CN101633002A - 一种板坯大侧压的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板坯大侧压的控制方法，其包括如下步骤：1)计算大侧压机压下量、初始压下位置Lh和分次压下的次数n；2)板坯进入在大侧压机后，将其头部送至初始压下位置Lh；3)在初始压下位置Lh处，板坯不动，大侧压机压下n次；4)对板坯头部进行分次压下结束后，板坯前进，按正常方式轧制。本发明与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：采用了模型控制板坯头部宽度，用多次侧压法替代了现有的一次侧压，大幅提高了轧线对头部宽度控制的能力，头部与中部的平均宽度偏差在±5mm之间，防止了精轧出口宽度头部负的现象，有效的降低了宽度封锁率。

Description

一种板坯大侧压的控制方法

技术领域

本发明涉及带钢热轧技术，特别属于热轧带钢的生产控制，一种对带钢头部的金属流动通过合理侧压控制，减少舌头鱼尾的趋势，提高金属的收得率的方法。

背景技术

对于传统的热轧带钢板坯大侧压(SSP)控制，即对大侧压后中间坯的调查发现，当板坯在大侧压机有大侧压量时，板坯头部会出现明显的局部缩小现象。同时对于其侧压量分析后，发现随着带钢的侧压量的增加，其板坯头部出现局部缩小现象越发严重。在利用立辊头部短行程控制也无法消除；经过大量的现场生产数据观察发现，头部失宽量与大侧压机侧压量有关，侧压量越大，头部失宽量越大(如图1、2、3和4所示)。图5是侧压后板坯宽度曲线，图中横坐标是带钢长度，纵坐标是带钢宽度，板坯宽度为1424毫米，侧压量为159毫米。当侧压量为较大时，头部失宽量可以达到25mm以上。然而随着生产组织的不断优化，对板坯宽度的限制，开始逐步的制约大生产的组织，为此，要求有相关的技术，即可以加大侧压量，又要克服头部失宽现象。

通过检索发现在专利号CN02288316.9中，描述了一种大侧压定宽机同步机构，包括滑块、两曲柄等设备，由于采用大侧压一次成形技术，故存在上述的问题。在对相关的技术了解中，目前对于利用定宽板坯侧压机生产锥形板坯，已形成了一定的控制技术。其主要通过改变定宽侧压机开口度，对锥形板坯(连铸过渡坯)侧压后，经水平轧机轧制后成为近矩形板坯(也称调宽坯)进行控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种板坯大侧压的控制方法，它能够防止板坯侧压后头部严重失宽，有效地改善侧压后板坯头部宽度尺寸。

发明构思：采用模型对带钢头部的失宽进行控制，利用快速迭代方法求解各特征点的所需的侧压，从而达到连续控制的目的，使大侧压后的带坯尺寸得到改善的优化控制方法。板坯在大侧压中侧压时，由于带坯的头尾端为自由端，在侧压过程中，使得金属向头尾流动，造成大侧压出口处，板坯头部形成舌头，而且压下量越大，舌头的趋势越加明显，增加了带坯头部失宽的加剧，

