CN103191931A

CN103191931A - 热连轧机零调后二侧偏差控制方法

Info

Publication number: CN103191931A
Application number: CN2012100062193A
Authority: CN
Inventors: 荣鸿伟; 周兴泽; 何晓明; 曹彧华
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2032-01-10
Also published as: CN103191931B

Abstract

本发明公开了一种热连轧机零调后二侧偏差控制方法，该控制方法通过在进行零调后涉及二侧偏差，即轧制力偏差与辊缝偏差存在的一定对应关系，结合不同机架的刚度特性，采用轧制力偏差转换控制的方式，对偏差进行修改的控制方法，同时，在对应的开轧偏差开轧过程中，采用实际轧制状态对比的方式，从而满足零调开轧稳定性的要求。

Description

热连轧机零调后二侧偏差控制方法

技术领域

本发明涉及轧机控制技术，更具体地说，涉及一种热连轧机零调后二侧偏差控制方法。

背景技术

热轧生产过程中，精轧机组在每个生产计划轧制完成后都要更换工作辊。由于换辊前后工作辊直径发生变化，换辊后必须对精轧机进行零调，以消除间隙，重新确定辊缝的零位，为辊缝模型的精确设定和AGC控制系统的准确控制提供基准；由于涉及每个轧制计划结束后更换的不同的工作辊(形成新的机架间隙)，导致机架间固有的平衡被打破，同时由于所轧制材料的钢种、规格、温度的变化，一般在换辊开轧时的机架间板型控制上存在一定的困难，为此操作人员通过对零调过程中轧制力偏差和油柱偏差的观察和分析，在零调完成后需通过手动方式对工作侧的辊缝进行单侧调节(也就是通常所说的“辊缝预埋”)，以防止热轧带钢头部穿带时跑偏，确保穿带过程的稳定。

辊缝调平对开轧稳定性起着至关重要的作用。目前，调平过程中的辊缝状态只能通过轧制力偏差和AGC油缸油柱偏差来反映，而影响轧制力偏差和油柱偏差的因素非常复杂，不是所有的偏差都是因为辊缝不平引起的，所以，轧制力偏差和油柱偏差并不能为辊缝调平提供完全准确的依据；另一方面，平稳穿带还受轧制品种、来料温度分布以及断面质量情况等的影响，这使操作人员很难实现辊缝的准确调平，给开轧稳定性控制增加了难度。

现有的自动零调偏差控制方法如图1所示，从图1可以看出，在零调启动后，AGC油缸保持最近一次记忆的油柱偏差值，随后依次经过静压、转车、零调轧制力判断等几个步骤，最终完成零调。零调完成后操作人员根据系统记录的轧制力偏差和油柱偏差进行手动辊缝预埋。然而，在前期，零调结束后发现轧制力偏差和油柱偏差有时异常偏大，操作人员常常无法准确进行辊缝预埋，多次造成开轧后带钢跑偏废钢。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一热连轧机零调后二侧偏差控制方法，能够减少用于静态偏差值控制过程中液压缸两侧油柱的动作时间，同时通过对稳态油柱修正值的计算，实现了零调稳定快速的连续改进。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该热连轧机零调后二侧偏差控制方法，包括以下具体步骤：

A.检测机架轧制力实际值并与轧制力目标值比较来判断机架零调是否结束；

B.控制机架零调偏差辊缝，以验证零调时的轧机刚度值，保证机架零调的准确性。

C.采集机架零调轧制力二侧偏差值和机架二侧油柱偏差值；

D.计算出机架二侧液压缸调整偏差量和当前机架最佳二侧油柱偏差值；

E.根据步骤D中的偏差值对轧机两侧辊缝进行给定控制。

在步骤A中，判断机架零调结束的条件如下：

F_ACT-F_TAR≤20T且F_TAR设定为1000-1500t

式中，

F_ACT为零调机架轧制力实际值；

F_TAR为零调机架轧制力目标值。

在步骤B中，所述的机架零调偏差辊缝控制方法如下：

B1.先确定不同机架在零调目标轧制力下的目标辊缝S′，S‘＝F_TAR/M，式中，

S′为零调目标轧制力下的目标辊缝；

F_TAR为零调机架轧制力目标值；

M为轧机刚度；

B2.确定机架达到目标轧制力时的实际辊缝S₀，

S₀＝L_MEM-[L_house-(L_TWR+L_TBUR/2+L_THEEL)-(L_BWR+L_BBUR/2+L_BHEEL)]

