CN102688894B - 一种热轧带钢连轧机组穿带的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧带钢连轧机组穿带的控制方法，包括获取轧制策略给定的基本参数、进行核心道次计算的步骤以及不断根据计算结果进行带钢穿带速度或出水量调整的步骤，以根据调整后的精轧温度与目标精轧温度的一致性并根据所得数据确定精轧设定值，或者在条件无法达到时选择报警。其主要特点在于：通过对二次层别判断，对涉及的连轧机穿带速度进行控制；以及对涉及带钢穿带速度的控制，采用速度迭代变形温度控制技术，使涉及带钢穿带速度控制更加的精确。

Description

一种热轧带钢连轧机组穿带的控制方法

技术领域

本发明涉及一种热轧带钢连轧机组穿带的控制方法，归属于热轧带钢生产控制领域。

背景技术

随着热轧工艺技术的不断提供，对于带钢的品种规格均提出了新的要求，一套热连轧机，其适用范围直接关系到热轧产线的经济效益。为适应连轧机组的稳定性，对涉及的穿带稳定性提出了更高的要求，不仅要求其穿带稳定，同时要求具备相当的效率，从设备的配置上，连轧机在机架间配置有冷却水管(带流量控制)，安装在机架的出口侧，同时在机架的入口侧安装有侧喷，为了防止带钢上的水被带过活套。按照现有的技术水平分析，目前在带钢穿带过程中，有人工对涉及的穿带过程中的冷却水进行控制，然后，由相关的模型进行穿带速度的计算，即根据带钢的品种、规格、高压水以及机架水确定带钢的穿带速度、第一加速度、第二加速度、最高轧制速度、减速度以及抛钢速度。

其中的关键在于高压水以及机架水的控制，由于涉及不同品种对于高压水以及机架水的要求不同，在上述的控制过程中，人为的因素，往往导致产品质量的不稳定，为此，需要一种相对稳定的控制方式来实现不同带钢的控制工艺的相对稳定。

现有技术中对涉及的带钢穿带控制技术主要有以下几种方案：

在专利申请号为90110321.7，发明名称为《一种轧制具有合格头部和尾部的轧件的方法》的专利文献中，有关其核心是一种在轧件处于穿带和抛尾阶段而轧机低速运行时，通过改变轧件的架间张力进行出口厚度修正的方法。将最后两架间的张力同所需要的张力和现有的出口张力AGC型系统的输出相结合使用以改变各在后机架的速度。在穿带和抛尾阶段时，出口速度AGC被切断，其输出为零。在全行程正常运行阶段，架间调节器改变为“辊缝一张力”型，而一个现有的出口速度AGC用于给各在后机架提供一速度基准。在全行程正常运行阶段，出口张力AGC被切断，其输出为零。

在专利申请号为01213481.3，发明名称为《无甩尾穿带问题的薄板导卫装置》的实用新型专利文献中公开了一种不产生“甩尾”、“穿带”问题的薄板导卫装置，当轧制厚度在11毫米以下超薄板时，在最后两架精轧机之间使薄板坯易产生“甩尾”和“穿带”问题的区域的一侧或两侧交替布置推力单元或吸力单元，使经过此区域的薄板坯形成波纹线状，提高薄板坯头部或尾部在“甩尾”、“穿带”区域形成的前后悬臂梁的抗弯则度，避免“穿带失败”和“甩尾”问题，提升整个轧制生产线的轧制速度和轧辊使用寿命，进而提高热轧生产线的制剩效率，扩展薄板坯的生产范围，稳定轧剩条件改善产品质量。

专利公开号为CN101081406，发明名称为《一种保证热轧精轧带钢全长温度均匀的方法》专利文献，该专利也涉及热轧轧制过程中终轧温度的控制方法，它主要解决带钢头部和尾部温度偏低导致轧制困难和不合格产品的技术问题。它的主要思想包括以下方面：a.在加热炉物理划分的各个段采用两根或三根煤气总管连接沿炉宽方向分布的燃烧器，燃烧器按照煤气总管的数量分成两组或三组，当带钢头部、尾部温度偏低时，通过控制各煤气总管流量，使加热完了的板坯温度分布为倾斜型或上抛物线型的板温分布；b.在进入粗轧第一机架和粗轧第二机架进行水平轧制前，当板坯头部温度偏低时，粗轧高压除鳞水采用头部延迟喷水，当板坯尾部温度偏低时采用尾部提前结束喷水，当板坯头部和尾部温度同时偏低时同时采用头部延迟喷水尾部提前结束喷水。所以该专利所提供技术方案主要是通过加热炉和粗轧过程的一系列方法解决精轧带钢入口温度的全长温度均匀来保证带钢全长的终轧温度均匀性问题。

