、420ms、320ms、220ms、160ms等。其余未述的，全同于实施例一～实施例三中所述的，不再重述。

实施例五.特殊钢热轧变增益压下的控制方法

本实施例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法的大体情况基本同于实施例一～实施例四中所述的。该例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法与实施例一～实施例四不同点有：1.该例的压下位置X_n仍按公式(1)计算并变增益控制，(1)式中：ΔX_n压下位置偏差值本例选择为0.01mm；K^*压下位置变增益系数本例选择为1200。2.该例的压下位置弹跳量P仍按公式(2)计算并变增益控制，(2)式中：f实测轧制力本例选择为10000KN；K₁弹跳量变增益系数本例选择为0.8；本例G被轧钢种的刚度系数当量选择为4400KN/mm；P₀调零轧制力对应的压下位置弹跳量本例选择为0.1mm。3.本例针对精轧机2的第1、2、…、N个(N可为4、或5、或6、或7等)机架依次咬钢延时选择为：940ms、840ms、740ms、640ms、540ms、440ms、340ms、240ms、140ms等。其余未述的，全同于实施例一～实施例四中所述的，不再重述。

实施例六.特殊钢热轧变增益压下的控制方法

本实施例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法大体情况基本同于实施例一～实施例五中所述的。该例的特殊钢热轧变增益压下的控制方法与实施例一～实施例五不同点有：1.该例的压下位置X_n仍按公式(1)计算并变增益控制，(1)式中：ΔX_n压下位置偏差值本例选择为1×10^-3mm；K^*压下位置变增益系数本例选择为1500。2.该例的压下位置弹跳量P仍按公式(2)计算并变增益控制，(2)式中：f实测轧制力本例选择为5000KN；K₁弹跳量变增益系数本例选择为1；本例G被轧钢种的刚度系数当量选择为4000KN/mm；P₀调零轧制力对应的压下位置弹跳量本例选择为0.01mm。3.本例针对精轧机2的第1、2、…、N个(N可为4、或5、或6、或7等)机架依次咬钢延时选择为：960ms、860ms、760ms、660ms、560ms、460ms、360ms、260ms、160ms等。其余未述的，全同于实施例一～实施例五中所述的，不再重述。

Claims (7)

1.一种特殊钢热轧变增益压下的控制方法，是特殊钢热连轧带钢变增益压下的控制技术，特征在于：所述的该特殊钢热轧变增益压下的控制方法是由计算机系统及其软件程序自动控制的、是特殊钢带钢由精轧机轧制实现变增益压下控制的轧钢方法；所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法包括有：由计算机系统及其软件程序根据轧制钢种及其规格进行参数设定并实现自动控制的方法，所述的参数包括有：系列特殊钢钢种、系列特殊钢规格、轧机轧制带钢厚度、轧机轧制带钢宽度以及由此确定的咬钢延时、变增益压下的一系列参数；所述的根据轧制钢种及其规格的参数设定是由计算机系统的参数管理级计算机及其软件完成参数模型设定、存储、管理、控制并传送至计算机系统的轧机控制级计算机；所述的该特殊钢热轧变增益压下的控制方法还包括有：由计算机系统的轧机控制级计算机及其软件程序自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢的方法。

2.根据权利要求1所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，特征在于：所述的轧机控制级计算机及其软件程序自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢的方法的要素之一是：轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制压下位置变增益控制技术，所述的压下位置X_n按如下公式(1)：X_n＝K*ΔX_n

计算并变增益控制，(1)式中：

X_n为采样时刻n的压下位置值mm；

ΔX_n为采样时刻n的压下位置偏差值mm；

K^*为压下位置变增益系数。

3.根据权利要求2所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，特征在于：所述的轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制压下位置变增益控制技术的压下位置X_n公式(1)的详细技术内容有：

ΔX_n压下位置偏差值的选择范围为：1×10^-3～1mm；

K^*压下位置变增益系数的选择范围为：100～1500。

4.根据权利要求1所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，特征在于：所述的轧机控制级计算机及其软件程序自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢的方法的要素之二是：轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制压下位置弹跳量变增益控制技术，所述的压下位置弹跳量P按如下公式(2)：P＝fK₁/G—P₀

计算并变增益控制，(2)式中：

P为压下位置弹跳量mm；

f为实测轧制力KN；

K₁为弹跳量变增益系数；

G为被轧钢的刚度系数当量KN/mm；

P₀为调零轧制力对应的压下位置弹跳量mm。

5.根据权利要求4所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，特征在于：所述的轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制压下位置弹跳量变增益控制技术的压下位置弹跳量P公式(2)的详细技术内容有：

f实测轧制力的选择范围为：5000～60000KN；

K₁弹跳量变增益系数的选择范围为：0～1；

G被轧钢的刚度系数当量的选择范围为：4000～6000KN/mm；

P₀调零轧制力对应的压下位置弹跳量的选择范围为：0.01～3mm。

6.根据权利要求1所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，特征在于：所述的轧机控制级计算机及其软件程序自动控制轧机实现带钢变增益压下控制轧钢的方法的要素之三是：轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制带钢咬钢信号延时的变增益控制技术。

7.根据权利要求6所述的特殊钢热轧变增益压下的控制方法，特征在于：所述的轧机控制级计算机及其软件程序实现自动控制带钢咬钢信号延时的变增益控制技术的详细技术内容是：咬钢延时的选择范围均为：100ms～1s。

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