式中：

S₀为机架达到目标轧制力时的实际辊缝

L_MEM为前一次零调时实际辊缝；

L_house为轧机牌坊高度；

L_TWR为上工作辊直径；

L_TBUR为上支撑辊直径；

L_THEEL为上部垫板厚度；

L_BWR为下工作辊直径；

L_BBUR为下支撑辊直径；

L_BHEEL为下部垫板厚度；

B3.获取机架零调偏差辊缝Sp，S₀-S′≤Sp。

在步骤C中，通过PLC采集每一次当前轧机二侧轧制力的偏差值，并进行求和计算采集的次数，当支撑辊旋转一个周后，用采集到的轧制力偏差之和除以总的采集次数，获得机架零调轧制力二侧偏差值F_AVE；

同时，采集相对应的二侧油柱的实际位置，并进行求和计算采集次数，当支撑辊旋转一个周后，用采集到的二侧油柱的实际位置进行偏差计算，获得机架二侧油柱偏差值ΔL。

在步骤D中，机架二侧液压缸调整偏差量的计算公式为：

L_STB＝ΔF/M×K_G×K_FCG×K_VCG L_CHG，式中，

L_STB为机架二侧液压缸调整偏差量；

ΔF为机架二侧轧制力偏差；

M为轧机刚度；

K_G为修正系数；

K_FCG轧制力偏差换算系数；

K_VCG为不同机架状态转化系数；

L_CHG为液压缸油柱动态修正值。

在步骤D中，所述的当前机架最佳二侧油柱偏差值的计算公式为：

L_BDEV＝L_DEV-(F_AVE-F₁)/K_VCG+(L_i-ΔL)*K_H，式中，

L_BDEV为当前机架最佳二侧油柱偏差值；

L_DEV为本次零调后的油柱偏差；

F_AVE为本次轧制力偏差的平均值。

F₁为上次零调后的轧制力偏差；

K_VCG为不同机架状态转化系数；

L_i为上次开轧第X块后的油柱偏差；

ΔL为本次机架两侧油柱偏差；

K_H为带钢补偿系数。

在步骤E中，所述的轧机两侧辊缝给定控制包括分别对工作侧和传动侧油柱位置给定计算：

轧机工作侧油柱给定计算公式为L_WSPOS＝L_WSMEM-(G_WSSET+G_LEV)+L_ZERO，式中：

L_WSPOS为工作侧油柱位置给定值；

L_WSMEM为零调时的工作侧油柱记忆值；

G_WSSET为工作侧油柱设定值；

G_LEV为前面计算获得的最佳偏差值；

L_ZERO为零调时的标定值；

轧机传动侧油柱给定计算公式为L_DSPOS＝L_DSMEM-(G_DSSET-G_LEV)+L_ZERO，式中：

L_DSPOS为传动侧油柱位置给定值；

L_DSMEM为零调时的传动侧油柱记忆值；

G_DSSET为传动侧油柱设定值；

G_LEV为前面计算获得的最佳偏差值；

L_ZERO为零调时的标定值。

在上述技术方案中，本发明的热连轧机零调后二侧偏差控制方法通过在进行零调后涉及二侧偏差，即轧制力偏差与辊缝偏差存在的一定对应关系，结合不同机架的刚度特性，采用轧制力偏差转换控制的方式，对偏差进行修改的控制方法，同时，在对应的开轧偏差开轧过程中，采用实际轧制状态对比的方式，从而满足零调开轧稳定性的要求。

附图说明

图1是本发明的热连轧机零调后二侧偏差控制方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1所示，本发明的热连轧机零调后二侧偏差控制方法包括：

C.采集机架零调轧制力二侧偏差值和机架二侧油柱偏差值；

E.根据步骤D中的偏差值对轧机两侧辊缝进行给定控制。

在步骤A中，本发明结合热连轧机在零调后的机架二侧偏差控制，通过对涉及机架零调后的控制实现，在判断零调结束时，采用了通过机架轧制力检测系统对机架实际压力进行检测，用于自动判断机架轧制力实际值是否达到目标轧制力，一旦满足以下条件，表示机架零调结束。

具体条件如下：

零调机架实际轧制力满足F_ACT-F_TAR≤20T，零调机架轧制力目标值F_TAR设定为1000-1500t，式中：

F_ACT：零调机架轧制力实际值(KN)；

F_TAR：零调机架轧制力目标值(KN)。

在步骤B中，在涉及的机架零调偏差辊缝获取时，采用零调轧制力下的具体辊缝控制，可起到零调时验证轧机刚度值的目的，保证机架零调准确性。具体方法如下：先确定不同机架在零调目标轧制力下的目标辊缝S′，S‘＝F_TAR/M，式中：

S′：零调目标轧制力下的目标辊缝；

F_TAR：零调机架轧制力目标值(KN)；

M：轧机刚度；

然后确定机架达到目标轧制力时的实际辊缝S₀，S₀＝L_MEM-[L_house-(L_TWR+L_TBUR/2+L_THEEL)-(L_BWR+L_BBUR/2+L_BHEEL)]，式中：

