CN102658298B

CN102658298B - 一种适用于热轧薄规格带钢的板形质量在线判定方法

Info

Publication number: CN102658298B
Application number: CN201210135076.6A
Authority: CN
Inventors: 邵健; 何安瑞; 孙文权; 郭德福; 陈超超
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2012-04-29
Filing date: 2012-04-29
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2032-04-29
Also published as: CN102658298A

Abstract

本发明涉及一种适用于热轧薄规格带钢的板形质量在线判定方法。包括以下步骤：(1)收集带钢的规格参数及平坦度仪检测数据；(2)确定此规格带钢板形质量判定的板形预警值及目标命中率；(3)计算带钢头部（卷取咬钢前）各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值；(4)计算带钢头部各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值满足判定标准的采样点数，并计算此点数占总采样点数的比例P_sym及P_unsym；(5)将P_sym及P_unsym的值与对应宽度规格的目标命中率P_{aim_sym}及P_{aim_unsym}进行比较，输出质量判定结果；(6)根据适用对象及判定结果，确定带钢是否进行平整加工。通过本项发明，可实现板形质量在线判定的实时性和准确性，将生产、质检、平整有效结合在一起，降低带钢外发卷板形质量异议。

Description

一种适用于热轧薄规格带钢的板形质量在线判定方法

技术领域

本发明涉及一种热轧带钢薄板轧制工艺技术，具体指一种适用于热轧薄规格带钢的板形质量在线判定方法。

背景技术

薄规格热轧带钢已成为汽车、化工、航空航天、造船等工业不可缺少的原材料，板形作为板带材的重要质量指标，特别是薄规格带钢板形，直接影响到板带材产品的成材率和后续深加工产品的质量。因此国内外众多研究院所和钢铁企业花费大量的人力、物力研究板形检测与板形质量控制工作，并取得显著效果，但关于热轧薄规格带钢板形质量在线判定方法的研究非常少，导致了板形在线质量控制与产品市场质量反馈之间存在着脱节。

目前对带钢板形质量的监控主要基于仪表数据的简单判定方法，通过统计带钢全长采样点的对称平坦度及非对称平坦度值在给定范围内的个数，计算其占总采样点数的比例，输出命中结果。如文献1（热轧质量判定思想及实现，冶金自动化，2006年增刊，S2，72-715）中介绍热轧钢卷外形尺寸的判定处理，主要依据的方法是把板形仪表检测值和L3下达的控制率进行简单对比，得出判定结果，此类方法的缺点在于：1）带钢在卷取机建张之前，会出现头部板形不良的情况，而带钢头部进入卷取机后，在张力的作用下，掩盖了不良板形，进而造成潜在的板形隐患。当带钢在无张力或小张力打开后，不良板形会显现出来，进而造成质量判定结果与实际板形不符的情况，因此采用带钢全长板形判定的方法不够科学； 2）在线仪表命中率无法和市场对板形质量的容忍度联系在一起，缺乏统计的意义和依据；3）由于缺乏统计意义，对于操作人员没有强有力的监督和提醒作用，生产责任心不足导致产品质量无法稳定；4）判定结果无法被厂方作为板形是否良好的评价标准，不能将平整、轧线有效的结合起来。

批量生产薄规格的热轧带钢企业，一般配备热轧平整机组，作用主要是为了改善板形和卷形。企业会根据设备状况、生产产量及客户需求，决定每月的平整产量，如对厚度小于2.0mm的规格按市场要求进行平整，厚度大于等于2.0mm的规格，除客户特殊要求，不进行平整加工，直接外发。不进行平整的热轧薄规格带钢，有些存在着严重的板形不良的情况，若直接外发流入市场，形成板形质量异议，给企业造成损失，盲目加大平整量又不切实际。

发明内容

通过对带钢板形的现场跟踪测试，及结合大量的市场质量异议与相应在线仪表测量值的对比，认为带钢头部（带钢从轧机末机架轧制后，经过层流冷却辊道，进入卷取机咬入之前，如图1所示）板形质量能够较好的反映带钢全长的板形情况，可以利用此信息，建立一套有效的板形质量在线判定方法，减少质量异议的风险。为达到以上目的，本发明提供了一种适用于热轧薄规格带钢的板形质量在线判定方法，该方法采用带钢头部的板形数据，能够实现板形质量判定的实时性和准确性，增强操作人员的生产意识，将生产、质检、平整有效的结合到一起，提高企业的整体板形质量，减小板形质量异议。其步骤如下：

