CN101780480B - 一种焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，包括以下步骤：1、收集来自于过程控制系统的实际轧制参数值；2、计算单个机架的辊缝总的调整量自适应值；3、按单个机架的轧制力确定辊缝需要调节的次数n；4、设j＝1；5、根据带钢在轧机入口与出口厚度计算带钢入口和出口的厚度偏差Δhj-1、Δhj和影响因素系数factor；6、根据带钢入口和出口厚度偏差计算轧制力偏差值；7、计算每次辊缝调整偏差值；8、启动模型自适应功能；9、启动后计算功能并结合步骤的辊缝总的调整量自适应值，动态设定辊缝控制模型中的辊缝自适应系数；10、当j＜n时，j＝j+1，执行步骤5；当j≥n时，结束。其使带钢头部厚度超差长度得到控制。

Description

一种焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法

技术领域

本发明涉及一种轧钢中校辊控制工艺，尤其是一种适于镀锡板冷轧机的空辊缝校辊方法。

背景技术

在现有的冷连轧生产过程中，动态变规格时，如何控制焊缝两端的带钢厚度精度是一个重要的研究课题。由于厚度精度是冷轧带钢非常关键的质量指标，因此减少焊缝两端带钢超差的长度是冷轧带钢的重要目标，技术人员在厚度控制上也采用了很多新的方法来提升带钢的厚度控制精度。如辊缝位置控制(专利号US4125004A，专利号US4244025A)，通过对带钢入口厚度和出口厚度偏差的在线测量，对辊缝位置进行预控和反馈控制，来提升整体的厚度控制精度。如厚度补偿控制(CN101069897)，通过测速仪检测轧制过程中的速度，进而进行带材升降速过程厚度减薄的自动实时补偿。如何实现在动态变规格时对带钢头部进行补偿，以减少焊缝两端带钢超差的长度。目前在这方面还没有优越的控制方法，本专利发明了一种带钢头部补偿方法。

本专利主要是在动态变规格过程中，当焊缝过机架时设置一个带钢头部厚度补偿系统，焊缝到达1机架前，要进行动态变规格时，同时开启该系统，对辊缝、张力进行快速调节。该系统利用实际测量的动态变规格数据在轧制模型设定系统进行辊缝自适应学习，为后面几个机架的辊缝调节提供辊缝调节系数，使得焊缝两端带钢的超差长度比原来减少。通过检索，查询到与本方法最为相近的专利有：

(1)专利公开号CN1850375，名称为变厚度钢板的连续轧制方法。该专利发明了一种变厚度钢板的连续轧制方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)钢板头尾各留出一定的裕量，L₀为头部裕量，L₁为尾部裕量；(2)为轧出最小厚度h₀，根据轧制力模型算出轧件预计算塑性曲线，然后结合轧机弹跳曲线确定轧辊的辊缝S₀，此时轧制力为P₀，然后在该辊缝下进行轧制；(3)在头部轧制过程中计算轧出长度，直至轧出长度等于L₁；(4)头部过渡阶段轧制完成后，继续进行变厚度轧制，这个过程首先确定变厚度过程不同的轧制长度对应的轧制时间；(5)根据变厚度轧制长度的变化，调整辊缝；(6)上述轧制过程持续进行，直至变厚度段轧出长度等于变厚度钢板目标长度，此时轧件的厚度已经过渡到最大厚度h₁，之后进行尾部轧制，基于预计算塑性曲线与实际塑性曲线存在的偏差，在尾部轧制过程中，根据实际计算出口厚度h₁′和h₁的差别，通过调整辊缝的位置，消除尾部厚度偏差，直至尾部轧制完成。该专利与本专利相近之处有：都是通过进行辊缝调整来达到控制带钢头尾部厚度。本专利与其比较而言不同在于本专利采用的头部补偿方法具有自适应、自学习的功能，能够为后面的机架辊缝的调节提供依据。另外本专利适用于不同钢种的厚度或宽度变化的情况。

