CN102310088B - 一种五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，用于将热轧带钢二次加工成厚度更薄的冷轧卷，包括下列步骤：A、在进行热轧带钢穿带的时候，跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点；B、根据所述加工硬化点的跟踪情况计算出热轧带钢所走的距离，并据此从热轧带钢穿带步骤切换到热轧带钢连续轧制步骤。本发明采取了上述技术方案以后，比较经典启动模式，节约10米左右热轧带钢长度，同时，与经典热带启动控制结果比较，最终可减少超差冷轧带钢50米左右，能够节省50％的热带启动过渡时间。

Description

一种五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法

技术领域

本发明涉及冶金自动化技术，涉及一种五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，具体来说，指一种冷连轧机热带直接启动的控制方法。

背景技术

冷连轧机的功能是把热轧带钢二次加工成厚度更薄的冷轧卷。

在加工工序中，有一个重要的环节是把热轧卷穿带到冷连轧机卷取机上，以热带形式直接压下并启动轧机。

轧机热带启动主要有两种情况：

1，由于生产计划的需求，钢卷规格发生很大的改变，生产系统需要相应的调整，是不允许通过FGC连续生产的，必须调整系统，停机、开辊缝、穿带、重新压下启动，这样的规格调整每天多次发生；

2，由于生产过程中发生的断带，堆钢之类的各种事故，必须停机穿带，重新启动。在启动的过程中，热带的加工硬化系数会发生改变，厚度向目标值渐变，同时必须保证出口速度的恒定，机架间张力的稳定，辊缝和辊速都在不断的调整，直到带钢达到目标厚度。

经典热带启动控制是在1机架下带钢跟踪点出5机架之后，热带穿带模式切换到连续轧制模式，这个过程要额外浪费从1机架到5机架距离二十多米的热带过渡带钢，才能投入厚度AGC控制。启动过渡时间长，带钢超差距离长。

发明内容

本发明的目的在于提高成材率和生产效率，提供一种五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，所述加工方法基于带钢轧制特性，具有节省材料、节约启动时间的技术优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，用于将热轧带钢二次加工成厚度更薄的冷轧卷，包括下列步骤：

A、在进行热轧带钢穿带的时候，跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点；

B、根据所述加工硬化点的跟踪情况计算出热轧带钢所走的距离，并据此从热轧带钢穿带步骤切换到热轧带钢连续轧制步骤。

进一步地，优选的方法是，所述步骤A之中，所述跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点具体包括：

根据各个机架之中的工作辊的编码器跟踪并计算所述各个加工硬化点的累加行走长度；

当加工硬化点走过对应的机架时，启动下一个机架上的工作辊的编码器进行跟踪和计算所述加工硬化点的累计行走长度。

进一步地，优选的方法是，所述热轧带钢连续轧制步骤之中，还包括：

启动AGC控制技术单元进行AGC控制以控制所述热轧带钢厚度。

进一步地，优选的方法是，所述启动AGC控制技术单元进行AGC控制以控制所述热轧带钢厚度具体包括：

当所述五机架冷连轧机的1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点经过2机架后，将所述轧机加速到50mpm并切换到AGC控制步骤。

进一步地，优选的方法是，在所述轧机切换到AGC控制步骤之前，还包括：

清除所述轧机之中热轧带钢向冷轧带切换中的各个机架之中的记忆的辊缝调节量。

进一步地，优选的方法是，所述清除所述轧机之中热轧带钢向冷轧带切换中的各个机架之中的记忆的辊缝调节量具体包括：

4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出5机架时清零5机架辊缝PID调节量；

3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出4机架时清零4机架辊缝PID调节量；

2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出3机架时清零3机架辊缝PID调节量；

1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出2机架时清零所有机架辊缝PID调节量。

进一步地，优选的方法是，在步骤B之中还包括有：

降低张力超调量的调整步骤。

进一步地，优选的方法是，所述降低张力超调量的调整具体包括：

4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出5机架时自动调整ATR控制值；

3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出4机架和5机架时自动调整ATR控制值；

2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出3机架、4机架和5机架时自动调整ATR控制值；

1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出2机架、3机架、4机架和5机架时自动调整ATR控制值。

进一步地，优选的方法是，所述步骤A中，跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点具体包括：

根据当前机架中的工作辊马达编码器读取的脉冲数及其减速比和工作辊径计算出每一个程序扫描周期加工硬化点的ΔL，累加每一个程序扫描周期的ΔL以获取当前加工硬化点的实时位置：