1. 在线二级计算机收集带钢规格参数及平坦度仪检测数据，采集带钢厚度、带钢宽度、钢种、收集平坦度仪第i个通道检测的带钢头部第j个采样点平坦度值FLT_CH(i)(j)、带钢头部总采样点数N，以上采集内容作为质量判定的原始数据，其中，i为仪表通道数，j∈[1，N]；

2.提取所述原始数据，根据如下判断条件确定板形预警值及目标命中率，具体如下：

（1）若工作辊长度为L，带钢宽度B满足B<0.6L时，对称平坦度板形预警值F_{lim_sym}及目标命中率P_{aim_sym}分别为100IU及96%，非对称平坦度板形预警值F_{lim_unsym}及目标命中率P_{aim_unsym}分别为100IU及96%；

（2）带钢宽度满足0.6L≤B<0.75L时，对称平坦度板形预警值F_{lim_sym}及目标命中率P_{aim_sym}分别为150IU及94%，非对称平坦度板形预警值F_{lim_unsym}及目标命中率P_{aim_unsym}分别为150IU及94%；

（3）带钢宽度满足B>0.75L时，对称平坦度板形预警值F_{lim_sym}及目标命中率P_{aim_sym}分别为200IU及92%，非对称平坦度板形预警值F_{lim_unsym}及目标命中率P_{aim_unsym}分别为200IU及92%。

以1700mm热轧机为例，其工作辊长度为2000mm，基于市场反馈的质量异议及对应的平坦度仪实测数据，针对不同宽度规格，板形预警值与目标命中率分别为：1）宽度满足B<1200mm时，对称平坦度板形预警值F_{lim_sym}及目标命中率P_{aim_sym}分别为100IU及96%，非对称平坦度板形预警值F_{lim_unsym}及目标命中率P_{aim_unsym}分别为100IU及96%；2）宽度满足1200mm≤B<1500mm时，对称平坦度板形预警值F_{lim_sym}及目标命中率P_{aim_sym}分别为150IU及94%，非对称平坦度板形预警值F_{lim_unsym}及目标命中率P_{aim_unsym}分别为150IU及94%；3）宽度满足B>1500mm时，对称平坦度板形预警值F_{lim_sym}及目标命中率P_{aim_sym}分别为200IU及92%，非对称平坦度板形预警值F_{lim_unsym}及目标命中率P_{aim_unsym}分别为200IU及92%。此目标的确定主要根据阶段性的判定结果、市场质量异议反馈和轧线仪表检测值的对比、轧机工作状态、平整机的工作能力等确定，系统运行后，可依据判定效果对板形预警值或目标命中率进行提高或降低，板形预警值提高或降低的步长可设置为50IU，目标命中率提高或降低的步长可设置为1%。

3. 把平坦度仪检测到的数值沿宽度范围分为9等份，第1等份记为通道1，用FLT_CH1表示，依次类推。提取所述原始数据，根据如下判断条件计算带钢头部各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值；具体如下：

(1)带钢宽度范围：B<0.6L

F_sym(j)＝|FLT_CH5(j)－(FLT_CH1(j)＋FLT_CH2(j)＋FLT_CH3(j)＋ FLT_CH7(j)＋FLT_CH8(j)＋FLT_CH9(j))／2|；

F_unsym(j)＝|FLT_CH1(j)＋FLT_CH2(j)＋FLT_CH3(j)－(FLT_CH7(j)＋FLT_CH8(j) ＋FLT_CH9(j)) |；

