CN101745547B

CN101745547B - 适用于粗轧轧制过程的自动控制打滑方法

Info

Publication number: CN101745547B
Application number: CN2008102072780A
Authority: CN
Inventors: 张仁其; 陈琪
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2028-12-18
Also published as: CN101745547A

Abstract

本发明揭示了一种适用于粗轧轧制过程的自动控制打滑方法，包括建立轧制力判断模型和打滑控制模型，轧制力判断模型对采集的粗轧机的轧制力数据进行判断，存在轧制力偏差情况时，启动打滑控制模型进行打滑控制，控制降低粗轧机的轧制速度和液压油缸的位置高度，以修正偏移的轧制力。本发明为全自动控制，由于本发明通过调整粗轧机的轧制速度和液压油缸的位置高度来控制打滑，所以并不涉及系统部件的磨损，这样打滑控制的效果非常好，并且相关的损耗也很少，降低了维修成本。

Description

适用于粗轧轧制过程的自动控制打滑方法

技术领域

本发明涉及冶金领域的轧钢粗轧控制领域，更具体地说，涉及一种适用于粗轧轧制过程的自动控制打滑方法。

背景技术

目前的冶金领域的轧钢粗轧时，比如宝山钢铁股份有限公司使用的1880热轧粗轧第二个机架轧机在轧制前三道次过程中经常会发生带钢头部咬入后打滑、轧制过程中打滑造成带钢停顿等现象，带钢板形严重跑偏。

这种打滑的情况会造成很多隐患，打滑可使粗轧钢轧制系统的主传动系统发生扭振，主传动机座和主传动机发生剧烈颤动和嗡嗡声，导致电动机零件和主传动系统主要受力零件的应力值超过正常设计值的数倍，对传动系统设备的危害非常大。

在传统技术中，为了控制粗轧钢时的打滑，通常采用减少打滑道次的压下量和降低打滑道次的速度、提高轧辊的摩擦系数等措施。但是减少打滑道次的压下量和降低打滑道次的速度目前只能通过手动抬辊缝和手动控制轧制速度的方段来实现，响应速度慢且控制不精确；提高轧辊摩擦系数的办法是提高轧辊表面的粗糙度，但是经过一段时间的轧制，轧辊的摩擦系数会因为轧辊表面氧化膜的生成而逐渐降低，打滑现象又会出现。

另外，也有通过其他方法实现防止打滑的，中国专利CN1037852公开的方法是通过轧辊上刻痕的方法提高轧辊的摩擦系数来控制打滑，同样，它也存在容易磨损的缺点，并不能控制打滑现象。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种适用于粗轧轧制过程的自动控制打滑方法，该方法通过自动控制能有效的控制打滑现象。

本发明提供一种适用于粗轧轧制过程的自动控制打滑方法，包括以下步骤：

a、建立第一轧制力判断模型，在粗轧机咬住带钢后，采集所述粗轧机的轧制力数据并输入所述第一轧制力判断模型，若第一轧制力判断模型判断轧制力存在偏差，则进入打滑控制阶段，所述第一轧制力判断模型，包括：

a1、在粗轧机咬住带钢后的第一预定时间内，采集10个轧制力数据并取其平均值F_d＝(F₁+F₂+F₃+…+F₁₀)/10，作为轧制力判断的基准值；

a 2、若持续在第二预定时间内，轧制力F与所述平均值F_d的比例F/F_d＜0.8，则轧制力存在偏差；

b、建立打滑控制模型，用以打滑控制，通过所述打滑控制模型降低粗轧机的轧机速度和粗轧机液压油缸的位置，以修正所述轧制力，所述打滑控制模型，包括：

每个扫描周期内粗轧机的轧机速降控制模型：

\{\begin{matrix} Δ V_{i} = (- 0.3 * | F_{d} - F | / F_{d}) + Δ V_{i - 1} \\ Δ V_{0} = 0 \end{matrix}

其中：

下标i为一个计数值，当打滑控制开始时，i从1开始计数，每经过一个扫描周期则自加1；

ΔV_i为叠加到轧机速度给定上的量；

F_d为上述中计算出来的轧制力判断基准值；

F为当前轧制力的反馈值；

每个扫描周期内粗轧机液压油缸位置降低控制模型：

Δ h_{i} = \{\begin{matrix} - 1 * | F_{d} - F | / F_{d} + Δ h_{i - 1} & (| F_{d} - F | / F_{d} > 0.5) \\ - 0.5 * | F_{d} - F | / F_{d} + Δ h_{i - 1} & (| F_{d} - F | / F_{d} \leq 0.5) \\ Δ h_{0} = 0 \end{matrix}