具体公式：ΔL＝ΔP*D/(1/Pi*G*Pls/Rev)

其中，ΔL：程序单位扫描周期内加工硬化点走过的距离；ΔP：程序单位扫描周期工作辊马达编码器读取的脉冲数；D：工作辊直径；Pi：圆周率3.14；G：总减速比；Pls/Rev：编码器旋转一周脉冲数。

本发明采取了上述技术方案以后，比较经典启动模式，节约10米左右热轧带钢长度，同时，与经典热带启动控制结果比较，最终可减少超差冷轧带钢50米左右(轧制规程的不同数据存在偏差)，节省50％的热带启动过渡时间。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。

图1是本发明五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法的系统示意图；

图2是本发明之中5个加工硬化点得初始位置示意图；

图3是本发明之中1机架对加工硬化点的跟踪流程图；

图4是本发明之中2机架对加工硬化点的跟踪示意图；

图5是本发明之中3机架对加工硬化点的跟踪示意图；

图6是本发明之中4机架对加工硬化点的跟踪示意图；

图7是本发明之中5机架对加工硬化点的跟踪示意图；

图8是本发明之中调节各个机架的辊缝调节量的示意图；

图9是本发明之中降低张力超调量的控制效果比较示意图；

图10是本发明之中调整ATR控制值的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的描述。

根据图1所示，所述方法具体包括：

A、在进行热轧带钢穿带的时候，跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点；

B、根据所述加工硬化点的跟踪情况计算出热轧带钢所走的距离，并据此从热轧带钢穿带步骤切换到热轧带钢连续轧制步骤。

其中，所述步骤A之中，所述跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点具体包括：

根据各个机架之中的工作辊的编码器跟踪并计算所述各个加工硬化点的累加行走长度；

当加工硬化点走过对应的机架时，启动下一个机架上的工作辊的编码器进行跟踪和计算所述加工硬化点的累计行走长度。

根据本发明的实施例，现举例说明1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点的跟踪：

首先，我们对轧机压下后的热轧带钢建立模型，设定轧机在初始压下状态的每个机架下面存在一个加工硬化点，即存在总共5个点，分别称为：1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点；2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点；3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点；4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点；5机架下方的热轧带钢上的加工硬化点。

图2是本发明之中5个加工硬化点得初始位置示意图；图3是本发明之中1机架对加工硬化点的跟踪流程图；图4是本发明之中2机架对加工硬化点的跟踪示意图；图5是本发明之中3机架对加工硬化点的跟踪示意图；图6是本发明之中4机架对加工硬化点的跟踪示意图；图7是本发明之中5机架对加工硬化点的跟踪示意图；

在本步骤之中，轧机启动开始，1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点由1机架工作辊编码器计算累加出行走长度L，当1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点最终行走长度L大于1，2机架之间的实际距离，表示1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过2机架；利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过2机架的信号启动1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点在2机架和3机架之间的跟踪。

行走长度L由2机架工作辊编码器计算累加，当最终行走长度L大于2，3机架之间的实际距离，表示1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过3机架；利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过3机架的信号启动1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点在3机架和4机架之间的跟踪，行走长度L由3机架工作辊编码器计算累加，当最终行走长度L大于3，4机架之间的实际距离，表示1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过4机架；利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过4机架的信号启动1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点在4机架和5机架之间的跟踪，，行走长度L由4机架工作辊编码器计算累加，当最终行走长度L大于4，5机架之间的实际距离，表示1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过5机架。其他2，3，4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点以1机架跟踪方案类推。

此外，在本实施例之中，所述热轧带钢连续轧制步骤之中，还包括：

启动AGC控制技术单元进行AGC控制以控制所述热轧带钢厚度。

具体包括：

当所述五机架冷连轧机的1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点经过2机架后，将所述轧机加速到50mpm并切换到AGC控制步骤。

例如，各个机架压下启动时，由于带钢硬度、厚度都处于不稳定状态，轧机以过程计算机机设定的轧制力为控制目标，即恒轧制力控制方式。当1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点跟踪到2机架的时候，其2，3，4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点早已通过其后续机架(附图七)，机架内的带钢状态已经趋于稳定，机架前后秒流量不会产生剧烈变化。此时利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点跟踪到2机架的信号作为开关信号，把连续轧制模式从“0”切换为“1”，工控机上显示连续轧制模式已经投入并可以加速轧机，操作人员操作轧机加速到50mpm，满足AGC(自动厚度控制)投入最低速度的要求，切换到出口厚度控制模式(此切换过程只是通过对轧机出口速度的判断做出一个开关量的逻辑，速度超过50mpm，就发出一个开关信号把AGC控制模式切换到出口厚度控制模式)。

