CN103691744B - 一种带钢动态抛尾量预报方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带钢动态抛尾量预报方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，1）、收集带钢宽度方向断面测量点的板形平坦度数据以及每一组数据对应的距带钢头部的距离数据信息，形成一个文本格式的数据文件；2）对每一个独立的带钢板形数据文件进行有效数据的提取并将它们进行“网格化”分布处理；3）带钢局部浪形的拟合及制定判断标准；4）对带钢尾部一定长度数据逐段进行浪形判定，并结合浪形严重程度判定其是否需要抛尾；5）预报长度的工艺修正，即按照工艺最小剪切长度要求修正抛尾量预报中过小的抛尾量，该方法降低了应用机组的带钢抛尾量，提高了应用机组的成材率，减少生产事故的发生，并且方法简单，易于操作。

Description

一种带钢动态抛尾量预报方法

技术领域

本发明涉及一种抛尾量预报方法，具体来说涉及一种带钢动态抛尾量预报方法，属于冶金生产控制技术领域。

背景技术

在冷轧带钢生产线上，对带钢头部和尾部进行一定长度的剪切是十分必要的，这是因为板带钢的头部和尾部经常出现各种浪形的情况，如果不进行剪切轻则出现带钢跑偏或逃带，严重的可能出现断带、设备损坏等故障，特别是连续退火等带有炉子的机组，在生产薄规格带钢时，由于带钢浪形严重而发生在炉内跑偏、断带事故时有发生。经过调查发现，目前冷轧带钢生产厂家一般是基于经验对带钢的头、尾剪切长度设定一个固定值,这样做常常会出现两个问题：一是在带钢浪形较弱时造成多剪切，产生不必要的浪费；二是在带钢浪形严重时又会出现少剪切，很难避免由于带钢的浪形问题而造成的生产故障。通过供料机组板形测量设备提供的板形平坦度数据作为数据源，采用合理的区、段划分法进行板形浪形主要是单边浪、双边浪、1/4浪、中浪、边中复合浪的判定和不良板形长度的预报，从而指导操作人员进行合理地剪切与控制，对生产事故的预防及机组的成材率都将起到良好的作用。

目前国内外还没有采用供料机组提供板形平坦度数据进行下游机组的带钢浪形判定和动态抛尾量预报的技术，尤其是带钢动态抛尾量预报方法，《宝钢高速带钢多功能在线检测系统》实现的是高速带钢在恶劣环境下孔洞、边裂检测和宽度测量的功能，解决的是轧机出口带钢孔洞和边裂缺陷的在线检测问题，且其实现的技术原理是光学图像识别技术，类似于车牌号识别技术。而《冷轧带钢表面缺陷的二级检测与快速判定方法研究》则是《宝钢高速带钢多功能在线检测系统》实现的技术原理，上述公开的技术均没有解决本方案所指出的技术问题。因此，迫切的需要一种新的方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种带钢动态抛尾量预报方法，该方法使得断带的故障次数有了明显下降，出口产品的成品率有了很大的提高。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下，一种带钢动态抛尾量预报方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，

1）、收集带钢宽度方向断面测量点的板形平坦度数据以及每一组数据对应的距带钢头部的距离数据信息，形成一个文本格式的数据文件；

2）对每一个独立的带钢板形数据文件进行有效数据的提取并将它们进行“网格化”分布处理；

3）带钢局部浪形的拟合及制定判断标准；

4）对带钢尾部一定长度数据逐段进行浪形判定，并结合浪形严重程度判定其是否需要抛尾；

5）预报长度的工艺修正，即按照工艺最小剪切长度要求修正抛尾量预报中过小的抛尾量，即修正抛尾量预报中小于工艺最小剪切长度的预报数据。

作为本发明的一种改进，所述步骤1中以子卷为单位形成一个文本格式的数据文件。

作为本发明的一种改进，所述步骤2中“网格化”是指将一个完整的带钢板形数据按照带钢从带头至带尾的长度方向将各断面的板形数据建立行号，再按照带钢宽度方向从驱动侧到操作侧的秩序建立列号，从而形成一个“网格化”的板形数据矩阵，拟合成二维图形。