上述的三项专利技术，主要涉及了带钢穿带的稳定性，但由于未涉及带钢穿带过程中的效率问题与稳定性；因此对带钢穿带的控制是有限的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种热轧带钢连轧机组穿带的控制方法，该方法可以解决面对不同带钢规格时穿带稳定性的控制，在满足生产效率的同时，提高带钢穿带稳定性。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种热轧带钢连轧机组穿带的控制方法，包括以下步骤：

A、获取轧制策略给定的基本参数；

其中包括带钢在机架穿带前的计算速度所必要的穿带速度、加速度、机架喷水、除鳞喷水、带钢原始数据、带钢成品数据、机架压下数据等数据；

B、进行核心道次计算；

所述核心道次计算包括压下相对化计算、温度分配计算、轧制力计算、压下计算、精轧温度计算五个环节的顺次计算；

C、将步骤B中所得到的精轧温度(命名为第一精轧温度)与目标精轧温度进行对比，所述第一精轧温度与目标精轧温度一致时根据所述第一精轧温度计算精轧设定值；或者精轧温度出现超差时进入步骤D；

D、对所轧制带钢种类是否不允许使用机架水进行二次层别判别，并根据判别结果决定是否强制关闭机架水以对带钢的穿带速度进行调节；

E、根据步骤D中调整后的带钢穿带速度重新进行步骤B所述的核心道次计算，并得出第二精轧温度计算值；

F、将步骤E中所得到的第二精轧温度值与目标精轧温度值进行对比，两者一致时根据所述第二精轧温度计算精轧设定值；或者第二精轧温度仍出现超差时进入步骤G；

G、采用动态水调整进行带钢穿带温度控制至目标值；

依据上述带钢穿带温度值重新进行步骤B所述的核心道次计算，并得出第三精轧温度计算值，并根据所述第三精轧温度计算精轧设定值；

或者当调节水量到达极限时仍不能调整到带钢目标温度值时进入步骤H；

H、保持当前机架水的开度，同时启动机架速度调节，直至速度达到上限，如当前速度满足条件时，重新进行步骤B所述的核心道次计算，并得出第四精轧温度计算值，并根据所述第四精轧温度计算精轧设定值；

当速度达到上限仍不能满足机架穿带要求时进入步骤I；

I、当速度调节达到上限，系统进行极限速度的报警，并把极限状态下的设定值进行下发，以提供带钢基本的穿带需要，本次控制完成；

J、根据步骤C、步骤F、步骤G或步骤H中得到的精轧设定值计算相关特征点参数。

作为本技术方案的进一步改进，在进行核心道次计算时，对整个轧件或各个带钢段的温度计算时参照以下热平衡方程式：

QA＝QE+(Q-)+(Q+)

其中：

QA为在任何时间存储在轧件中的热量；

QE为进入精轧区时存储在轧件中的热量；

Q-为由于热辐射和热传导，轧件在精轧区的热损耗；

Q+为由于轧件在精轧区变形时产生的附加热量。

也作为本技术方案的进一步改进，所述动态水调整具体包括在修正机架间水量时优先调节在前机架的出水量，当在前机架出水量至极限值仍不能满足调节水量要求时，依次调节在后各机架水冷却水出水量。

作为本发明的优选实施例，所述热轧带钢的厚度为1.2～25mm。

本发明所提供的上述技术方案的主要特点在于：

1)通过对二次层别判断，对涉及的连轧机穿带速度进行控制；

2)对涉及带钢穿带速度的控制，采用速度迭代变形温度控制技术，使涉及带钢穿带速度控制更加的精确。

本技术方案涉及带钢在连轧机组头部穿带过程中，结合不同带钢的品种、规格在穿带稳定性上的要求，在满足穿带稳定性的情况下，最大限度的提高轧机穿带速度，改善和提高轧机效率；本技术方案提供的连轧机组穿带过程中的控制方法，旨在提高带钢头部穿带稳定性，最大限度的发挥轧机效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作一详细说明。