(2)专利号CN101069897，名称为：可逆冷轧机升降速厚度补偿控制方法。该专利公开了一种可逆冷轧机升降速厚度补偿控制方法，其特征在于如下步骤：a.以带材轧制速度变量为反馈信号，对轧机的加减速进行实时监控；b.当系统检测到带材轧制速度的变化时，进行辊缝补偿量的计算，c.将步骤b计算得到的辊缝补偿量，累加到液压AGC内环液压APC(自动纠偏控制)的位置闭环中，进行带材升降速过程厚度减薄的自动实时补偿。该专利与本专利相近之处有：都是进行了辊缝补偿量的计算；都是通过对实际数据的学习来修正轧制参数。本专利与其比较而言有三点重要不同：(一)本专利主要应用在焊缝过机架时的辊缝调节及补偿；(二)该专利适用在可逆轧机升降速这种非稳态情况下，而本专利适用在焊缝过机架这种非稳态情况下；(三)该专利应用在AGC控制系统，而本专利应用在FGC控制系统中。

现有技术的缺点是：由于镀锡板厚度一般小于0.3mm，对厚度控制要求较高，现有校辊方法并不能完全消除轧辊的实际压下倾斜，因此带钢沿宽度方向的厚度分布不均匀，带钢存在规律性楔形度缺陷。另外，由于辊系存在严重的倾斜，常常发生油膜轴承在高速运行时烧坏，造成轧机严重的断带、堆钢，严重影响了轧机的正常生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，在保持冷轧AGC控制系统工作状态的情况下，对冷连轧焊缝过机架时的辊缝进行自适应控制，建立焊缝过机架时各个机架的辊缝调节自适应模型以及单个机架的辊缝自适应调节模型，通过该方法的采用减小各机架带头通过时出口厚度的波动，从而减少产品的超差长度，提高成材率。

为了实现上述目的，本发明的一种焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，包括按以下步骤：

步骤1、收集来自于过程控制系统的实际轧制参数值，周期可以根据不同的轧机设定，有毫秒级一般为25毫秒，和秒级1秒、3秒等；

步骤2、计算单个机架的辊缝总的调整量自适应值；

步骤3、按照单个机架的轧制力确定辊缝需要调节的次数n，n属于自然数；

步骤4、设j＝1，j属于自然数；

步骤5、根据带钢在轧机入口与出口的厚度计算带钢入口和出口的厚度偏差Δh_j-1、Δh_j和影响因素系数factor；

步骤6、根据带钢入口和出口的厚度偏差计算轧制力偏差值；

步骤7、计算每次辊缝调整偏差值；

步骤8、启动模型自适应功能；

步骤9、启动后计算功能并结合步骤2中的辊缝总的调整量自适应值，动态设定辊缝控制模型中的辊缝自适应系数；

步骤10、当j＜n时，j＝j+1，执行步骤5；当j≥n时，结束。

优选地，所述的步骤1中的实际轧制参数值包括：P轧制力，KN；h带钢厚度，mm；总张力，单位KN/mm²；带钢速度；辊缝高度。有条件的话可以将操作侧和传动侧的辊缝分别收集，使用这些实际参数，模型可以计算辊缝量，并且和模型预计算的结果和实际测量的结果进行分析比较，便于今后进一步优化预设定计算的精度。

优选地，所述步骤2中单个机架的辊缝总的调整量自适应值的计算方法如下：

${\mathrm{dS}0}_i={\mathrm{dS}}_i^{-1}+{\mathrm{CdS}0}_i\·({\mathrm{dS}}_{\mathrm{Ai}}-{\mathrm{dS}}_i^{-1})---\left(3\right)$

其中： ${\mathrm{CdS}0}_i=\mathrm{DLMAX}-\frac{\mathrm{DLMAX}-\mathrm{DLMIN}}{1.0+A1\·\exp \left(\mathrm{AL}\right)}---\left(4\right)$

AL＝A2·(NR_i-A3)；                                    (5)

在这里：dS_Ai——当前轧带辊缝测量值；

dS_i ^-1——辊缝自适应历史统计值；

dS0_i——辊缝自适应调整值；

A1，A2，A3——常数，针对不同的轧机通过模型离线分析调试取得的经验参数，它是通过公式4通过转换后得出求解这些参数的方程组，然后求解相关的值，在大量的数据进行优化处理后就可以得到这些参数。最简单的方法是通过三组数据就可以得到初始值。一般采用EXCEL工具可以方便地分析得到这些参数；