为了减少舌头趋势，提高带钢的宽度控制能力，对带坯头部的多次连续侧压，即连续的小压下量的控制，从而起到改善带钢头部失宽。

为解决上述技术问题，本发明的一种板坯大侧压的控制方法，其包括如下步骤：

1)计算大侧压机压下量、初始压下位置Lh和分次压下的次数n；

2)板坯进入在大侧压机后，将其头部送至初始压下位置Lh处；

3)在初始压下位置Lh处，板坯不动，大侧压机压下n次；

4)对板坯头部进行分次压下结束后，板坯前进，按正常方式轧制。

优选地，还包括以下步骤：5)板坯前进至距尾端Lt处，板坯不动，大侧压机压下n次。

优选地，带钢头部的初始压下位置Lh的计算公式为：

$\mathrm{Lh}=\frac{a_3\·W_0-a_4}{a_1+a_2\·\mathrm{\ΔW}}$

式中：

Lh：头部控制长度；

a₁：中间变量1；其取值范围[3550，3600]；

a₂：经验值；其取值为10；

a₃：中间变量3；其取值范围[1000，1500]；

a₄：经验值；其取值为2000000；

W₀：带钢原始宽度；

ΔW：总侧压量。

优选地，对Lh进行上限检查：Lh＞Lhmax时，Lh＝Lhmax；

下限检查：Lh＜Lhmin时，Lh＝Lhmin；

取Lhmax＝50，Lhmin＝30。

优选地，距带钢尾部Lt的计算公式为：

$\mathrm{Lt}=-[a_5+\frac{X+Y}{\mathrm{\ΔW}}]\·\frac{1}{a_6}$

X＝(a₇·ΔW+a₈)·W₀

Y＝a₉·ΔW+a₁₀

式中：

Lt：尾部控制长度；

a₅：经验值；其取值为-1.25；

a₆：中间变量6；其取值范围[1.00，2.00]；

a₇：经验值；其取值为-0.001；

a₈：经验值；其取值为1.00；

a₉：中间变量；其取值范围[-1.00，-1.50]；

a₁₀：经验值；其取值为1200；

W₀：带钢原始宽度；

ΔW：总侧压量。

优选地，对Lt进行上限检查：Lt＞Ltmax时，Lt＝Ltmax；

下限检查：Lt＜Ltmin时，Lt＝Ltmin；

取Ltmax＝50，Ltmin＝30。

优选地，所述大侧压机压下次数n的计算公式为：

n＝floor(ΔW_s/P_fc)

式中：

floor()：向上取整函数；

ΔW：总侧压量；

P_fc：每次的压下量。

头部拍打的次数与总侧压量ΔW和每次的压下量P_fc相关，计算时先给定P_fc的值，P_fc值根据查下表得到经验值。

带钢宽度	＜1250mm	1250mm-1400mm	1400mm-1500mm	＞1500mm
					每次的压下量	10mm	15mm	20mm	25mm

对ΔW/P_fc向上取整即为头部拍打的次数，P_fc的值可以根据钢种或实际的效果进行调整。

本发明采用模型控制和多次侧压法，与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：用多次侧压的方法替代了现有一次侧压的方法，其侧压量现有只能达到200-250mm，用多次侧压法能达到350mm的侧压量。用模型控制板坯头部宽度，大幅提高了轧线对头部宽度控制的能力，头部与中部的平均宽度偏差在±5mm之间，防止了精轧出口宽度头部负的现象，有效的降低了宽度封锁率。

附图说明

图1是现有技术板坯头部大侧压第一步压下示意图。

图2是现有技术板坯头部大侧压第二步压下示意图。

图3是图1压下后头部形状示意图。

图4是图2压下后头部形状示意图。

图5是现有技术经侧压后板坯宽度曲线图。

图6是本发明板坯头部模块分次压下示意图。

图7是本发明板坯侧压示意图。

图8是实施例1实际出口的带钢宽度曲线图。

图9是实施例2实际出口的带钢宽度曲线图。

图中，SSP：大侧压             n：拍打次数

      W₁：板坯侧压之后的宽度  Lh：头部长度

      δ：阶梯量               L_HE：头部阶梯长度

       W₀：板坯原始宽度        L_t：尾部长度

       L_TE：尾部阶梯长度

具体实施方式

本发明的方法包括如下步骤：根据轧制规程或者操作工制定，用模型确定对板坯进行头部失宽控制；计算大侧压机压下量、初始压下位置Lh和分次压下的次数n。一般配置大侧压机的轧机，其有效的压下量将通过大侧压机进行减宽，故其计算为，大侧压机压下量＝板坯宽度-成品宽度+宽度余量(一般为10-15mm经验值)。板坯进入在大侧压机后，被送至Lh位置处；在Lh位置处，板坯不动，模块拍打n次；对头部Lh长度进行分次压下结束后，板坯前进，按正常方式轧制。