图1为本发明所述控制方法总的控制流程图；

图2为本发明具体实施例的控制流程图；

具体实施方式

本技术方案为了保证不同带钢(主要应用于厚度为1.2～25mm的带钢)的品种、规格在穿带稳定性上的要求，在满足穿带稳定性的情况下，最大限度的提高轧机穿带速度的基础上，在采用速度迭代变形温度控制技术的同时，针对不同规格的带钢，采用了二次层别判断，兼顾了穿带稳定性及轧机效率。

参照附图1，具体涉及的技术方案如下：

步骤一、获得轧制策略给定的基本参数：

结合带钢在机架穿带前的计算速度所必要的数据：穿带速度、加速度、机架喷水、除零喷水、带钢原始数据、带钢成品数据、机架压下数据；

步骤二、进行核心道次计算

包括：计算压下相对化、温度分配计算、轧制力计算、压下计算、精轧温度计算五个环节的计算，该步骤的温度结果得到后进入步骤三，同时把相关的设定参数下发进入步骤七；

结合本技术方案，在对涉及的温度计算时，关键取决于以下条件：

●进入精轧区时存储在轧件中的热量(QE)。

●由于热辐射和热传导，轧件在精轧区的热损耗(Q-)。

●由于轧件在精轧区变形时产生的附加热量(Q+)。

热平衡方程式表示这些影响因素的相互依赖关系。在任何时间存储在轧件中的热量QA为：

QA＝QE+(Q-)+(Q+)

此热平衡方程对整个轧件及各个带钢段都有效。在温度计算中，用热平衡方程计算出带钢头部在所关心的所有位置的温度(机架、测量位置处)。

步骤三、对涉及的二次层别进行判定

结合不同带钢的要求，重新对带钢穿带过程中的机架水进行设定，即二次判定特殊带钢不允许使用机架水，一旦该判定不使用机架水时，即强制关闭机架水，并对涉及的带钢穿带速度进行调节，不论是否涉及穿带机架水开闭时，进入步骤二，进行二次计算，结果下发步骤七；二次计算结果一致时，进入步骤七，不一致即温度存在偏差时，进入步骤四；

涉及具体的温度偏差计算如下：

温度偏差ΔT＝精轧出口预测温度-终轧目标温度；

步骤四、带钢穿带温度控制

结合步骤二对精轧温度计算，一旦带钢穿带温度超差，采用动态水调整。即采用修正机架间水量每次调节后机架一定的水量，当一个机架的水量达到运行条件(值)后，就使用后机架的冷却水，当冷却水量满足时，重新进行步骤二的计算；当采用上述调节方法后，机架水的能力超差要求时进行步骤五；

步骤五、当机架水的能力超差要求时，保持当前机架水的开度，同时启动机架速度调节，直至速度达到上限，当当前速度满足条件时，重新进行步骤二的计算，当采用上述调节方法后，速度达到上限不能满足机架穿带要求时进行步骤六；

步骤六、当速度调节达到上限，系统进行极限速度的报警，并把极限状态下的设定值进行下发，以提供带钢基本的穿带需要，本次控制完成；

步骤七、根据核心道次计算后的精轧温度计算，计算精轧设定值；

步骤八、计算相关特征点参数；

本技术方案对于涉及的变形温度(指在轧制过程中的温度)，采用迭代计算，即在本技术方案涉及的精轧速度模型采用了迭代计算方法来计算带钢终轧速度VEND。用中间值(临时值)开始，计算相关的温度分配，再把精轧带钢目标温度TE与温度设定值进行比较，如果偏差超过极限值，那么，带钢速度变化按下一个迭代确定(见模型方程，即整个迭代的循环判断过程或图中的控制流程)。新的温度分配必须根据新的VEND来计算，把产生的精轧带钢目标温度TE和温度设定值TEND进行比较，这样重复进行一直到偏差小于极限值为止，从而确定出合适的头部带钢穿带速度。

下面以某一具体实施例进行详细说明：

在某连轧机组的薄规格生产过程中采用该热轧控制方式，具体采用本技术方案涉及的相关实施情况如下：

在进行某集装箱板，厚度为1.58mm的高强度薄规格箱板在轧制过程中，其初始计算(读取速度成别数据)的带钢穿带速度为11.5M/S(轧制最大效率)终轧温度为890℃，而其目标终轧温度870℃，为此，在初始计算时，采用穿带机架间冷却水，即精轧第3机架与第4机架间的机架冷却水，由于这类带钢在精轧轧制过程中易发生轧破，起套，影响成材率、板型、轧辊受损等。结合本技术方案在带钢进入飞剪切头结束后，进入精轧轧制过程之前，对头部穿带时的机架间冷却水进行二次计算，即上述计算方案中的步骤三，判断该带钢为关闭带钢头部穿带机架间冷却水时，模型强制下发关闭机架间冷却水，由于关闭该冷却水后，其终轧温度为890℃超过目标终轧温度870℃，故进行穿带速度调节，直至满足目标终轧温度870℃，此时，其实际采用的穿带速度为10.5M/S，具体控制流程如图2所示。