DLMAX，DLMIN——常数，是人为通过经验定义的辊缝偏差最大和最小值，一般我们使用的值为1.2和0.5；

NR_i——工作辊轧制钢卷数量；

i----表示工作辊轧制的钢卷数量，i＝1，2…N。

优选地，所述步骤6中轧制力偏差值的计算方法如下：

根据带钢的入口、出口厚度偏差对轧制力的设定值进行修正：

$F_j^{\′}=F_j+\frac{\∂F_j}{\∂h_{j-1}}\mathrm{\Δ}{h}_{j-1}+\frac{\∂F_j}{\∂h_j}\mathrm{\Δ}{h}_j---\left(7\right)$

轧制力偏差值： ${\mathrm{\ΔF}}_j=F_j^{\′}-F_j=\frac{{\∂F}_j}{\∂h_{j-1}}\mathrm{\Δ}{h}_{j-1}+\frac{{\∂F}_j}{\∂h_j}\mathrm{\Δ}{h}_j---\left(8\right)$

其中：F_j——某机架第j次辊缝调整时轧制力设定值；

F′_j——某机架第j次辊缝调整时轧制力修正值；

——入口厚度波动轧制力偏差系数；

——出口厚度波动轧制力偏差系数。

优选地，所述步骤7中每次辊缝调整偏差值的计算方法如下：

$\mathrm{\Δ}{S}_j=G_j\frac{\mathrm{\Δ}{F}_j}{M_j}=\frac{G_j}{M_j}\·(\frac{{\∂F}_j}{\∂h_{j-1}}\mathrm{\Δ}{h}_{j-1}+\frac{\∂F_j}{\∂h_j}\mathrm{\Δ}{h}_j)\·\mathrm{factor}---\left(9\right)$

其中：

M_j——轧机模量；

G_j——辊缝增益系数；

factor——影响因素系数；

ΔS_j——第j次辊缝自适应调整值。

优选地，factor的范围为[0.8，1.2]，ΔS_j的范围为[-0.8，+0.8]mm，辊缝增益系数G_j的范围为[0.7，1.4]。

优选地，所述的步骤9中，当本周期中的ΔS_j＝0，则步骤2中的dS_Ai＝0，计算得到的dS0_i作为辊缝控制模型中自适应系数带入下一周期；当本周期中的ΔS_j≠0，则ΔS_j＝dS_Ai，计算的dS0_i就是下一次计算辊缝时需要的i机架的辊缝的自适应系数，在下一次辊缝计算时作为自适应补偿的参数增加到计算的过程中。

优选地，所述辊缝自适应调整模型的使用对象是焊缝过机架时，且前后两个带钢在轧机中的轧制方式相同。

优选地，所述前后两个带钢的厚度偏差绝对值＞0.05mm；前后两个带钢的宽度偏差绝对值＞1.00mm。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：

本发明使带钢头部的厚度超差长度得到有效的控制，通过改善带钢头部的厚度精度，可以有效提高产品的收得率，为企业增加效益。

附图说明

图1为本发明的辊缝总调整值自适应模型图。

图2为本发明的单个机架每次辊缝调整值自适应模型图。

图3为本发明的实施流程图。

图4为使用本发明后的机架输出厚度。

图5为未使用本发明的机架输出厚度。

具体实施方式

下面结合附图1-5来具体介绍一种本发明的较佳实施例。

如图1-3所示，本发明的一种焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，包括按以下步骤：

步骤1、根据每个周期收集来自于过程控制系统的实际轧制参数值，包括：P轧制力，KN；h带钢厚度，mm；总张力，单位KN/mm²；带钢速度；辊缝高度。有条件的话可以将操作侧和传动侧的辊缝分别收集，使用这些实际参数，模型可以计算辊缝量，并且和模型预计算的结果和实际测量的结果进行分析比较，便于今后进一步优化预设定计算的精度。

