CN103418618B - 冷连轧机性能前馈厚度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带钢冷轧领域，尤其涉及一种冷连轧机带钢厚度控制方法。一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，选择一个或多个机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪，其中，机架 必须被作为虚拟的带钢性能间接测量仪；计算来料变形抗力波动大小，在被选为带钢性能间接测量仪的机架上设置测压头，计算得到机架的来料变形抗力波动大小，最后计算各个机架的前馈调节量。本发明通过间接测量的来料变形抗力进行前馈的厚度控制，通过选定的机架对来料各段带钢的变形抗力进行测量，避免了来料热轧成品在性能上的波动对冷轧厚度控制精度的影响，提高了厚度控制的精度，对于确保整个钢卷长度方向上成品带钢厚度精度，减少成品带钢厚度波动以及保证轧制稳定具有积极意义。

Description

冷连轧机性能前馈厚度控制方法

技术领域

本发明涉及带钢冷轧领域，尤其涉及一种冷连轧机带钢厚度控制方法。

背景技术

厚度精度是冷轧带钢最重要的质量指标之一。随着汽车、航空、家电、精密仪表、民用建筑、食品罐头等行业的兴起与发展，对冷轧带钢的厚度精度具有严格的要求。

冷连轧机是冶金行业中最复杂、自动化程度最高、精度要求最严的装备之一，它在一定程度上代表了钢铁工业技术发展的水平。冷连轧机厚度前馈控制是保证冷轧带钢成品厚度精度的重要手段。来料厚差是冷轧带钢成品产生厚差的重要原因，因此传统的冷连轧机厚度前馈控制使用在机架前直接测量的来料厚差进行前馈控制。

由于热轧生产工艺的复杂性，因此造成冷轧来料即热轧成品在性能上的波动。性能波动具有一定规律性，具有性能波动的某段带钢进入冷连轧每一机架时都将产生新的厚差。为了提高厚度控制精度，研究在带钢性能波动情况下的厚度前馈控制方法具有重要的意义。

现有的冷连轧机厚度前馈控制方法，在机架S₁前、机架S₂前和机架S₅前采用直接测量的来料厚差用于前馈控制，前馈控制的调节机构为机架S₁的液压控制、机架S₂的液压控制、机架S₅的液压控制，前馈控制原理图如附图1所示，前馈控制主要是为了消除瞬间偏差，即当机架入口来料实际厚度出现较大幅度变化时，本机架的液压控制做出相应动作，使机架出口厚度偏差基本消除在本机架。

由于用户对冷轧产品厚度精度要求的提升以及热轧工艺的复杂性，冷轧来料性能波动对成品厚差的影响必须加以考虑。在冷连轧机前采用直接测量来料性能，需增加测量仪表，但是目前的测量仪表存在精度差的缺陷。该方法需增加设备投资费用，同时在生产过程中需增加设备维护人员。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，该控制方法通过间接测量的来料变形抗力进行前馈的厚度控制，避免了来料热轧成品在性能上的波动对冷轧厚度控制精度的影响，对于确保整个钢卷长度方向上成品带钢厚度精度，减少成品带钢厚度波动以及保证轧制稳定具有积极意义。

本发明是这样实现的：一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，包括以下步骤：

步骤一、选择一个或多个机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪，其中，机架                                               必须被作为虚拟的带钢性能间接测量仪，机架入口处设置有测厚仪；

步骤二、计算来料变形抗力波动大小，在被选为带钢性能间接测量仪的机架上设置测压头，通过测压头测量得到机架的变形抗力波动引起的轧制力偏差，通过公式1计算得到机架的来料变形抗力波动大小，

           (1)，

式中， 为变形抗力对机架的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得；

步骤三、计算各个机架的前馈调节量，根据如下选择计算得到各个机架的前馈调节量，为机架的前馈调节量，

1)                当机架被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架上设置有测压头时，机架的前馈调节量通过公式2计算得到，

                (2)

      式中，为测厚仪测量得到的机架入口带钢厚度偏差，如机架入口处未设置测厚仪时，机架不进行前馈调节量的计算；

              为机架的纵向刚度；

            为机架入口带钢厚度对机架的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得；

2)                当机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架上未设置测压头时，此机架的来料变形抗力波动大小为之前最接近的一个机架的来料变形抗力波动大小，即，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

               (3)，

式中，为测厚仪测量得到的机架入口带钢厚度偏差，如机架入口处未设置测厚仪时，；

为机架的纵向刚度

为机架入口带钢厚度对机架的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

所述步骤三第2分项中，当机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架上未设置测压头并且机架入口处设置有测厚仪(1)时，计算机架的前馈调节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，机架的前馈调节量由公式4、5计算得到，

                     (4)

式中：为机架性能前馈加权系数。

          其中                      (5)

为机架变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

选择机架和机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪，在机架和机架上分别设置一个测压头，在机架、机架和机架的入口处设置测厚仪；通过公式1计算得到机架的来料变形抗力波动大小，；最后计算机架、机架、机架、机架、机架的前馈调节量，