作为本发明的一种改进，所述步骤3中带钢局部浪形包括带钢单边浪、双边浪、1/4浪，中浪、边中复合浪。

作为本发明的一种改进，所述步骤4中，如果需要抛尾，则获取此段数据中最后一组数据对应的行号，并在长度预报数组中提取对应的长度数据作为抛尾量的预报长度；如果不需要抛尾，则继续下一段数据的浪形检测和抛尾量预报，直到检测完指定长度，最终抛尾量则是最后一段需要抛尾的抛尾量值。

作为本发明的一种改进，所述步骤5中的修正方法为，当预报抛尾量小于标准的抛尾量则将预报量修订为标准量，否则预报长度不修订。

相对于现有技术，本发明是充分利用供料机组板形仪提供的带钢宽度方向横断面上各测量点的平坦度值进行带钢长度方向的平面浪形缺陷判定，并结合带钢实际厚度值和浪形严重程度进行抛尾量的预报。该方法降低了应用机组的带钢抛尾量，提高了应用机组的成材率，减少生产事故的发生，并且方法简单，易于操作。

附图说明

图1网格化分布示意图；

图2为带钢常见的板形缺陷示意图；

图3为带钢板形缺陷检测的段和缺陷拟合的区域划分示意图；

图4为板形仪示意图；

图5为板形仪测量通道分布及量程示意图。

图中：1为单边浪，2为双边浪，3为中浪，4为1/4浪，5为边中复合浪，6为工作侧，7为驱动侧，8为中心位置，9为带钢，10为板形仪最大量程，11为板形仪最小量程，12为板形仪测量的中心位置，13为板形仪的第一个测量通道，14为板形仪的第四十个测量通道，15为板形仪工作侧，16为板形仪驱动侧，17为板形仪的工作侧通道宽度,18为板形仪的中部通道宽度，19为板形仪驱动侧通道宽度，20为板形仪工作侧通道，21为板形仪中部通道，22为板形仪驱动侧通道，A为边浪检查拟合区，B为1/4浪检测拟合区，C为中浪检测拟合区。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明做详细的说明。

实施例1：

以梅钢酸轧机组板形仪为例介绍。

步骤1，收集带钢宽度方向断面测量点的板形平坦度数据以及每一组数据对应的距带钢头部的距离数据信息，形成一个文本格式的数据文件。

参见图4，板形仪分为工作侧6和驱动侧7，带钢9从板形仪中心位置8通过，板形仪周期性的对带钢的一个宽度方向进行同时测量取值，形成一个带钢断面的平坦度数据组。在一卷带钢生产过程中系统不断收集这样的数据组进行存储，在本卷生产结束时则形成一个独立的文本文件。

步骤2，参见图5，对每一个独立的带钢板形数据文件进行有效数据的提取并将它们进行“网格化”分布处理；从板形仪检测得到一组板形数据包括了板形仪所有即40个通道的检测数据。板形仪的40个通道分布情况为两边各14个通道，即为板形仪工作侧通道20的数量为14个，板形仪驱动侧通道22的数量为14个，其中板形仪的工作侧通道宽度为26mm，板形仪驱动侧通道宽度为26mm，板形仪中部通道21的数量为12个，其中部通道宽度为52mm，因此，上述板形仪可以检测最大宽度为1352mm的带钢，如图5所示。而带钢宽度基本上处于700——1300mm之间，且带钢处于板形仪的中间位置，所以要根据带钢宽度确定板形仪检测数据中的有效通道个数，并把其转换为坐标系上相应通道所在坐标。

判断有效通道的方法为，完全覆盖带钢的通道为全有效通道，在带钢边部位置的两个边部通道不可避免地不能完全覆盖带钢，因此需要判断其覆盖率，当覆盖率大于预定的某个值时将其定义为有效通道。

定义带钢的宽度为，板形仪全有效通道个数为，有效覆盖率阈值为，板形仪有效通道个数为，假定带钢没有任何跑偏，并假定带钢宽度大于板形仪中间覆盖区域，即，则有效覆盖通道的计算公式为：

