CN101890433B - 一种板带热连轧机组板形板厚在线协调控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于板带热连轧机组板形板厚在线协调控制方法，属于板带材热连轧技术领域。其特征在于操作步骤为：(1)收集n机架热连轧机组设备及轧制规程参数；(2)现场采集轧制力及末架板凸度偏差值；(3)计算各机架板形刚度；(4)令末架出口厚度不变；(5)由末架开始逆计算第i机架机械板凸度变化量；(6)计算第i机架轧制力及入口厚度变化量；；(7)计算第i机架新的入、出口厚度；(8)计算第i架新的压下量及调整量；(9)根据等比例凸度条件计算第i-1机架出口板凸度偏差值；(10)重复(5)～(9)步骤可得2～n机架压下量调整量；(11)计算第一机架压下量调整量；(12)根据压下量调整量进行在线调控，可达到对板形板厚协调控制的目的。

Description

一种板带热连轧机组板形板厚在线协调控制方法

技术领域

本发明属于板带材热连轧技术领域，具体涉及一种可用于板带热连轧机组板形板厚在线协调控制方法。

背景技术

板形和板厚精度是衡量板带热连轧产品质量的两个重要指标。不论是板厚控制还是板形控制，两者的核心都是对轧机承载辊缝形状的控制，因此两个控制系统之间就会存在相互干扰的耦合作用。板厚控制的有效方式是采用压下位置调整，即通过改变轧机承载辊缝的大小来消除各种因素的变化对轧件厚度的影响。在对轧机承载辊缝大小调节的过程中，必然会改变承载辊缝的形状，亦即改变带钢厚度的同时必然波及带钢的板形；另一方面，板形调控的主要手段是弯辊和窜辊；而弯辊力的变化会影响压下量的变化；窜辊量的变化会引起轧制压力分布的不均匀；为了调节板形而施加的工作辊弯辊力，在改变了轧机承载辊缝的同时，也改变了辊缝的大小，亦即在调整带钢横截面板凸度的同时也改变了带钢横截面的厚度。

传统的板形板厚控制理论是相互独立的两套理论，板厚控制采用弹跳方程作为理论基础，而板形理论采用凸度方程作为理论基础，在实际的工业生产中，板厚控制系统与板形控制系统也是作为两套独立的系统运行，很多轧机甚至只有厚度控制系统而没有板形控制系统。可见，现有的方法人为地割裂了板形和板厚的内在联系。而实际上，板厚控制与板形控制相互之间的耦合程度虽然没有严重到使轧钢系统无法正常工作的地步，但随着对板带钢综合质量要求的提高，板形板厚的耦合关系影响了板带钢生产控制系统的调节品质，成为进一步提高带钢综合质量的瓶颈。因此，人们对板形板厚的综合控制越来越重视。

综合目前对板形板厚的控制方法，存在以下问题：

(1)依靠购买具有板形板厚控制功能的装备来实现产品质量控制要求的方法仍然占据主导位置，建设与运行成本高，企业负担重。

(2)目前使用的具有板形调控功能的轧机，其工艺规程设定十分复杂，需要优化的控制参数有上百个；而且不同的轧机，不同规格的产品需要不同的工艺控制参数，需要建立相对完善的数据库。

(3)板形控制与板厚控制两个系统相对独立工作，而实际上两者都是对承载辊缝的控制，具有强耦合性；板形板厚耦合特性的存在，直接影响了带钢的几何形状尺寸精度的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种对板带热连轧机组板形板厚进行在线协调控制的工艺方法，可以克服现有技术存在的缺点。

本发明的目的是这样实现的，如图1、2所示，n表示机组是由n个机架组成的。其操作步骤如下：

(1)收集该热连轧机组的有关设备参数，包括各机架工作辊直径D_1i、支撑辊直径D_2i、支撑辊轴颈直径d_2i、轧辊辊身长度L_i、压下螺丝中心距l_i以及轧机的刚度M；

(2)收集原轧制规程的有关参数，包括各机架入口及出口厚度H_i、h_i、各机架压下量Δh_i、轧件的宽度b、轧件的塑性系数Q_i；

(3)现场实时采集各机架的实测轧制力P_i及末机架出口板带凸度偏差值ΔCh_n；

(4)根据解析板形刚度理论计算各机架的轧机板形刚度m_i和轧件板形刚度q_i；

(5)令机组末机架出口厚度保持不变：h′_n＝h_n；

(6)由末机架开始逆计算第i架机械板凸度的变化量： ${\mathrm{\ΔC}}_i=\frac{(q_i+m_i)}{m_i}{\mathrm{\ΔCh}}_i;$

(7)计算第i机架轧制力的变化量：ΔP_i＝m_iΔC_ib；

(8)计算第i机架入口厚度的变化量：

(9)计算第i机架新的入口厚度：H′_i＝H_i+ΔH_i，第i-1机架新的出口厚度：h′_i-1＝H′_i；

(10)计算第i机架新的压下量：Δh′_i＝H′_i-h′_i；

(11)计算第i机架压下量的调整量：Δ²h_i＝Δh′_i-Δh_i；

(12)根据等比例凸度条件计算第i-1机架的出口板凸度偏差值 ${\mathrm{\ΔCh}}_{i-l}=\frac{{\mathrm{\ΔCh}}_i\×h_{i-l}^{\′}}{h_i^{\′}};$