此外，在所述轧机切换到AGC控制步骤之前，还包括：

清除所述轧机之中热轧带钢向冷轧带切换中的各个机架之中的记忆的辊缝调节量。

具体包括：4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出5机架时清零5机架辊缝PID调节量；3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出4机架时清零4机架辊缝PID调节量；2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出3机架时清零3机架辊缝PID调节量；1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出2机架时清零所有机架辊缝PID调节量。

例如，图8是本发明之中调节各个机架的辊缝调节量的示意图。

其主要包括：利用热带启动硬点跟踪系统，4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出5机架时产生的信号清零5机架辊缝PID调节量(此值为原有软件控制系统中对机架恒轧制力PID控制的辊缝给定值，从5机架恒轧制力辊缝给定值入手，查找出5机架辊缝PID控制运算逻辑，然后利用4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出5机架时产生的开关信号清零此辊缝PID调节量)；3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出4机架时产生的信号清零4机架辊缝PID调节量(此值为原有软件控制系统中对机架恒轧制力PID控制的辊缝给定值，从4机架恒轧制力辊缝给定值入手，查找出4机架辊缝PID控制运算逻辑，然后利用3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出4机架时产生的开关信号清零此辊缝PID调节量)；2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出3机架时产生的信号清零3机架辊缝PID调节量(此值为原有软件控制系统中对机架恒轧制力PID控制的辊缝给定值，从3机架恒轧制力辊缝给定值入手，查找出3机架辊缝PID控制运算逻辑，然后利用2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出3机架时产生的开关信号清零此辊缝PID调节量)；1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出2机架时产生的信号清零所有机架辊缝PID调节量(此值为原有软件控制系统中对机架恒轧制力PID控制的辊缝给定值，从所有机架恒轧制力辊缝给定值入手，查找出所有机架辊缝PID控制运算逻辑，然后利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出2机架时产生的开关信号清零此所有辊缝PID调节量)。

此外，在步骤B之中还包括有：

降低张力超调量的调整步骤，具体包括：

4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出5机架时自动调整ATR控制值；3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出4机架和5机架时自动调整ATR控制值；2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出3机架、4机架和5机架时自动调整ATR控制值；1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出2机架、3机架、4机架和5机架时自动调整ATR控制值。

例如，当1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点跟踪到2机架的时候，其2，3，4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点早已通过其后续机架，机架内的带钢状态已经趋于稳定，机架前后秒流量不会产生剧烈变化。

此时利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点跟踪到2机架的信号，把热带穿带模式自动切换到连续轧制模式，操作人员操作轧机加速到50mpm，使得AGC控制提前投入。

图10是本发明之中调整ATR控制值的流程示意图。

具体包括：为了避免加工硬化点经过各个机架引起张力波动，利用热带启动硬点跟踪系统，4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点到5机架时产生的信号对45机架间P(比例)放大控制，使得4机架速度迅速响应，减少45机架间张力超调脉冲；3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点到4机架时产生的信号对34机架间P(比例)放大控制，使得3机架速度迅速响应，减少34机架间张力超调脉冲；

2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点到3机架时产生的信号对23机架间张力P(比例)放大控制，使得2机架速度迅速响应，减少23机架间张力超调脉冲；1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点到2机架时产生的信号对12机架间张力P(比例)放大控制，使得1机架速度迅速响应，减少12机架间张力超调脉冲；1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过2机架之后，在加速到50mpm过程中提高机架间张力控制PID环节中的PI系数，实现快速ATR控制策略，使带钢张力稳定。

下面对本发明之中的各个机架的编码器的跟踪流程具体包括：

根据当前工作辊马达编码器读取的脉冲数及其减速比和工作辊径计算出每一个程序扫描周期加工硬化点的ΔL，累加每一个程序扫描周期的ΔL可以知道当前加工硬化点的实时位置。

具体公式：ΔL＝ΔP*D/(1/Pi*G*Pls/Rev)

参数说明：ΔL：程序单位扫描周期内加工硬化点走过的距离；ΔP：程序单位扫描周期工作辊马达编码器读取的脉冲数；D：工作辊直径；Pi：圆周率3.14；G：总减速比；Pls/Rev：编码器旋转一周脉冲数。