S₀：机架达到目标轧制力时的实际辊缝

L_MEM：前一次零调时实际辊缝；

L_house：轧机牌坊高度；

L_TWR：上工作辊直径；

L_TBUR：上支撑辊直径；

L_THEEL：上部垫板厚度；

L_BWR：下工作辊直径；

L_BBUR：下支撑辊直径；

L_BHEEL：下部垫板厚度；

最后，在获取机架在零调目标轧制力下的目标辊缝S′及机架达到目标轧制力时的实际辊缝S₀后，为保证机架在达到零调轧制力时的辊缝位置的准确性，获取机架零调偏差辊缝的公式为S₀-S′≤Sp。

在步骤C中，在涉及机架二侧轧制力的采集时，由PLC完成数据的收集(PLC扫描周期为30ms)，记录每个扫描周期，系统采集一次当前轧机两侧轧制力的偏差值，并进行求和和计算采集次数，当支撑辊旋转一个周后，用采集到的轧制力偏差之和除以总的采集次数。涉及具体计算公式如下：

F_SUM＝F_{SUM_OLD}+F_SCANT，F_AVE＝F_SUM/N，式中：

F_SUM：各个扫描周期的轧制力偏差之和；

F_{SUM_OLD}：上一个扫描周期后的轧制力偏差之和；

F_SCANT：当前扫描周期采集到的轧制力偏差；

F_AVE：轧制力偏差的平均值；

N：扫描周期的总数量。

结合上述轧制力偏差数据的采集，当前的PLC在采集当前轧机两侧轧制力的偏差值的同时，采集相对应的二侧油柱的实际位置，并进行求和和计算采集次数，当支撑辊旋转一个周后，用采集到的二侧油柱的实际位置进行偏差的计算，涉及的具体计算公式如下：ΔL＝L_WS-L_DS，式中：

ΔL：机架两侧油柱偏差。

L_WS：工作测油柱值。

L_DS：传动测油柱值。

在步骤D中，需要调用历史数据，通过设置一个变量来记录轧制带钢数目，在零调结束时该值清零，开轧以后，以成品机架的咬钢信号为准，每轧一块带钢该数值自动加1，只要该变量等于设定的目标值(比如3)，则自动记录此时需要的数据。

由于在调整轧制力偏差过程中，对于涉及的偏差轧制力的调整由机架液压缸来完成，故在本技术方案中，对于涉及的机架二侧轧制力偏差的调整，通过以下公式计算：L_STB＝ΔF/M×K_G×K_FCG×K_VCG L_CHG，式中，

L_STB：机架二侧液压缸调整偏差量(注：指机架二侧的液压缸需要调整偏差量)；

ΔF：机架二侧轧制力偏差(工作侧减去传动侧)；

M：轧机刚度(常数)；

K_G：修正系数(经验系数)；

K_FCG轧制力偏差换算系数；

K_VCG：不同机架状态转化系数(经验系数)；

L_CHG：液压缸油柱动态修正值；

结合当前机架二侧偏差的控制，采用了本次零调后的油柱偏差、本次零调后的轧制力偏差、上次零调后的轧制力偏差、零调轧制力偏差换算二侧油柱偏差调整系数、上次开轧第i块后的油柱偏差、带钢补偿系数相结合的控制方法，得到当前机架的当前机架最佳二侧油柱偏差值，满足机架轧制的要求，涉及计算公式如下：

L_BDEV＝L_DEV-(F_AVE-F₁)/K_VCG+(L_i-ΔL)*K_H

其中：

L_BDEV：当前机架最佳二侧油柱偏差值(注：指本次零调后，当前机架的二侧油柱偏差值最佳结果)，L_BDEV为实现机架二侧偏差量L_STB所对应的机架油缸的油柱的位置偏差；

L_DEV：本次零调后的油柱偏差；

F_AVE：本次轧制力偏差的平均值。

F₁：上次零调后的轧制力偏差；

K_VCG：不同机架状态转化系数(经验系数)；

L_i：上次开轧第X块后的油柱偏差；

ΔL：本次机架两侧油柱偏差

K_H：带钢补偿系数。

将计算所得的偏差值加到轧机两侧辊缝给定值之中，由于上述得到的偏差值L_BDEV是以工作侧减去传动侧(对于机架的偏差控制，由于通过轧机二侧的油柱位置来进行控制，故在本技术方案中，设定了条件为偏差值L_BDEV是以工作侧减去传动侧，既通过机架二侧不同的油柱位置实现机架的偏差控制)，因此在计算油柱给定值，工作侧的给定加上该偏差，而传动侧的给定减去该偏差。具体实现方式如下：

