CN102107224A - 热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法，属于热轧板厚度测量判定方法技术领域。该方法首先调取现有过程控制系统的历史正常厚度钢卷的测量厚度和计算厚度，计算两者的偏差值并制定出标准厚度偏差范围；在实时轧制中，过程控制系统对实时测量厚度与实时计算厚度进行计算得出实时厚度偏差；将实时厚度偏差与标准厚度偏差范围进行比较，如果实时厚度偏差超出标准厚度差值范围，判断测厚仪失真；否则，直接按实时测量厚度与目标厚度进行比较判定。本发明为测厚仪设置了预警机制，从而避免因测厚仪失真使质检人员错判所致的质量事故或不必要损失，也为热轧板带厚度在线判断提供了一种直观、简单、安全且易操作的新方法。

Description

热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法

技术领域

本发明涉及一种判断热轧生产用测厚仪和热轧板厚度是否异常的方法，属于热轧板厚度测量判定方法技术领域。

背景技术

热轧板带(如带钢)厚度一直是热轧板产品质量的重要指标。目前，热轧厂在精轧机架出口一般装有测厚仪，质检人员都是根据测厚仪上显示的连续实测厚度曲线，来对热轧板带厚度是否符合厚度目标要求进行判定。对于测厚仪显示的实测厚度与厚度目标值的偏差超出产品公差范围的热轧板带产品，则需要经平整线人工实测厚度。但由于平整线机组对于上线原料的温度要求小于50℃，因此平整上线时间距离轧制时间至少在48小时以后；而且在平整线生产过程中，只能慢速生产，停机才能进行人工测量，因此测量效率低，且影响生产。

现有测厚仪自身并没有预警功能，在实际生产过程中，当测厚仪发生故障或者其他原因(如钢种成分等因素)导致测量失真(即当测厚仪测量的厚度值与带钢实际厚度不一致)但仍有正常显示时，质检人员根据测厚仪读到的连续实测厚度曲线进行判断就会出错。比如：一、读到的连续实测厚度曲线没有偏离厚度目标值，热轧板带实际厚度也不符合厚度目标值，但质检人员并不能知道此时测厚仪测量的数据已经失真，仍然认为热轧板带厚度符合厚度目标要求，因此将实际厚度不合格的热轧板带放行，这样就会造成质量事故；二、读到的连续实测厚度曲线偏离厚度目标值，但热轧板带实际厚度符合厚度目标值，质检人员认为热轧板带厚度不符合厚度目标要求，因此将热轧板带送平整线人工实测厚度，从而造成不必要的时间、成本和劳力损失。

从相关公开文献检索情况获悉，目前冶金行业内关于热轧板带厚度检测的方法主要可以分为两大类。第一类为热轧板带厚度检测装置，如专利号为US5504794A的美国专利公开了一种名称为Device for themeasurement of the thickness profile of a metal product in theform of a moving strip or plate的装置，该装置是在热轧成品机架出口的上表面安装一X射线的发射器，而在产品的另一面安装对应的射线侦查设备，通过X射线测量带钢横断面的厚度，即通过处理发射和接受的信号强度转换来计算出产品厚度。第二类为采用测厚仪测量厚度值的偏差或者弹跳方程计算厚度值的偏差作为反馈值来进行厚度控制的方法，如专利号为CN200610045735.1的中国专利公开了一种快速高精度板带轧制过程自动控制厚度的方法，该方法是一种监控AGC的厚度控制方法，即根据测厚仪得到板带实际厚度值偏差，作为反馈值来修正各机架辊缝，最终达到调节精轧出口板带厚度的目的。另外，现有热轧板生产中也常用弹跳方程计算厚度值的偏差作为反馈值来修正各机架辊缝来调节精轧出口板带厚度。