其中：

Δh_i为叠加到轧机辊缝给定上的量，其值限定最大不能超过3mm；

F_d为上述中计算出来的轧制力判断基准值；

F为当前轧制力的反馈值；

c、建立第二轧制力判断模型，采集经过所述打滑控制模型修正的轧制力数据并输入所述第二轧制力判断模型，若第二轧制力判断模型判断轧制力存在偏差，则重复所述步骤b和步骤c；若判断轧制力为正常，则进行粗轧钢的正常轧制，所述第二轧制力判断模型为：当采集的轧制力F与所述平均值F_d的比例F/F_d＞0.6时，则判断打滑状态消失，粗轧机进入正常轧制状态，否则认为仍处于打滑状态。

所述第一预定时间为0.4s至1s，所述第二预定时间为0.5s。

所述打滑控制模型中的扫描周期为0.05s，轧机速降控制模型在每一个扫描周期将速度给定降低最多为0.5m/s，但是限制最小的轧制速度不能低于1m/s。

所述粗轧机液压油缸位置降低控制模型的扫描周期为0.05s，在每个扫描周期内将液压油缸的高度下降0.5～1mm，最终控制液压AGC油缸的高度比打滑发生时最多降低3mm。

在打滑控制阶段，若检测到所述带钢处于抛钢状态，则停止所述打滑控制模型的打滑控制。

所述粗轧机的轧制力存在偏差，处于打滑状态时，以图形化的形式显示相关信息并报警。

采用了本发明的技术方案，由于本发明具有轧制力判断模型和打滑控制模型，轧制力判断模型对采集的粗轧机的轧制力数据进行判断，存在轧制力偏差情况时，启动打滑控制模型进行打滑控制，控制降低粗轧机的轧制速度和液压油缸的位置高度，以修正偏移的轧制力。本发明为全自动控制，由于本发明通过调整粗轧机的轧制速度和液压油缸的位置高度来控制打滑，所以并不涉及系统部件的磨损，这样打滑控制的效果非常好，并且相关的损耗也很少，降低了维修成本。

附图说明

图1是实现本发明一实施例的粗轧机和侧导板简图；

图2是实现本发明一实施例的粗轧机控制调整装置简图；

图3是本发明所述方法的流程示意图；

图4是本发明应用在R2粗轧机上的轧机速度调节状态图；

图5是本发明应用在R2粗轧机上的轧机辊缝调节状态图；

图6是本发明的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

图1是粗轧机和入口、出口侧导板的简图，包括入口侧导板1，立辊轧机2，水平轧机3，出口侧导板4，带钢5(中间坯)，入口热金属检测器6(HMD)，出口热金属检测器7(HMD)。

图2是R2粗轧机调整装置示意简图，包括粗轧机的液压油缸8(AGC油缸)，下水平辊9，上下轧机辊缝10，上水平辊11。

本发明中进行轧制力判断和打滑控制的相关设备包括(图中没有标出)：测压头(轧制力检测)，轧制力信号放大器，远程I/O处理器，主控CPU，传动控制器，速度解析器，脉冲输入卡，AGC位置传感器等。

参见图3，图3是本发明所述的适用于粗轧轧制过程的自动控制打滑方法的流程图100，包括以下步骤：

101、建立第一轧制力判断模型，判断打滑状况。在粗轧机咬住带钢后，采集所述粗轧机的轧制力数据并输入所述第一轧制力判断模型，若第一轧制力判断模型判断轧制力存在偏差，则进入打滑控制阶段。

所述第一轧制力判断模型，包括：

a1、在粗轧机咬住带钢后的第一预定时间0.4s至1s内，采集10个轧制力数据并取其平均值F_d＝(F₁+F₂+F₃+…+F₁₀)/10，作为轧制力判断的基准值；

a2、若持续在第二预定时间0.5s内，轧制力F与所述平均值F_d的比例F/F_d＜0.8，则轧制力存在偏差。

102、建立打滑控制模型，控制打滑。通过所述打滑控制模型降低粗轧机的轧机速度和粗轧机液压油缸的位置，以修正所述轧制力。

所述打滑控制模型，包括：

每个扫描周期内粗轧机的轧机速降控制模型：

\{\begin{matrix} Δ V_{i} = (- 0.3 * | F_{d} - F | / F_{d}) + Δ V_{i - 1} \\ Δ V_{0} = 0 \end{matrix}