步骤2、焊缝过机架的时候主要是通过FGC的方式来控制轧制的过程。通过模型计算前一带钢在低速轧制时的辊缝值和当前轧带在低速时的辊缝设定值。对于焊缝过机架时每一个辊缝的调整量来说，调整的过程是按照合适的控制策略来实现的，也许是通过几次的压下调整才达到目的。对第i机架，辊缝的总的调整值为：

dS_i＝S_wi-S_bi                          (2)

计算单个机架的辊缝总的调整量自适应值：

${\mathrm{dS}0}_i={\mathrm{dS}}_i^{-1}+{\mathrm{CdS}0}_i\·({\mathrm{dS}}_{\mathrm{Ai}}-{\mathrm{dS}}_i^{-1})---\left(3\right)$

其中： ${\mathrm{CdS}0}_i=\mathrm{DLMAX}-\frac{\mathrm{DLMAX}-\mathrm{DLMIN}}{1.0+A1\·\exp \left(\mathrm{AL}\right)}---\left(4\right)$

AL＝A2·(NR_i-A3)                      (5)

在这里：dS_Ai——当前轧带辊缝测量值；

dS_i ^-1——辊缝自适应历史统计值；

dS0_i——辊缝自适应调整值；

A1，A2，A3——常数，针对不同的轧机通过模型离线分析调试取得的经验参数，它是通过公式4通过转换后得出求解这些参数的方程组，然后求解相关的值，在大量的数据进行优化处理后就可以得到这些参数。最简单的方法是通过三组数据就可以得到初始值。一般采用EXCEL工具可以方便地分析得到这些参数；

DLMAX，DLMIN——常数，是人为通过经验定义的辊缝偏差最大和最小值，一般我们使用的值为1.2和0.5；

NR_i——工作辊轧制钢卷数量；

i----表示工作辊轧制的钢卷数量，i＝1，2…N。

对于某一机架特别是第一机架，在焊缝通过机架的过程中，压下调节是通过多次的调整才达到目的，每一次的辊缝调节量是按照模型设定得到的，在不考虑实际轧制过程各种干扰因素影响条件下的理想值，在这种情况下实际轧出的带钢厚度将受影响。步骤2计算的是当前轧制带钢的辊缝自适应系数，这个自适应的参数是整个自适应的参数计算过程中的一个参数，它是一个中间计算参数，不保存作为历史计算的结果。

步骤3、按照单个机架的轧制力确定辊缝需要调节的次数n，n属于自然数；

步骤4、设j＝1，j属于自然数；

步骤5、根据收集在轧机出口与入口的带钢厚度计算厚度偏差平均值和影响因素系数factor。后续使用的出口厚度和入口厚度的偏差量是一个统计数据，是通过计算一组数据的均值得到的数据，这里的偏差平均值是每一次的实际厚度和目标厚度的偏差量，在一组偏差量(一般30组数据)取得平均后再应用到后续的计算中。而影响因素系数是指后续使用测定factor值，这个值是一个带钢一次使用的系数，它是实际值和设定值之间偏差的比较系数，每一次通过实际值计算的辊缝和预设定计算的辊缝之间的偏差均需要进行自动的调整，使设定值更接近实际控制需要的值。

步骤6、对于某一机架特别是第一机架，在焊缝通过机架的过程中，压下调节是通过多次的调整才达到目的，每一次的辊缝调节量是按照模型设定得到的，在不考虑实际轧制过程各种干扰因素影响条件下的理想值，在这种情况下实际轧出的带钢厚度将受影响。

焊缝过机架时某机架辊缝总的调整量：

S_i＝dS₁+dS₂+...+dS_n                   (6)

其中dS_i——每次辊缝的自适应调整量(i＝1，…，n)。

计算轧制力偏差值：

根据带钢的入口、出口厚度偏差对轧制力的设定值进行修正：

$F_j^{\′}=F_j+\frac{\∂F_j}{\∂h_{j-1}}\mathrm{\Δ}{h}_{j-1}+\frac{\∂F_j}{\∂h_j}\mathrm{\Δ}{h}_j---\left(7\right)$