上述两类方法都是基于测厚仪正常运行、不失真的情况。对于测厚仪发生故障或其他原因导致测量失真(即当测厚仪测量的厚度值与带钢实际厚度不一致)时，质检人员如何正确判断测厚仪和热轧板带厚度是否异常，目前尚未看到有关的公开报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种能够在热轧生产中及时准确判断测厚仪和热轧板厚度是否异常的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法，包括以下步骤：

1)首先调取储存在现有的过程控制系统(L2系统)的历史正常厚度钢卷的测量厚度和计算厚度，计算统计测量厚度和计算厚度的偏差值，制定出标准厚度偏差范围，

所述测量厚度是--轧制线的测厚仪测量并发送和储存在过程控制系统的厚度数据，

所述计算厚度是--轧制线现有的厚度AGC前馈系统通过采集轧制力和辊缝测量数据并根据弹跳方程h＝S₀+F/kM计算得出并发送和储存在过程控制系统(L2系统)的厚度数据，

所述弹跳方程中：h-机架出口板带厚度，S₀-无负荷时辊缝，F-机架轧制力，kM-轧机模量；

2)在实时轧制中，测厚仪将采集的实时测量厚度发送到轧制线的过程控制系统进行储存并显示实时测量厚度曲线，同时轧制线的厚度AGC前馈系统将计算得到的实时计算厚度发送到轧制线的过程控制系统进行储存并显示实时计算厚度曲线，过程控制系统对实时测量厚度与实时计算厚度进行计算得出实时厚度偏差；

3)过程控制系统将所述实时厚度偏差与所述标准厚度偏差范围进行比较，如果实时厚度偏差超出标准厚度差值范围，判断测厚仪失真；否则，直接按所述实时测量厚度与过程控制系统内设定的目标厚度进行比较判定。

上述技术方案的完善是：所述第3)步骤中，在判断测厚仪失真后，过程控制系统进一步将实时计算厚度与以前的同钢种、同规格且厚度正常的计算厚度进行比较，如果一致则可以放行处理，否则安排代表卷进行人工测量判定。

上述技术方案的进一步完善是：所述步骤3)中，将超出标准厚度差值范围的实时厚度偏差制成报警信号，并显示在过程控制系统的操作画面上。

本发明巧妙地将轧制线的两个相对独立的测量厚度数据和计算厚度数据在现有的过程控制系统中进行统计运算，一方面根据历史正常厚度钢卷的测量厚度和计算厚度得出标准厚度差值范围，另一方面在实时轧制中，根据实时测量厚度与实时计算厚度得到实时厚度偏差，再将实时厚度偏差与标准厚度偏差范围进行比较，将超出标准偏差范围的实时厚度偏差作为测厚仪异常的报警信号，即为轧制线的测厚仪设置了预警机制(相当于为现有通过单一测量厚度来判断热轧板带厚度异常增添了双保险式的保障)，从而避免因测厚仪失真而质检人员却蒙在鼓里形成错判所致的质量事故或不必要损失；而且这种预警机制，可以为质检人员判断热轧板带厚度异常提供帮助。此外，本发明还可以在判断测厚仪异常后，进一步地直接利用计算厚度来判定热轧板带厚度异常。

综上，本发明为现有热轧板带厚度在线判断提供了一种直观、简单、安全且易操作的新方法。

附图说明

下面结合附图对本发明的热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法作进一步说明。

图1是本发明的热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法的流程图。

图2是本发明具体实施方式中第一种情况的厚度显示状态图。

图3是本发明具体实施方式中第二种情况的厚度显示状态图。

图4是本发明具体实施方式中第三种情况的厚度显示状态图。

图5是本发明具体实施方式中第四种情况的厚度显示状态图。

具体实施方式

实施例

本实施例的热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法，如图1所示，本实施例以厚度目标值为3.0mm带钢为例，包括以下步骤：

1)首先调取储存在现有的过程控制系统(L2系统)的历史正常厚度钢卷的测量厚度和计算厚度，计算统计测量厚度和计算厚度的偏差值，制定出标准厚度偏差范围，本实施例的钢卷数量取200卷。