如图6所示，带钢在大侧压机上用大侧压(SSP)模块侧压，模块拍打多次n，模块侧压长度Lh，根据带钢的原始宽度及侧压量进行控制；当带钢的原始宽度增大，侧压不变时，应加大侧压长度Lh；反之侧压增大，带钢的原始宽度不变时，应减小侧压长度Lh。

如图7所示，带钢在轧制过程中每部分的板坯侧压情况示意图，包括带钢头部、中部和尾部。头部成型长度Lh、头部阶梯长度L_HE、尾部成型长度Lt、尾部阶梯长度L_TE、板坯侧压之后的宽度W₁、阶梯量δ、板坯原始宽度W₀。由于考虑到带钢尾部的特殊性，对于尾部的大侧压模块采用了反向表示。其中，头部阶梯长度L_HE：由于大侧压的模块，采用梯形设计，在每次对带钢侧压时，在带钢的长度方向，会形成一个梯形，其长度与侧压量有关。尾部阶梯长度L_TE：同头部；阶梯量δ：由于大侧压的模块，采用梯形设计，在每次对带钢侧压时，在带钢的宽度方向，会形成一个梯形，其长度与侧压量有关。

实施例1

带钢号：008572480200

轧制成品规格：厚度2.52mm、宽度1148mm

来料板坯规格：厚度230mm、宽度1200mm(热态下的宽度W₀1220mm)

具体控制如下：

1、头部拍打次数n的确定：

根据成品带钢宽度(热态下的宽度W₀1220mm)，确定大侧压后的带钢宽度，在本实施例中明确大侧压后的带钢宽度W₁1152mm，得到了总侧压量ΔW为66mm，通过系统给定的每次压下量P_fc为10mm，得出本实施例中的头部拍打次数n为7次，具体计算如下：

n＝floor(66mm÷10mm/次)＝7次。

2、正向带钢失宽控制：

本实施例中对于Lh(头部控制长度)的确定，具体见下：

Lh＝(a₃×1220-a₄)÷(a₁+a₂×66)

在本实施例中对于a₁、a₂、a₃、a₄的取值分别为a₁＝3600、a₂＝10、a₃＝1500、a₄＝200000。

得出：Lh＝(1500×1220-2000000)÷(3600+10×66)

＝39.9mm

Lh值经上下限检查，落在其范围内。

3、逆向带钢失宽控制：

本实施例中对于Lt(头部控制长度)的确定，具体见下：

Lt＝-[a₅+(X+Y)÷66]×(1÷a₆)

其中X＝(a₇×66+a₈)×1220

Y＝a₉×66+a₁₀

在本实施例中对于a₅、a₆、a₇、a₈、a₉、a₁₀的取值分别为a₅＝-1.25、a₆＝1、a₇＝-0.001、a₈＝1、a₉＝-1.25、a₁₀＝1200。

得出：X＝1139.48

Y＝1117.5

Lt＝-(-1.25+2256.98÷66)×1

＝-32.94mm

由于在控制过程中，带钢的长度取绝对值，故在本实施例中，对于Lt取32.94mm。

Lt值经上下限检查，落在其范围内。

根据以上的方法轧制，实际出口的带钢宽度见图8，其中横坐标是带钢长度，纵坐标是带钢宽度。

实施例2

带钢号：008581671600

轧制成品规格：厚度5.05mm、宽度1525mm

来料板坯规格：厚度230mm、宽度1699mm(热态下的宽度W₀1727mm)

具体控制如下：

1、头部拍打次数n的确定：

根据成品带钢宽度(热态下的宽度W₀1727mm)，确定大侧压后的带钢宽度，在本实施例中明确大侧压后的带钢宽度W₁1512mm，得到了总压下量ΔW为215mm，通过系统给定的每次压下P_fc为25mm，得出本实施例中的头部拍打次数n为9次，具体计算如下：

n＝floor(215mm÷25mm/次)＝9次。

2、正向带钢失宽控制：

本实施例中对于Lh(头部控制长度)的确定，具体见下：

Lh＝(a₃×1727m-a₄)÷(a₁+a₂×215mm)