轧制力偏差值： ${\mathrm{\ΔF}}_j=F_j^{\′}-F_j=\frac{{\∂F}_j}{\∂h_{j-1}}\mathrm{\Δ}{h}_{j-1}+\frac{{\∂F}_j}{\∂h_j}\mathrm{\Δ}{h}_j---\left(8\right)$

其中：F_j——某机架第j次辊缝调整时轧制力设定值；

F′_j——某机架第j次辊缝调整时轧制力修正值；

Δh_j-1——带钢入口厚度偏差；

Δh_j——带钢出口厚度偏差；

——入口厚度波动轧制力偏差系数；

——出口厚度波动轧制力偏差系数。

步骤7、计算每次辊缝调整偏差值：

$\mathrm{\Δ}{S}_j=G_j\frac{\mathrm{\Δ}{F}_j}{M_j}=\frac{G_j}{M_j}\·(\frac{{\∂F}_j}{\∂h_{j-1}}\mathrm{\Δ}{h}_{j-1}+\frac{\∂F_j}{\∂h_j}\mathrm{\Δ}{h}_j)\·\mathrm{factor}---\left(9\right)$

其中：F_j——某机架第j次辊缝调整时轧制力设定值；

F′_j——某机架第j次辊缝调整时轧制力修正值；

Δh_j-1——带钢入口厚度偏差；

Δh_j——带钢出口厚度偏差；

——入口厚度波动轧制力偏差系数；

——出口厚度波动轧制力偏差系数；

M_j——轧机模量；

G_j——辊缝增益系数；

factor——自适应系数，factor是计算辊缝偏差过程中的一个经验系数；

ΔS_j——第j次辊缝自适应调整值。

步骤8、启动模型自适应功能；

步骤9、启动后计算功能并结合步骤2中的辊缝总的调整量自适应值，动态设定辊缝控制模型中的辊缝自适应系数。当本周期中的ΔS_j＝0，则步骤2中的dS_Ai＝0，计算得到的dS0_i作为辊缝控制模型中自适应系数带入下一周期，即公式1中的Δ＝dS0_i；

当本周期中的ΔS_j≠0，则ΔS_j＝dS_Ai，计算的dS0_i就是下一次计算辊缝时需要的i机架的辊缝的自适应系数，即公式1中的Δ＝dS0_i，在下一次辊缝计算时作为自适应补偿的参数增加到计算的过程中。

步骤9是综合步骤2产生的自适应的结果和相关这种材料和规格产生的历史的自适应参数的综合计算，它产生的自适应结果将保存，且覆盖原来的历史自适应系数，这个值将作为下次自适应计算的历史数据。后计算就是将这个值用于后面的焊缝过机架时辊缝计算调整的动态设定中，以确保辊缝调节的精度。

其中，根据弹跳方程得到辊缝计算模型：

$S=h-(\frac{P}{k}+S_F+O)+S_0+\mathrm{\Δ}---\left(1\right)$

其中：S_F——弯辊力造成的辊缝变化，mm；

O——油膜厚度，mm；

S₀——辊缝零位，mm。

k——轧机模量，KN/mm；

P——轧制力，KN；

Δ——自适应系数，mm；

h——带钢厚度，mm。根据机架中带钢的厚度计算调整的辊缝值。

辊缝调节量的计算步骤如下：

(1)计算上一轧带在低速轧制时的辊缝位置S_b，更新过程控制轧制数据表；

(2)读入当前轧带在低速轧制时的辊缝设定位置S_w；

(3)辊缝的调节量dS＝S_w-S_b。

步骤10、当j＜n时，j＝j+1，执行步骤5；当j≥n时，结束。

应用现场数据对上述数学模型进行了仿真，在仿真过程使用模型时要求以下条件：

(1)冷连轧过程中轧辊线速度和带钢厚度均是能够准确测量的，因此首先认为基础自动化上传的轧辊线速度实际值和带钢入口、出口厚度实际值没有误差。

(2)此辊缝自适应调整模型只有在焊缝过机架时才适用。

同时，在设定计算过程中必须考虑的几个限制条件：

(1)前后两个带钢在轧机中的轧制方式是一致的，也就是说前后带钢在通过每个机架时采用的控制方法是一致的。如都采用相对变形量方式。

(2)本技术方法使用在动态变规格过程中，所计算的控制设定是对动态变规格设定参数的补偿。因此在同材质的前提下，前后两个带钢的厚度偏差绝对值＞0.05mm；前后两个带钢的宽度偏差绝对值＞1.00mm。不同材质带钢的过渡始终起作用。