此外，在机架间张力控制PID环节，机架间启动张力抑制I(积分)控制，启动之后张力达到设定值一定百分比之后恢复I控制，从而避免启动张力的超调，其效果对比如图九所描述。

例如，利用累加器累加程序单位扫描周期内加工硬化点走过的距离ΔL，得出此加工硬化点的最终行走长度L。现举例说明1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点的跟踪：轧机启动开始，1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点由1机架工作辊编码器计算累加出行走长度L，当1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点最终行走长度L大于1，2机架之间的实际距离，表示1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过2机架；利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过2机架的信号启动1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点在2机架和3机架之间的跟踪。行走长度L由2机架工作辊编码器计算累加，当最终行走长度L大于2，3机架之间的实际距离，表示1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过3机架；利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过3机架的信号启动1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点在3机架和4机架之间的跟踪，行走长度L由3机架工作辊编码器计算累加，当最终行走长度L大于3，4机架之间的实际距离，表示1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过4机架；利用1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过4机架的信号启动1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点在4机架和5机架之间的跟踪，，行走长度L由4机架工作辊编码器计算累加，当最终行走长度L大于4，5机架之间的实际距离，表示1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点过5机架。其他2，3，4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点以1机架跟踪方案类推。

本发明采取了上述技术方案以后，比较经典启动模式，节约10米左右热带带钢长度，同时，与经典热带启动控制结果比较，最终可减少超差冷轧带钢50米左右(轧制规程的不同数据存在偏差)，节省50％的热带启动过渡时间。

需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，用于将热轧带钢二次加工成厚度更薄的冷轧卷，包括下列步骤：

A、在进行热轧带钢穿带的时候，跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点，所述跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点具体包括：

根据各个机架之中的工作辊的编码器跟踪并计算所述各个加工硬化点的累加行走长度；

当加工硬化点走过对应的下一个机架时，启动下一个机架上的工作辊的编码器进行跟踪和计算所述加工硬化点的累计行走长度，跟踪处于各个机架下方的热轧带钢上的加工硬化点具体包括：

根据当前机架中的工作辊马达编码器读取的脉冲数及其减速比和工作辊径计算出每一个程序扫描周期加工硬化点的△L，累加每一个程序扫描周期的△L以获取当前加工硬化点的实时位置：

具体公式：△L=△P*D/(1/Pi*G*Pls/Rev)

其中，△L：程序单位扫描周期内加工硬化点走过的距离；△P：程序单位扫描周期工作辊马达编码器读取的脉冲数；D：工作辊直径；Pi：圆周率3.14；G：总减速比；Pls/Rev：编码器旋转一周脉冲数；

B、根据所述加工硬化点的跟踪情况计算出热轧带钢所走的距离，并据此从热轧带钢穿带步骤切换到热轧带钢连续轧制步骤，启动AGC控制技术单元进行AGC控制以控制所述热轧带钢厚度；

所述启动AGC控制技术单元进行AGC控制以控制所述热轧带钢厚度具体包括：

当所述五机架冷连轧机的1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点经过2机架后，将所述轧机加速到50mpm并切换到AGC控制步骤。

2.根据权利要求1所述的五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，其特征在于，在所述轧机切换到AGC控制步骤之前，还包括：

清除所述轧机之中热轧带钢向冷轧带切换中的各个机架之中的记忆的辊缝调节量。

3.根据权利要求2所述的五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，其特征在于，所述清除所述轧机之中热轧带钢向冷轧带钢切换中的各个机架之中的记忆的辊缝调节量具体包括：

4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出5机架时清零5机架辊缝PID调节量；3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出4机架时清零4机架辊缝PID调节量；2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出3机架时清零3机架辊缝PID调节量；1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出2机架时清零所有机架辊缝PID调节量。

4.根据权利要求1所述的五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，其特征在于，在步骤B之中还包括有：

降低张力超调量的调整步骤。

5.根据权利要求4所述的五机架冷连轧机的热轧带钢加工方法，其特征在于，所述降低张力超调量的调整具体包括：

4机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出5机架时自动调整ATR控制值；3机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出4机架和5机架时自动调整ATR控制值；2机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出3机架、4机架和5机架时自动调整ATR控制值；1机架下方的热轧带钢上的加工硬化点出2机架、3机架、4机架和5机架时自动调整ATR控制值。

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