测量厚度是--轧制线的测厚仪测量并发送和储存在过程控制系统的厚度数据。

计算厚度是--轧制线现有的厚度AGC前馈系统通过采集轧制力和辊缝测量数据并根据弹跳方程h＝S₀+F/kM计算得出并发送和储存在过程控制系统(L2系统)的厚度数据，在弹跳方程中：h-机架出口厚度，S₀-无负荷时辊缝，F-机架轧制力，kM-轧机模量。

过程控制系统(L2系统，Level 2)是--现有连轧计算机控制系统的一部分，现有连轧计算机控制系统的结构一般由L0、L1、L2、L3四级系统构成，其中L0级为传动级，包括电机传动和液压传动；L1级为基础自动化级，具有PLC顺序逻辑控制器和HPC高性能控制器，完成压下APC、厚调AGC、板形ASC、张力和速度控制，具有较强的系统诊断能力、远程编程和监视能力，HMI人机界面采用OPS+OPU结构；L2级为过程控制级，采用PC服务器，具有设定计算和模型的自适应、自学习功能；L3级为生产控制级，具有生产控制和管理功能。

厚度AGC(Auto Gauge Control自动厚度控制)前馈系统是--轧制力反馈板带自动厚度控制系统。

经计算统计，本实施例制定出的标准厚度偏差范围是0-60μm。

2)在实时轧制中，测厚仪将采集的实时测量厚度发送到轧制线的过程控制系统进行储存并显示实时测量厚度曲线，同时轧制线的厚度AGC前馈系统将计算得到的实时计算厚度发送到轧制线的过程控制系统进行储存并显示实时计算厚度曲线，过程控制系统对实时测量厚度与实时计算厚度进行计算得出实时厚度偏差；

3)过程控制系统将实时厚度偏差与所述标准厚度偏差范围进行比较，如果实时厚度偏差超出标准厚度差值范围，判断测厚仪失真；否则，直接按实时测量厚度与过程控制系统内设定的目标厚度进行比较判定。

进一步地，上述第3)步骤中，在判断测厚仪失真后，再将实时计算厚度与以前的同钢种、同规格且厚度正常的计算厚度进行比较，如果一致则可以放行处理，否则安排代表卷进行人工测量判定。

再进一步地，在上述步骤3)中，将超出标准厚度差值范围的实时厚度偏差制成报警信号，并显示在过程控制系统的操作画面上。

在实时轧制中，本实施例的第2)和第3)步骤有以下四种情况：

1、第一种情况

如图2所示，实时测量厚度约3mm，实时计算厚度约为3.02mm，则实时厚度偏差为20μ(0＜20＜60μm)。实时测量厚度符合厚度目标要求，而且同时实时厚度偏差也在标准厚度偏差范围内。这样，从两个方面都可以说明：此时测厚仪的实时测量厚度3mm是真实可靠的；因此质检人员可以判定此时测厚仪正常，带钢厚度也正常，可以放行。

2、第二种情况

如图3所示，实时测量厚度约2.82mm，实时计算厚度约为2.85mm，则实时厚度偏差为30μm。此时虽然实时测量厚度与厚度目标值相差有180μm，但质检人员不能像以往那样简单依据实时测量厚度不符合厚度目标要求，就判定带钢厚度异常而封锁安排钢卷到平整线进行人工测量，还必须根据实时厚度偏差进一步判断。由于实时厚度偏差在标准厚度偏差范围内(0＜30＜60μm)，说明测厚仪实时测量厚度2.82mm是真实可靠的，同时可以排除是由于测厚仪故障或者其它因素导致的测厚仪失真问题。这样，在排除测厚仪异常后，质检人员才可以肯定地判定此时的带钢厚度不符合厚度目标要求。