采用该技术方案后，对于相对的薄规格带钢的轧制稳定性起到了积极的作用，效果良好。

由于随着热轧工艺技术的不断提高，品种的不断开发，对带钢的轧制过程要求也越来越高，如何提高带钢穿带过程的稳定性及效率，将直接影响到热连轧的控制水平。因此本发明提供的技术方案，由于结合带钢在穿带过程中存在的问题，利用了现有的设备条件进行改善，对于涉及的稳定性与轧制效率进行了综合的考虑，可保证热轧生产的稳定及高效，故本技术方案具有较广泛的推广价值。因此具有较好的推广应用前景。

Claims (4)

1.一种热轧带钢连轧机组穿带的控制方法，所述控制方法用于不同带钢品种、规格时的穿带稳定性的控制，其特征在于，包括以下步骤：

A、获取轧制策略给定的基本参数；

其中包括带钢在机架穿带前的计算速度所必要的穿带速度、加速度、机架喷水、除鳞喷水、带钢原始数据、带钢成品数据、机架压下数据；

B、进行核心道次计算；

所述核心道次计算包括压下相对化计算、温度分配计算、轧制力计算、压下计算、精轧温度计算五个环节的顺次计算；

C、将步骤B中所得到的精轧温度，即第一精轧温度，与目标精轧温度进行对比，所述第一精轧温度与目标精轧温度一致时根据所述第一精轧温度计算精轧温度设定值；或者第一精轧温度出现超差时进入步骤D；

D、对所轧制带钢种类是否不允许使用机架水进行二次层别判别，并根据判别结果决定是否强制关闭机架水以对带钢的穿带速度进行调节，所述带钢的穿带速度小于11.5M/S；

E、根据步骤D中调整后的带钢穿带速度重新进行步骤B所述的核心道次计算，并得出第二精轧温度计算值；

F、将步骤E中所得到的第二精轧温度计算值与目标精轧温度值进行对比，两者一致时根据所述第二精轧温度计算值计算精轧温度设定值；或者第二精轧温度计算值仍出现超差时进入步骤G；

G、采用动态水调整进行带钢穿带温度控制至目标精轧温度值；

依据上述带钢穿带温度值，即第二精轧温度计算值，重新进行步骤B所述的核心道次计算，并得出第三精轧温度计算值，并根据所述第三精轧温度计算值计算精轧温度设定值；

或者当调节水量到达极限时仍不能调整到带钢目标温度值时进入步骤H；

H、保持当前机架水的开度，同时启动机架速度调节，直至速度达到上限，如当前速度满足条件时，重新进行步骤B所述的核心道次计算，并得出第四精轧温度计算值，并根据所述第四精轧温度计算值计算精轧温度设定值；

当速度达到上限仍不能满足机架穿带要求时进入步骤I；

I、当速度调节达到上限，系统进行极限速度的报警，并把极限状态下的设定值进行下发，以提供带钢基本的穿带需要，本次控制完成；

J、根据步骤C、步骤F、步骤G或步骤H中得到的精轧温度设定值计算相关特征点参数。

2.根据权利要求1所述热轧带钢连轧机组穿带的控制方法，其特征在于，在进行核心道次计算时，对整个轧件或各个带钢段的温度计算时参照以下热平衡方程式：

QA＝QE+(Q-)+(Q+)

其中：

QA为在任何时间存储在轧件中的热量；

QE为进入精轧区时存储在轧件中的热量；

Q-为由于热辐射和热传导，轧件在精轧区的热损耗；

Q+为由于轧件在精轧区变形时产生的附加热量。

3.根据权利要求1所述热轧带钢连轧机组穿带的控制方法，其特征在于，所述动态水调整具体包括在修正机架间水量时优先调节在前机架的出水量，当在前机架出水量至极限值仍不能满足调节水量要求时，依次调节在后各机架冷却水的出水量。

4.根据权利要求1所述热轧带钢连轧机组穿带的控制方法，其特征在于，所述热轧带钢的厚度为1.2～25mm。