(3)模型中的系数限制，factor的限制目前限定范围为[0.8，1.2]，ΔS_j目前限定范围为[-0.8，+0.8]mm，辊缝增益系数G_j目前限定范围为[0.7，1.4]。

以一个钢卷计算的结果数据为例进行说明。

钢卷号：9022404400

材料和规格：DT0145D1

入口厚度：3.820mm

出口厚度：0.693mm

步骤1、收集来自于过程控制系统的实际轧制参数值；

	1机架前	1机架	2机架	3机架	4机架	5机架
							轧制力(10KN)		1325	1122	1013	904	667
带钢厚度(mm)	3.686	2.376	1.479	0.991	0.705	0.694

总张力(10KN)	22.2	35.0	28.6	21.0	12.8	4.6
							带钢速度(mpm)	28.1	43.8	70.1	104.7	148.6	149.6
辊缝高度(WS)(mm)		0.821	-0.032	-0.678	-0.124	0.724
							辊缝高度(DS)(mm)		0.823	0.061	-0.318	0.101	0.976

步骤2、计算单个机架的辊缝总的调整量自适应值；

	1	2	3	4	5
						辊缝总的调整量自适应值	0.662	1.403	1.743	0.722	0.836

步骤3、按照单个机架的轧制力确定辊缝需要调节的次数n；

由于现在模型使用后精度比较好，基本一次计算就可以满足调节的需求。

步骤4、设j＝1；

步骤5、根据带钢在轧机入口与出口的厚度计算带钢入口和出口的厚度偏差Δh_j-1、Δh_j和影响因素系数factor；实际值/设定值

	1机架前	1机架	2机架	3机架	4机架	5机架
							轧机来料厚度(mm)	3.8199	2.3683	1.4771	0.9897	0.7107	0.6930
轧机实际厚度(mm)	3.686	2.376	1.479	0.991	0.705	0.694
							厚度偏差(mm)	0.1339	-0.0077	-0.0019	-0.0013	0.0057	-0.001
Factor	0.964	1.003	1.001	1.001	0.991	1.001

步骤6、根据带钢入口和出口的厚度偏差计算轧制力偏差值；

1机架

2机架

3机架

4机架

5机架

来料厚度计算轧制力(10KN)	1467	1108	962	816	693
						实际厚度计算轧制力(10KN)	1354	1121	1025	884	693
轧制力偏差(10KN)	113	-13	-63	-68	0

步骤7、计算每次辊缝调整偏差值；

	1机架	2机架	3机架	4机架	5机架
						来料厚度计算辊缝(mm)	-0.2268	0.0314	0.1380	0.1525	0.0000
实际厚度计算辊缝(mm)	0.0000	0.0039	0.0050	0.0044	0.0000
						辊缝偏差(mm)	-0.2268	0.0275	0.133	0.1481	0.0000

步骤8、启动模型自适应功能；

步骤9、启动后计算功能并结合步骤2中的辊缝总的调整量自适应值，动态设定辊缝控制模型中的辊缝自适应系数；

	1机架	2机架	3机架	4机架	5机架
						辊缝自适应系数	0.6602	1.4128	1.7548	0.7216	0.8297

步骤10、当j＜n时，j＝j+1，执行步骤5；当j≥n时，结束。

(1)若在公式9中如果辊缝没有偏差，说明轧制的带钢厚度没有偏差，那么ΔS_j＝0，即公式3中的dS_i＝0，这时计算得到的辊缝自适应参数仅是历史积累辊缝偏差的一个值乘以一个小于1的系数，即

${\mathrm{dS}0}_i={\mathrm{dS}}_i^{-1}+{\mathrm{CdS}0}_i\·(0-{\mathrm{dS}}_i^{-1})=(1-{\mathrm{CdS}0}_i){\mathrm{dS}}_i^{-1};$