(2)带钢宽度范围：0.6L≤B < 0.75L

F_sym(j)＝|FLT_CH5(j)－(FLT_CH1(j)＋FLT_CH2(j)＋FLT_CH8(j)＋FLT_CH9(j))／2|；

F_unsym(j)＝|FLT_CH1(j)＋FLT_CH2(j)－(FLT_CH8(j)＋FLT_CH9(j)) |，

(3)带钢宽度范围： B≥ 0.75L

F_sym(j)＝|FLT_CH5(j)－(FLT_CH1(j)＋FLT_CH9(j))／2|；

F_unsym(j)＝|FLT_CH1(j)－FLT_CH9(j) |。

4.计算带钢头部各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值满足判定标准的采样点数占总采样点数的比例P_sym及P_unsym，其计算过程如下：

根据不同的宽度规格，分别统计带钢头部N个采样点对应对称平坦度值F_sym(j) 在[0，F_{lim_sym}]区间内和非对称平坦度值F_unsym(j)值在[0，F_{lim_unsym}]区间内的个数，记为R_sym、R_unsym。然后计算满足要求采样点数占头部总采样点数N的比例，记为P_sym、P_unsym。

P_sym＝R_sym／N×100%；

P_unsym＝R_unsym／N×100%。

5.将P_sym及P_unsym的值与对应宽度规格的目标命中率P_{aim_sym}及P_{aim_unsym}进行比较，输出质量判定结果，判定结果包括’B’、’G’两种，其判定过程包括：将满足要求采样点数占头部总采样点数N的比例P_sym及P_unsym与对应宽度规格的目标命中率P_{aim_sym}及P_{aim_unsym}进行比较，即同时满足P_sym<P_{aim_sym}和P_unsym<P_{aim_unsym}两个条件，则表明该带钢头部板形较差，判定结果为’B’，否则表明该带钢头部板形良好，判定结果为’G’。

6.根据判定方法的适用对象及判定结果，确定该带钢是否进行平整加工，适用对象为原定不经过平整机组直接外发的热轧商品材，其处理过程包括：当带钢满足判定方法的使用对象时，质量判定结果为’B’，则由质检人员将该带钢下发为平整计划，质量判定结果为’G’，则该带钢不进行平整加工。

本发明通过现有的数据接口，对数据进行分析、跟踪、处理，即可充分保证判定方法的合理性和可行性，无需对现有设备进行改进，适合钢铁企业在线使用。通过本发明相关技术方案的实施，实现了板形质量判定的实时性和准确性，增强了操作人员的生产意识，将生产、质检、平整有效的结合在一起，提高了企业的整体板形质量，板形质量异议量明显下降，如图3所示为某钢铁企业热轧厂在采用本判定方法后，连续7个月板形质量异议量月均降低了49.38%。

附图说明：

图1 薄规格带钢头部采样点距离（精轧出口到卷取机入口）。

图2 通道为9的板形仪检测到带钢某个时刻的板形值。

图3 本发明技术方案实施前后板形质量异议量对比图。

图4 热轧薄规格带钢板形质量在线判定方法的总体框图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

附图4是按照本发明的适合于热轧薄规格带钢生产的板形质量在线判定方法的总体框图。现以某1700mm热连轧厂生产钢种为Q235B，厚度宽度分别为2.5mm×1530mm为例，借助于图4来描述特定热连轧机组以薄板规格带钢板形质量判定为目标的计算过程。

首先，在步骤1中，带钢厚度h=2.5mm，带钢宽度B=1530mm，钢种为Q235B，平坦度仪第i个通道检测的带钢头部第j个采样点的平坦度值FLT_CH(i)(j)如表1所示（头部共采样81.935米）。

表1 带钢头部各测量点的平坦度值

随后，在步骤2中，确定板形预警值及目标命中率。此带钢宽度B=1530mm，满足B>1500mm，因此对称平坦度板形预警值F_{lim_sym}及目标命中率P_{aim_sym}分别为200IU及92%，非对称平坦度板形预警值F_{lim_unsym}及目标命中率P_{aim_unsym}分别为200IU及92%。

随后，在步骤3中，计算带钢头部各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值。此卷带钢宽度B=1530mm，满足B≥1500mm，因此对称平坦度值F_sym(j)及非对称平坦度值F_unsym(j)的计算方程为：