在本实施例中对于a₁、a₂、a₃、a₄的取值分别为a₁＝3600、a₂＝10、a₃＝1000、a₄＝2000000

得出：Lh＝(1000×1727mm-2000000)÷(3600+10×215mm)

＝47.47mm

Lh值经上下限检查，落在其范围内。

3、逆向带钢失宽控制：

本实施例中对于Lt(头部控制长度)的确定，具体见下：

Lt＝-[a₅+(X+Y)÷215]×(1÷a₆)

其中X＝(a₇×215+a₈)×1727

Y＝a₉×215+a₁₀

在本实施例中对于a₅、a₆、a₇、a₈、a₉、a₁₀的取值分别为a₅＝-1.25、a₆＝2、a₇＝-0.001、a₈＝1、a₉＝-1.25、a₁₀＝1200

得出：X＝-1986.25

Y＝-1468.75

Lt＝-(-1.25+(-3454.8)÷215)×2

＝34.62mm

根据以上的方法轧制，实际出口的带钢宽度见图9，其中横坐标是带钢长度，纵坐标是带钢宽度。

Claims (7)

1.一种板坯大侧压的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1)计算大侧压机压下量、初始压下位置Lh和分次压下的次数n；

2)板坯进入在大侧压机后，将其头部送至初始压下位置Lh处；

3)在初始压下位置Lh处，板坯不动，大侧压机压下n次；

4)对板坯头部进行分次压下结束后，板坯前进，按正常方式轧制。

2.如权利要求1所述的板坯大侧压的控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：5)板坯前进至距尾端Lt处，板坯不动，大侧压机压下n次。

3.如权利要求2所述的板坯大侧压的控制方法，其特征在于：带钢头部的初始压下位置Lh的计算公式为：

$\mathrm{Lh}=\frac{a_3\·W_0-a_4}{a_1+a_2\·\mathrm{\ΔW}}$

式中：

Lh：头部控制长度；

a₁：中间变量1；其取值范围[3550，3600]；

a₂：经验值；其取值为10；

a₃：中间变量3；其取值范围[1000，1500]；

a₄：经验值；其取值为2000000；

W₀：带钢原始宽度；

ΔW：总侧压量。

4.如权利要求3所述的板坯大侧压的控制方法，其特征在于：

对Lh进行上限检查：Lh＞Lh max时，Lh＝Lh max；

下限检查：Lh＜Lh min时，Lh＝Lh min；

取Lh max＝50，Lh min＝30。

5.如权利要求2或4所述的板坯大侧压的控制方法，其特征在于：距带钢尾部Lt的计算公式为：

$\mathrm{Lt}=-[a_5+\frac{X+Y}{\mathrm{\ΔW}}]\·\frac{1}{a_6}$

X＝(a₇·ΔW+a₈)·W₀

Y＝a₉·ΔW+a₁₀

式中：

Lt：尾部控制长度；

a₅：经验值；其取值为-1.25；

a₆：中间变量6；其取值范围[1.00，2.00]；

a₇：经验值；其取值为-0.001；

a₈：经验值；其取值为1.00；

a₉：中间变量；其取值范围[-1.00，-1.50]；

a₁₀：经验值；其取值为1200；

W₀：带钢原始宽度；

ΔW：总侧压量。

6.如权利要求5所述的板坯大侧压的控制方法，其特征在于：

对Lt进行上限检查：Lt＞Lt max时，Lt＝Lt max；

下限检查：Lt＜Lt min时，Lt＝Lt min；

取Lt max＝50，Lt min＝30。

7.如权利要求4或6所述的板坯大侧压的控制方法，其特征在于：所述大侧压机压下次数n的计算公式为：

N＝floor(ΔW_s/P_fc)

式中：

floor()：向上取整函数；

ΔW：总侧压量；

P_fc：每次的压下量。

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