即公式1中的 $\mathrm{\Δ}=(1-{\mathrm{CdS}0}_i){\mathrm{dS}}_i^{-1}$

(2)若在公式9中如果辊缝存在偏差，说明轧制的带钢厚度存在偏差，那么ΔS_j≠0，则ΔS_j＝dS_Ai，

即公式1中的 $\mathrm{\Δ}={\mathrm{dS}0}_i={\mathrm{dS}}_i^{-1}+{\mathrm{CdS}0}_i\·({\mathrm{\ΔS}}_j-{\mathrm{dS}}_i^{-1})=(1-{\mathrm{CdS}0}_i){\mathrm{dS}}_i^{-1}+{\mathrm{CdS}0}_i\·\mathrm{\Δ}{S}_j,$ 在下一次辊缝计算时作为自适应补偿的参数增加到计算的过程中。

如图4、5所示，使用本发明后，非稳定状态下带钢头部在过机架时的1机架输出厚度波动明显减小。

随着计算次数(每轧制一个钢卷计算一次)的增加，这个值会越来越小，表示模型计算的结果不用补偿就可以达到目标，说明模型计算的结果可信，当所有的补偿值为零时，说明模型计算的精度达到100％，即计算的结果就是控制需要的值，这样的模型是最理想的控制模型。

如图4、5所示，通过本专利在现场的实施，使带钢头部的厚度超差长度得到有效的控制，下面对专利实施前后的控制效果做一个统计数字的对比。其中表一是实施前统计的数据，表二是专利应用后统计的数据。

表一实施前各厚度规定范围带钢超差长度统计值(米)

钢种	0.5％头部超差	0.5％中部超差	1％头部超差	1％中部超差	钢卷数量
						AP1055E5	41.58	20	33.36	13.74	1426
DP0161D1	34.47	16.67	32.08	16.81	659
						DT0144D1	25.16	10.71	23.52	12.89	591
AP0961E1	36.55	27.11	48.45	21.92	589
						AQ1580D1	46.38	33.99	65.93	38.62	289
DT0148D1	25.41	11.62	23.91	12.58	214
						DQ0132D1	27.41	11.67	27.78	15.22	200
DT0159D1	28.58	11.37	26.22	14.37	199
						AP1261E1	31.06	25.85	61.73	21.36	187
DT3850D1	27.34	18.39	29.34	13.97	149
						DT0145D1	28.94	14.07	30.96	18.03	103

表二实施后各厚度规定范围带钢超差长度统计值(米)

由对比两表可知，本发明使带钢头部的厚度超差长度得到有效的控制，通过改善带钢头部的厚度精度，可以有效提高产品的收得率，为企业增加效益。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，其特征在于包括按以下步骤：

步骤1、收集来自于过程控制系统的实际轧制参数值；

步骤2、计算单个机架的辊缝自适应调整值；

步骤3、按照单个机架的轧制力确定辊缝需要调节的次数n，n属于自然数；

步骤4、设j＝1，j属于自然数；

步骤5、根据带钢在轧机入口的厚度设定值与实际值计算带钢入口厚度偏差Δh_j-1和影响因素系数factor，根据带钢在轧机出口的厚度理想值与实际值计算带钢出口厚度偏差Δh_j和影响因素系数factor；

步骤6、根据带钢入口和出口的厚度偏差计算轧制力偏差值；

步骤7、计算每次辊缝调整偏差值；

步骤8、启动模型自适应功能；

步骤9、启动后计算功能并结合步骤2中的辊缝自适应调整值，动态设定辊缝控制模型中的辊缝自适应系数，所述后计算为将当前辊缝自适应系数用于后面的焊缝过机架时辊缝计算调整的动态设定中，所述辊缝控制模型为：

$S=h-(\frac{P}{k}+S_F+O)+S_0+\mathrm{\Δ}$

其中：S_F为弯辊力造成的辊缝变化，mm；O为油膜厚度，mm；S₀为辊缝零位，mm；k为轧机模量，KN/mm；P为轧制力，KN；Δ为辊缝自适应系数，mm；h为带钢厚度，mm；