F_sym(j) ＝| FLT_CH5(j)－(FLT_CH1(j)＋FLT_CH9(j)) ／2|；

F_unsym(j) ＝ |FLT_CH1(j)－FLT_CH9(j)|。

按照上述计算方程，带钢头部各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值如表2所示。

表2 带钢头部各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值

随后，在步骤4中，计算带钢头部各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值满足判定标准的采样点数占总采样点数的比例P_sym及P_unsym。表3给出了对称平坦度值及非对称平坦度值在各命中区间内的命中数，并按照公式P_sym＝R_sym／N×100%、P_unsym＝R_unsym／N×100%，计算出给定区间的命中率。

表3带钢头部在命中区间的板形统计数据

此卷带钢宽度B=1530mm，满足B>1500mm，板形预警值F_{lim_sym}＝200IU，对称平坦度和非对称平坦度的命中区间为[0，200]，因此如表3数据可得此卷带钢的对称平坦度命中率及非对称平坦度命中率分别为73.46%和24.17%。

随后，在步骤5中，将该卷带钢的对称平坦度命中率及非对称平坦度命中率与目标命中率进行比较，同时满足P_sym=73.46%<P_{aim_sym}=92%，P_unsym=24.17%<P_{aim_sym}=92%，则表明该卷带钢头部板形较差，判定结果为’B’，并输出判定结果。

随后，在步骤6中，根据适用对象及判定结果，确定该卷是否进行平整加工。此卷规格为2.5mm*1530mm的普碳钢，即原定不经过平整机组直接外发的热轧商品材，满足判定方法的适用对象，并且判定结果为’B’，质检人员将该卷带钢下发为平整计划。

Claims

1. 一种适用于热轧薄规格带钢的板形质量在线判定方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1.采集带钢厚度、带钢宽度、钢种、收集平坦度仪第i个通道检测的带钢头部第j个采样点平坦度值FLT_CH(i)(j)、带钢头部总采样点数N，以上采集内容作为质量判定的原始数据，其中，i为仪表通道数，j∈[1，N]；

步骤2.提取所述原始数据，根据如下判断条件确定板形预警值及目标命中率，具体如下：

（3）带钢宽度满足B>0.75L时，对称平坦度板形预警值F_{lim_sym}及目标命中率P_{aim_sym}分别为200IU及92%，非对称平坦度板形预警值F_{lim_unsym}及目标命中率P_{aim_unsym}分别为200IU及92%；

步骤3. 把平坦度仪检测到的数值沿宽度范围分为9等份，第1等份记为通道1，用FLT_CH1表示，依次类推；

提取所述原始数据，根据如下判断条件计算带钢头部各测量点的对称平坦度值及非对称平坦度值；具体如下：

(1)带钢宽度范围：B<0.6L

(2)带钢宽度范围：0.6L≤B < 0.75L

F_unsym(j)＝|FLT_CH1(j)＋FLT_CH2(j)－(FLT_CH8(j)＋FLT_CH9(j)) |，

(3)带钢宽度范围： B≥0.75L

F_sym(j)＝|FLT_CH5(j)－(FLT_CH1(j)＋FLT_CH9(j))／2|；

F_unsym(j)＝|FLT_CH1(j)－FLT_CH9(j) ；

步骤4.分别统计带钢头部N个采样点对应对称平坦度值F_sym(j)在[0，F_{lim_sym}]区间内和非对称平坦度值F_unsym(j)值在[0，F_{lim_unsym}]区间内的个数，记为R_sym、R_unsym；

然后计算满足要求采样点数占头部总采样点数N的比例，记为P_sym、P_unsym，即：

P_sym＝R_sym／N×100%；

P_unsym＝R_unsym／N×100%；

步骤5.将满足要求采样点数占头部总采样点数N的比例P_sym及P_unsym与对应宽度规格的目标命中率P_{aim_sym}及P_{aim_unsym}进行比较，即同时满足P_sym<P_{aim_sym}和P_unsym<P_{aim_unsym}两个条件，则表明该带钢头部板形较差，判定结果为’B’，否则表明该带钢头部板形良好，判定结果为’G’；

步骤6.根据判定方法确定该带钢是否进行平整加工，若满足条件，质量判定结果为’B’，则进行平整加工，质量判定结果为’G’，则该带钢不进行平整加工。