轧机工作侧油柱给定公式如下：

L_WSPOS＝L_WSMEM-(G_WSSET+G_LEV)+L_ZERO，式中：

L_WSPOS：工作侧油柱位置给定值；

L_WSMEM：零调时的工作侧油柱记忆值；

G_WSSET：工作侧油柱设定值；

G_LEV：前面计算获得的最佳偏差值；

L_ZERO：零调时的标定值。

轧机传动侧油柱给定公式如下：

L_DSPOS＝L_DSMEM-(G_DSSET-G_LEV)+L_ZERO，式中：

L_DSPOS：传动侧油柱位置给定值；

L_DSMEM：零调时的传动侧油柱记忆值；

G_DSSET：传动侧油柱设定值；

G_LEV：前面计算获得的最佳偏差值；

L_ZERO：零调时的标定值。

本发明在进行零调后涉及二侧偏差，采用了生产过程中的稳定偏差及稳定轧制力偏差控制控制，结合机架在本次零调后的实际辊缝偏差及轧制力偏差采用了自动偏差控制的方式，实现了零调后机架偏差自动控制，提高了换辊后的开轧稳定性。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims

1.一种热连轧机零调后二侧偏差控制方法，其特征在于，

包括以下具体步骤：

C.采集机架零调轧制力二侧偏差值和机架二侧油柱偏差值；

E.根据步骤D中的偏差值对轧机两侧辊缝进行给定控制。

2.如权利要求1所述的热连轧机零调后二侧偏差控制方法，其特征在于：

在步骤A中，判断机架零调结束的条件如下：

F_ACT-F_TAR≤20T且F_TAR设定为1000-1500t

式中，

F_ACT为零调机架轧制力实际值；

F_TAR为零调机架轧制力目标值。

3.如权利要求1所述的热连轧机零调后二侧偏差控制方法，其特征在于：

在步骤B中，所述的机架零调偏差辊缝控制方法如下：

S′为零调目标轧制力下的目标辊缝；

F_TAR为零调机架轧制力目标值；

M为轧机刚度；

B2.确定机架达到目标轧制力时的实际辊缝S₀，

S₀＝L_MEM-[L_house-(L_TWR+L_TBUR/2+L_THEEL)-(L_BWR+L_BBUR/2+L_BHEEL)]

式中：

S₀为机架达到目标轧制力时的实际辊缝

L_MEM为前一次零调时实际辊缝；

L_house为轧机牌坊高度；

L_TWR为上工作辊直径；

L_TBUR为上支撑辊直径；

L_THEEL为上部垫板厚度；

L_BWR为下工作辊直径；

L_BBUR为下支撑辊直径；

L_BHEEL为下部垫板厚度；

B3.获取机架零调偏差辊缝Sp，S₀-S′≤Sp。

4.如权利要求1所述的热连轧机零调后二侧偏差控制方法，其特征在于：

5.如权利要求1所述的热连轧机零调后二侧偏差控制方法，其特征在于：

在步骤D中，机架二侧液压缸调整偏差量的计算公式为：

L_STB＝＝ΔF/M×K_G×K_FCG×K_VCG+L_CHG，式中，

L_STB为机架二侧液压缸调整偏差量；

ΔF为机架二侧轧制力偏差；

M为轧机刚度；

K_G为修正系数；

K_FCG轧制力偏差换算系数；

K_VCG为不同机架状态转化系数；

L_CHG为液压缸油柱动态修正值。

6.如权利要求1或5所述的热连轧机零调后二侧偏差控制方法，其特征在于：

L_BDEV＝L_DEV-(F_AVE-F₁)/K_VCG+(L_i-ΔL)*K_H，式中，

L_BDEV为当前机架最佳二侧油柱偏差值；

L_DEV为本次零调后的油柱偏差；

F_AVE为本次轧制力偏差的平均值。

F₁为上次零调后的轧制力偏差；

K_VCG为不同机架状态转化系数；

L_i为上次开轧第X块后的油柱偏差；

ΔL为本次机架两侧油柱偏差；

K_H为带钢补偿系数。

7.如权利要求1所述的热连轧机零调后二侧偏差控制方法，其特征在于：

L_WSPOS为工作侧油柱位置给定值；

L_WSMEM为零调时的工作侧油柱记忆值；

G_WSSET为工作侧油柱设定值；

G_LEV为前面计算获得的最佳偏差值；

L_ZERO为零调时的标定值；

L_DSPOS为传动侧油柱位置给定值；

L_DSMEM为零调时的传动侧油柱记忆值；

G_DSSET为传动侧油柱设定值；

G_LEV为前面计算获得的最佳偏差值；

L_ZERO为零调时的标定值。