(13)重复第(6)～(12)步骤可得到第2～n机架压下量的调整量；

(14)计算第一机架压下量的调整量

(15)根据由以上步骤得到的板带热连轧机组各机架压下量的调整量进行在线调控，即可达到对板形板厚协调控制的目的，上述步骤中i为机架数，i＝1，2，...，n。

本发明的优点是：

(1)采用工艺控制的方法，不需要复杂的控制设备，控制成本低；

(2)控制方法简单，可用于在线控制。

附图说明

图1是由n机架四辊轧机组成的板带热连轧机组的生产工艺及设备布置示意图；

图2是本发明中用于板带热连轧机组板形板厚在线协调控制的各机架压下量的调整量的计算流程图。

图中：1-上工作辊，2-下工作辊，3-上支撑辊，4-下支撑辊，5-开卷机，6-卷取机，7-板带，1#、2#、...n#-机架号

具体实施方式

为了阐述本发明专利的具体实施方法，现以国内某厂6机架带钢热连轧机为例，针对所轧制的特殊钢种与规格，按以上步骤描述板形板厚在线协调控制的方法。

(1)收集该热连轧机组的有关设备参数，包括各机架工作辊直径D_1i、支撑辊直径D_2i、支撑辊轴颈直径d_2i、轧辊辊身长度L_i、压下螺丝中心距l_i以及轧机的刚度M(i——机架数，i＝1，2，...，6)；

(2)收集所轧规格原轧制规程的有关参数，包括各机架入口及出口厚度H_i、h_i、各机架压下量Δh_i、轧件的宽度b、轧件的塑性系数Q_i；

(3)现场实时采集各机架的实测轧制力P_i及末机架出口板带凸度偏差值ΔCh₆；

将收集到的参数列于表1。

表1某厂6机架带钢热连轧机设备及工艺参数

(4)根据解析板形刚度理论计算各机架的轧机板形刚度m_i和轧件板形刚度q_i；

(5)令机组末机架出口厚度保持不变：h′₆＝h₆＝256；

(6)由末机架开始逆计算第i机架机械板凸度的变化量： ${\mathrm{\ΔC}}_i=\frac{(q_i+m_i)}{m_i}{\mathrm{\ΔCh}}_i;$

(7)计算第i机架轧制力的变化量：ΔP_i＝m_iΔC_ib；

(8)计算第i机架入口厚度的变化量：

(9)计算第i机架新的入口厚度：H′_i＝H_i+ΔH_i，第i-1机架新的出口厚度：h′_i-1＝H′_i；

(10)计算第i机架新的压下量：Δh′_i＝H′_i-h′_i；

(11)计算第i机架压下量的调整量：Δ²h_i＝Δh′_i-Δh_i；

(12)根据等比例凸度条件计算第i-1机架的出口板凸度偏差值 ${\mathrm{\ΔCh}}_{i-l}=\frac{{\mathrm{\ΔCh}}_i\×h_{i-l}^{\′}}{h_i^{\′}};$

(13)重复第(6)～(12)步骤可得到第2～6机架压下量的调整量；

(14)计算第一机架压下量的调整量

(15)根据由以上步骤得到的可用于在线控制的机架压下量的调整量进行调控，即可达到对板形板厚协调控制的目的。计算得到的各参数值列于表2。

表2计算得到的各参数值

通过表2可以看出，采用本发明所述方法对各机架压下量进行调整后，末机架出口带钢凸度的变化量刚好能够消除所出现的偏差，保证的带钢良好的板形，同时出口厚度不变，实现了板形板厚的协调控制。

Claims (1)

1.一种板带热连轧机组板形板厚在线协调控制方法，其特征在于操作步骤如下：

(1)收集板带热连轧机组的有关设备参数，包括各机架工作辊直径D_1i、支撑辊直径D_2i、支撑辊轴颈直径d_2i、轧辊辊身长度L_i、压下螺丝中心距l_i以及轧机的刚度M；

(2)收集有关轧制工艺规程参数，包括各机架入口及出口厚度H_i、h_i、各机架压下量Δh_i、轧件的宽度b、轧件的塑性系数Q_i；

(3)现场实时采集各机架的实测轧制力P_i及末机架出口板带凸度偏差值ΔCh_n；

(4)根据解析板形刚度理论计算各机架的轧机板形刚度m_i和轧件板形刚度q_i：

(5)令机组末机架出口厚度保持不变：h′_n＝h_n；

(6)由末机架开始计算第i机架机械板凸度的变化量： ${\mathrm{\ΔC}}_i=\frac{(q_i+m_i)}{m_i}{\mathrm{\ΔCh}}_i;$

(7)计算第i机架轧制力的变化量：ΔP_i＝m_iΔC_ib；

(8)计算第i机架入口厚度的变化量：

(9)计算第i机架新的入口厚度：H′_i＝H_i+ΔH_i，第i-1机架新的出口厚度：h′_i-l＝H′_i；

(10)计算第i机架新的压下量：Δh_i＝H′_i-h′_i；

(11)计算第i机架压下量的调整量：Δ²h_i＝Δh′_i-Δh_i；

(12)根据等比例凸度条件计算第i-1机架的出口板凸度偏差值 ${\mathrm{\ΔCh}}_{i-l}=\frac{{\mathrm{\ΔCh}}_i\×h_{i-l}^{\′}}{h_i^{\′}};$

(13)重复第(6)～(12)步骤可得到第2～n机架压下量的调整量；

(14)计算第一机架压下量的调整量

(15)根据由以上步骤得到的板带热连轧机组各机架压下量的调整量进行在线调控，即可达到对板形板厚协调控制的目的；

上述步骤中i为机架数，i＝1，2，...，n。

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