1)机架被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，机架的前馈调节量由公式2计算得到，；

2)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，，为测厚仪测量得到的机架入口带钢厚度偏差；

3)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，，因机架入口处未设置测厚仪，所以，；

4) 机架被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，因机架入口处未设置测厚仪，所以机架不进行前馈调节量的计算；

5) 机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，，为测厚仪测量得到的机架入口带钢厚度偏差。

本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法通过间接测量的来料变形抗力进行前馈的厚度控制，通过选定的机架对来料各段带钢的变形抗力进行测量，当该段带钢在下游机架进行轧制时综合考虑来料的厚度和变形抗力而对带钢进行厚度控制，避免了来料热轧成品在性能上的波动对冷轧厚度控制精度的影响，提高了厚度控制的精度，对于确保整个钢卷长度方向上成品带钢厚度精度，减少成品带钢厚度波动以及保证轧制稳定具有积极意义。

附图说明

图1为现有的冷连轧机厚度前馈控制方法控制流程原理框图；

图2为本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法的实施例1控制流程原理框图；

图3为本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法的实施例2控制流程原理框图；

图4为本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法的实施例3控制流程原理框图；

图5为本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法的实施例4控制流程原理框图；

图中：1测厚仪、2测压头。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，包括以下步骤：

步骤一、选择一个或多个机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪，其中，机架必须被作为虚拟的带钢性能间接测量仪，机架入口处设置有测厚仪1；

步骤二、计算来料变形抗力波动大小，在被选为带钢性能间接测量仪的机架上设置测压头2，通过测压头2测量得到机架的变形抗力波动引起的轧制力偏差，通过公式1计算得到机架的来料变形抗力波动大小，

           (1)，

式中， 为变形抗力对机架的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得；

步骤三、计算各个机架的前馈调节量，根据如下选择计算得到各个机架的前馈调节量，为机架的前馈调节量，

1)                当机架被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架上设置有测压头2时，机架的前馈调节量通过公式2计算得到，

                (2)

      式中，为测厚仪1测量得到的机架入口带钢厚度偏差，如机架入口处未设置测厚仪1时，机架不进行前馈调节量的计算；

              为机架的纵向刚度；

            为机架入口带钢厚度对机架的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得；

2)                当机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架上未设置测压头2时，此机架的来料变形抗力波动大小为之前最接近的一个机架的来料变形抗力波动大小，即，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

               (3)，

式中，为测厚仪1测量得到的机架入口带钢厚度偏差，如机架入口处未设置测厚仪1时，；

为机架的纵向刚度

为机架入口带钢厚度对机架的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

在本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法中，为了进一步提高对带钢厚度控制的精度，所述步骤三第2分项中，当机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架上未设置测压头2并且机架入口处设置有测厚仪1时，计算机架的前馈调节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，机架的前馈调节量由公式4计算得到，

        (4)

式中：为机架性能前馈加权系数。

          其中                      (5)

为机架变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

如图2所示，本实施例针对五机架六辊的轧机厚控系统对性能前馈厚度控制方法进行说明，工业应用在PLC控制器在执行控制时分程序运行区和数据存储区。厚度控制算法的相关参数以及带钢信息表保存在数据存储区。针对机架~的前馈控制输出，选择机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪，在机架上设置一个测压头2，在机架、机架和机架的入口处分别设置一个测厚仪1，

通过公式1计算得到机架的来料变形抗力波动大小，机架~的前馈厚度控制计算如下：

1)机架被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，机架的前馈调节量由公式2计算得到，

；

2) 机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

；

3)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

因机架入口处未设置测厚仪，所以，；

4)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

因机架入口处未设置测厚仪，所以，；

5) 机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

。

实施例2

    一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，如图3所示，实施例2和实施例1的区别在于，选择机架和机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪，在机架和机架上分别设置一个测压头2，在机架、机架和机架的入口处分别设置一个测厚仪1；通过公式1计算得到机架的来料变形抗力波动大小，；最后计算机架、机架、机架、机架、机架的前馈调节量，

1)机架被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，机架的前馈调节量由公式2计算得到，；

2)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

，

为测厚仪1测量得到的机架入口带钢厚度偏差；

3)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

，

因机架入口处未设置测厚仪，所以，；

4) 机架被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，因机架入口处未设置测厚仪，所以机架不进行前馈调节量的计算；

5) 机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，，机架的前馈调节量由公式3计算得到，

，

为测厚仪1测量得到的机架入口带钢厚度偏差。

实施例3

一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，如图4所示，实施例3和实施例1的区别在于，计算机架的前馈调节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数：

1)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪并且机架的入口处设置有测厚仪1，，机架的前馈调节量由公式4、5计算得到，

                     

式中：为机架性能前馈加权系数。

                    其中

式中：为机架变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

2)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪并且机架的入口处设置有测厚仪1，，机架的前馈调节量由公式4计算得到，

式中：为机架性能前馈加权系数。

                其中

式中：为机架变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

实施例4

一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，如图5所示，实施例4和实施例2的区别在于，计算机架的前馈调节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数：