其中：

ΔV_i为叠加到轧机速度给定上的量；

F_d为上述中计算出来的轧制力判断基准值；

F为当前轧制力的反馈值；

每个扫描周期内粗轧机液压油缸位置降低控制模型：

Δ h_{i} = \{\begin{matrix} - 1 * | F_{d} - F | / F_{d} + Δ h_{i - 1} & (| F_{d} - F | / F_{d} > 0.5) \\ - 0.5 * | F_{d} - F | / F_{d} + Δ h_{i - 1} & (| F_{d} - F | / F_{d} \leq 0.5) \\ Δ h_{0} = 0 \end{matrix}

其中：

Δh_i为叠加到轧机辊缝给定上的量，其值限定最大不能超过3mm，因为油缸位置是由辊缝的设定值决定的，要改变油缸的位置，首先是把Δhi先叠加到轧机辊缝给定上，然后由辊缝给定值改变油缸位置。

F_d为上述中计算出来的轧制力判断基准值；

F为当前轧制力的反馈值。

103、建立第二轧制力判断模型，配合打滑控制模型进行打滑的持续控制。采集经过所述打滑控制模型修正的轧制力数据并输入所述第二轧制力判断模型，若第二轧制力判断模型判断轧制力存在偏差，则重复所述步骤102和步骤103；若判断轧制力为正常，则进行粗轧钢的正常轧制。

所述第二轧制力判断模型为：当采集的轧制力F与所述平均值F_d的比例F/F_d＞0.6时，则判断打滑状态消失，粗轧机进入正常轧制状态，否则认为仍处于打滑状态。

在打滑控制阶段，若入口热金属检测器6或出口热金属检测器7检测到所述带钢处于抛钢状态，则停止所述打滑控制模型的打滑控制。

作为一实施例，所述粗轧机的轧制力存在偏差，处于打滑状态时，以图形化的形式显示相关信息并报警。

另外，本实施例发生异常时，操作工可以手动介入操作，手动介入优先。

参见图6，图6是本发明的工作流程图，表示了打滑信号输出及启动调节的过程。

在应用方面，以三热轧的R2粗轧机为例，在使用过程中得到了以下数据：

参见图4，图中显示检测到打滑后轧机速度根据轧制力变化而调节的情况，由于R2第一道次的轧制速度设定就比较低，此次打滑又较严重，经过了n次调整后，R2的轧制速度就降到了1m/s，R2打滑消除。

参见图5，检测到打滑后轧机辊缝根据轧制力变化而调节的情况。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围。

Claims

1.一种适用于粗轧轧制过程的自动控制打滑方法，其特征在于，包括以下步骤：

a2、若持续在第二预定时间内，轧制力F与所述平均值F_d的比例F/F_d＜0.8，则轧制力存在偏差；

每个扫描周期内粗轧机的轧机速降控制模型：

Figure 47573DEST_PATH_RE-FSB00000602487600011

其中：

ΔV_i为叠加到轧机速度给定上的量；

F_d为上述中计算出来的轧制力判断基准值；

F为当前轧制力的反馈值；

每个扫描周期内粗轧机液压油缸位置降低控制模型：

其中：

F_d为上述中计算出来的轧制力判断基准值；

F为当前轧制力的反馈值；

2.如权利要求1所述的自动控制打滑的方法，其特征在于，所述第一预定时间为0.4s至1s，所述第二预定时间为0.5s。

3.如权利要求1所述的自动控制打滑的方法，其特征在于，所述打滑控制模型中的扫描周期为0.05s，轧机速降控制模型在每一个扫描周期将速度给定降低最多为0.5m/s，但是限制最小的轧制速度不能低于1m/s。

4.如权利要求1所述的自动控制打滑的方法，其特征在于，所述粗轧机液压油缸位置降低控制模型的扫描周期为0.05s，在每个扫描周期内将液压油缸的高度下降0.5～1mm，最终控制液压AGC油缸的高度比打滑发生时最多降低3mm。

5.如权利要求1所述的自动控制打滑的方法，其特征在于，在打滑控制阶段，若检测到所述带钢处于抛钢状态，则停止所述打滑控制模型的打滑控制。

6.如权利要求1所述的自动控制打滑的方法，其特征在于，所述粗轧机的轧制力存在偏差，处于打滑状态时，以图形化的形式显示相关信息并报警。