步骤10、当j＜n时，j＝j+1，执行步骤5；当j≥n时，结束。

2.如权利要求1所述的焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，其特征在于：所述的步骤1中的实际轧制参数值包括：P轧制力，KN；h带钢厚度，mm；总张力，单位KN/mm²；带钢速度；辊缝高度。

3.如权利要求2所述的焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，其特征在于所述的步骤2中单个机架的辊缝自适应调整值的计算方法如下：

${\mathrm{dS}0}_i={\mathrm{dS}}_i^{-1}+{\mathrm{CdS}0}_i\·({\mathrm{dS}}_{\mathrm{Ai}}-{\mathrm{dS}}_i^{-1})---\left(3\right)$

其中： ${\mathrm{CdS}0}_i=\mathrm{DLMAX}-\frac{\mathrm{DLMAX}-\mathrm{DLMIN}}{1.0+A1\·\exp \left(\mathrm{Al}\right)}---\left(4\right)$

AL＝A2·(NR_i-A3)(5)

在这里：dS_Ai——当前轧带辊缝测量值；

——辊缝自适应历史统计值；

dS0_i——辊缝自适应调整值；

A1，A2，A3——常数，针对不同的轧机进行回归分析得到；

DLMAX，DLMIN——常数，定义的辊缝自适应调整值的最大、最小值；

NR_i——工作辊轧制钢卷数量；

i----表示机架号，i＝1，2…N。

4.如权利要求3所述的焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，其特征在于所述的步骤6中轧制力偏差值的计算方法如下：

根据带钢的入口、出口厚度偏差对轧制力的设定值进行修正：

$F_j^{\′}=F_j+\frac{{\∂F}_j}{\∂h_{j-1}}{\mathrm{\Δh}}_{j-1}+\frac{{\∂F}_j}{{\∂h}_j}{\mathrm{\Δh}}_j---\left(7\right)$

轧制力偏差值： ${\mathrm{\ΔF}}_j=F_j^{\′}-F_j=\frac{{\∂F}_j}{\∂h_{j-1}}{\mathrm{\Δh}}_{j-1}+\frac{{\∂F}_j}{{\∂h}_j}{\mathrm{\Δh}}_j---\left(8\right)$

其中：F_j——某机架第j次辊缝调整时轧制力设定值；

      F′_j——某机架第j次辊缝调整时轧制力修正值；

——入口厚度波动轧制力偏差系数；

——出口厚度波动轧制力偏差系数。

5.如权利要求4所述的焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，其特征在于所述的步骤7中每次辊缝调整偏差值的计算方法如下：

${\mathrm{\ΔS}}_j=G_j\frac{{\mathrm{\ΔF}}_j}{M_j}=\frac{G_j}{M_j}\·(\frac{{\∂F}_j}{{\∂h}_{j-1}}{\mathrm{\Δh}}_{j-1}+\frac{{\∂F}_j}{{\∂h}_j}{\mathrm{\Δh}}_j)\·\mathrm{factor}---\left(9\right)$

其中：

M_j——轧机模量；

G_j——辊缝增益系数；

factor——影响因素系数；

ΔS_j——每次辊缝调整偏差值。

6.如权利要求5所述的焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，其特征在于：factor的范围为[0.8，1.2]，ΔS_j的范围为[-0.8，+0.8]mm，辊缝增益系数G_j的范围为[0.7，1.4]。

7.如权利要求6所述的焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，其特征在于所述的步骤9中，当本周期中的ΔS_j＝0，则步骤2中的dS_Ai＝0，计算得到的dS0_i作为辊缝控制模型中的自适应系数带入下一周期；当本周期中的ΔS_j≠0，则dS_Ai＝ΔS_j，计算得到的dS0_i就是下一次计算辊缝时需要的i机架的辊缝控制模型中的自适应系数，在下一次辊缝计算时作为自适应补偿的参数增加到计算的过程中。

8.如权利要求7所述的焊缝过机架时带钢头部厚度控制补偿方法，其特征在于：前后两个带钢的厚度偏差绝对值＞0.05mm；前后两个带钢的宽度偏差绝对值＞1.00mm。

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