1)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪并且机架的入口处设置有测厚仪1，，机架的前馈调节量由公式4计算得到，

                    

式中：为机架性能前馈加权系数

              其中

式中：为机架变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

2)机架未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪并且机架的入口处设置有测厚仪1，，机架的前馈调节量由公式4计算得到，

                      

式中：为机架性能前馈加权系数。

                 其中

式中：为机架变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

Claims (3)

1.一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一、选择一个或多个机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪，其中，机架S₁必须被作为虚拟的带钢性能间接测量仪，机架S₁入口处设置有测厚仪(1)；

步骤二、计算来料变形抗力波动大小，在被选为带钢性能间接测量仪的机架上设置测压头(2)，通过测压头(2)测量得到机架S_i的变形抗力波动引起的轧制力偏差ΔP_i，通过公式1计算得到机架S_i的来料变形抗力波动大小Δk_i，

$\mathrm{\Δ}{k}_i=\frac{\mathrm{\Δ}{P}_i}{Q_i}---\left(1\right),$

式中，Q_i为变形抗力对机架S_i的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得；

步骤三、计算各个机架的前馈调节量，根据如下选择计算得到各个机架的前馈调节量Δy_i，Δy_i为机架S_i的前馈调节量，

1)当机架S_i被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架S_i上设置有测压头(2)时，机架S_i的前馈调节量Δy_i通过公式2计算得到，

$\mathrm{\Δ}{y}_i=\frac{\mathrm{\Δ}{h}_i\×F_i}{C_{\mathrm{pi}}}---\left(2\right)$

式中，Δh_i为测厚仪(1)测量得到的机架S_i入口带钢厚度偏差，如机架S_i入口处未设置测厚仪(1)时，机架S_i不进行前馈调节量的计算；

C_pi为机架S_i的纵向刚度；

F_i为机架S_i入口带钢厚度对机架S_i的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得；

2)当机架S_i未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架S_i上未设置测压头(2)时，此机架的来料变形抗力波动大小为之前最接近的一个机架的来料变形抗力波动大小，即Δk_i＝Δk_i-1，机架S_i的前馈调节量Δy_i由公式3计算得到，

$\mathrm{\Δ}{y}_i=\frac{\mathrm{\Δ}{k}_i\×Q_i+\mathrm{\Δ}{h}_i\×F_i}{C_{\mathrm{pi}}}---\left(3\right),$

式中，Δh_i为测厚仪(1)测量得到的机架S_i入口带钢厚度偏差，如机架S_i入口处未设置测厚仪(1)时，Δh_i＝0；

C_pi为机架S_i的纵向刚度

F_i为机架S_i入口带钢厚度对机架S_i的轧制力影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

2.如权利要求1所述的冷连轧机性能前馈厚度控制方法，其特征是：所述步骤三第2分项中，当机架S_i未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架S_i上未设置测压头(2)并且机架S_i入口处设置有测厚仪(1)时，计算机架的前馈调节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数a_i，机架S_i的前馈调节量Δy_i由公式4、5计算得到，

$\mathrm{\Δ}{y}_i=\frac{b_i\×\mathrm{\Δ}{k}_i\×Q_i+\mathrm{\Δ}{h}_i\×F_i}{C_{\mathrm{pi}}}---\left(4\right)$

式中：b_i为机架S_i性能前馈加权系数；

其中 $b_i=a_i\×\frac{C_{\mathrm{pi}}}{Q_i}---\left(5\right)$

a_i为机架S_i变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数，该系数为经验参数，由试验取得。

3.如权利要求1所述的冷连轧机性能前馈厚度控制方法，其特征是：选择机架S₁和机架S₄作为虚拟的带钢性能间接测量仪，在机架S₁和机架S₄上分别设置一个测压头(2)，在机架S₁、机架S₂和机架S₅的入口处设置测厚仪(1)；通过公式1计算得到机架S₁的来料变形抗力波动大小最后计算机架S₁、机架S₂、机架S₃、机架S₄、机架S₅的前馈调节量，

1)机架S₁被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，机架S₁的前馈调节量Δy₁由公式2计算得到， $\mathrm{\Δ}{y}_1=\frac{\mathrm{\Δ}{h}_1\×F_1}{C_{p1}};$

2)机架S₂未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，Δk₂＝Δk₁，机架S₂的前馈调节量Δy₂由公式3计算得到，Δh₂为测厚仪(1)测量得到的机架S₂入口带钢厚度偏差；

3)机架S₃未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，Δk₃＝Δk₂，机架S₃的前馈调节量Δy₃由公式3计算得到，因机架S₃入口处未设置测厚仪，所以Δh₃＝0， $\mathrm{\Δ}{y}_3=\frac{\mathrm{\Δ}{k}_3\×Q_3}{C_{p3}};$

4)机架S₄被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，因机架S₄入口处未设置测厚仪，所以机架S₄不进行前馈调节量的计算；

5)机架S₅未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪，Δk₅＝Δk₄，机架S₅的前馈调节量Δy₅由公式3计算得到，Δh₅为测厚仪(1)测量得到的机架S₅入口带钢厚度偏差。