3、第三种情况

如图4所示，实时测量厚度约3.0mm，实时计算厚度约为2.85mm，则实时厚度偏差为150μm。此时，虽然实时测量厚度符合厚度目标要求，但质检人员不能像以往那样简单依据实时测量厚度符合厚度目标要求，就判定带钢厚度正常可以放行，还必须根据实时厚度偏差进一步判断。由于实时厚度偏差已超出标准厚度偏差范围(150＞60μm)，说明实时测量厚度3.0mm是不可靠，因此质检人员可以判定测厚仪异常，不能再按实时测量厚度判定带钢厚度正常。此后，再将实时计算厚度与以前的同钢种、同规格且厚度正常的计算厚度进行比较，如果一致则可以放行处理，否则封锁安排钢卷到平整线进行人工测量判定。

4、第四种情况

如图5所示，实时测量厚度约2.82mm，实时计算厚度约为3.05mm，则实时厚度偏差为230μm。此时虽然实时测量厚度与厚度目标值相差180μ，但质检人员不能像以往那样简单依据实时测量厚度不符合厚度目标要求，就判定带钢厚度异常而封锁安排钢卷到平整线进行人工测量，还必须根据实时厚度偏差进一步判断。由于实时厚度偏差已超出标准厚度偏差范围(230＞60μm)，说明实时测量厚度2.82mm是不可靠的，因此质检人员可以判定测厚仪异常。此后，再将实时计算厚度与以前的同钢种、同规格且厚度正常的计算厚度进行比较，如果一致则可以放行处理，否则封锁安排钢卷到平整线进行人工测量判定。

综上，在实时轧制中采用用本实施例的方法，质检人员不再像以往那样简单盲目地判断带钢厚度是否异常，而是在判断测厚仪是否异常的基础上后判断带钢厚度是否异常，因此可以避免厚度异常卷继续生产，同时可以减少到平整人工测量厚度的钢卷数量，并减少成本、工时和劳力的浪费。经申请人在企业内部小范围实践证明，本实施例的方法确实达到上述效果，而且直观、简单、安全和易操作。

本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)首先调取储存在现有的过程控制系统的历史正常厚度钢卷的测量厚度和计算厚度，计算统计测量厚度和计算厚度的偏差值，制定出标准厚度偏差范围，

所述测量厚度是--轧制线的测厚仪测量并发送和储存在过程控制系统的厚度数据，

所述计算厚度是--轧制线现有的厚度AGC前馈系统通过采集轧制力和辊缝测量数据并根据弹跳方程h＝S₀+F/kM计算得出并发送和储存在过程控制系统的厚度数据，

所述弹跳方程中：h-机架出口板带厚度，S₀-无负荷时辊缝，F-机架轧制力，kM-轧机模量；

2)在实时轧制中，测厚仪将采集的实时测量厚度发送到轧制线的过程控制系统进行储存并显示实时测量厚度曲线，同时轧制线的厚度AGC前馈系统将计算得到的实时计算厚度发送到轧制线的过程控制系统进行储存并显示实时计算厚度曲线，过程控制系统对实时测量厚度与实时计算厚度进行计算得出实时厚度偏差；

3)过程控制系统将所述实时厚度偏差与所述标准厚度偏差范围进行比较，如果实时厚度偏差超出标准厚度差值范围，判断测厚仪失真；否则，直接按所述实时测量厚度与过程控制系统内设定的目标厚度进行比较判定。

2.根据权利要求1所述热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法，其特征在于：所述第3)步骤中，在判断测厚仪失真后，过程控制系统进一步将实时计算厚度与以前的同钢种、同规格且厚度正常的计算厚度进行比较，如果一致则可以放行处理，否则安排代表卷进行人工测量判定。

3.根据权利要求1或2所述热轧生产中判断测厚仪和热轧板厚度异常的方法，其特征在于：所述步骤3)中，将超出标准厚度差值范围的实时厚度偏差制成报警信号，并显示在过程控制系统的操作画面上。

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