得到有效通道个数后，以带钢的中心为圆点建立直角坐标系，则可以根据带钢的宽度和有效通道个数计算有效板形仪通道所检测的带钢位置坐标，定义位置坐标为，则：

公式(2)

定义板形辊下带钢当前截面距离带钢头部的距离为，则以带钢的头部中心为圆点建立直角坐标系中Y轴坐标：

公式(3)

其中，为板形仪检测本带钢的信息组数量，将上面的数据建立坐标系，如图1所示。

提取有效通道的板形数据，将每一组断面的板形数据存储为一行，按照带钢从头部至尾部的顺序依次进行，则最终形成一个有效的板形数据矩阵A=[M,N]，将这些板形数据看作分布在同一个坐标系平面上的小方块，组成的平面图形成网格化分布，效果图如图1所示。

步骤3，带钢局部浪形的拟合及制定判断标准；下面步骤为开始进行带钢浪形的模拟，带钢浪形主要分为：单边浪1、双边浪2、中浪3、1/4浪4或称为“M型浪”或者“两肋浪”、边中复合浪5或称为“W型浪”，如图3所示，将网格化分布的数据按照带钢长度的方向进行连续等长划分为若干段,每段组成一个数据矩阵Z=[L,N]，L为矩阵的数据行数，例如，定为8，即L=8。然后对每一个段进行区域划分。在工作侧和驱动侧各划分2列作为边浪拟合区，以段的中心为基准，向工作侧和驱动侧各取4列共8列作为中浪拟合区，边浪和中浪之间的区域为1/4浪的拟合区域，图3所示为一个段的各种浪形拟合区划分示意图，A为边浪拟合区，B为1/4浪拟合区，C为中浪拟合区，1/4浪拟合区的通道数随带钢的宽度变化而变化。

段的划分需要视采样机组的速度和板形仪的采样频率而定。段划分的过长，则预报的抛尾量误差较大，过短则影响各种浪形的拟合和判断。实施例中机组速度大于1000米/分，板形仪的采样平率为20ms，经过实践划分的段为8个断面的数据域长，边浪检测区取测量通道边部2个通道，中浪检测区则以板形数据域测量通道的中心线为基准向左右各取4个通道，剩余部分则为1/4浪的检测区域。

浪形是否形成的判断主要是根据各个浪形拟合区中超过设定板形阈值的测量点数所占统计区域总测量点数的百分率来确定。各种浪形的阈值设定是根据带钢规格区间和浪形的特点来制定的。各种标准见表1所示，其中阈值为板形平坦度测量值，单位为I；单点阈值是为了检测各被检测区域板形突变的缺陷，其制定标准也是随带钢规格而变化的，判断是否板形单点异常是根据检测区域超过设定单点阈值的测量点数来判断的。下面是各中规格的带钢各区域的浪形判定标准：表1：

单边浪的判断分为两种情况，一种是被检测的驱动侧6和工作侧7的边浪检测区都形成边浪，这时需要判断两个边浪超过板形阈值的百分率谁大谁小，利用百分率小的异常点数除以百分率大的异常点数，如果小于等于0.55，则为单边浪，否则为双边浪。另一种情况是被检测的驱动侧和工作侧的边浪检测区一边形成边浪，而另一边没有形成边浪，这样就判为单边浪。

步骤4，对带钢尾部一定长度数据逐段进行浪形判定，并结合浪形严重程度判定其是否需要抛尾。

在一个段的各区域浪形判定和单点异常判定完成后，开始判定此段是否为需要抛尾的段。判定的原则是，被检测段产生了单边浪或1/4浪或者有一个以上的区发生单点异常，则此段需要剪切，系统根据本段的最大行号j从Length(j)中获取带钢的长度，如果长度小于需要检测的最大带钢长度本实施例设定为1000米，则继续检测下一个段的板形情况，如此下去，并将最后一个异常段的带钢长度作为最终抛尾量。

步骤5，预报长度的工艺修正，即按照工艺最小剪切长度要求修正抛尾量预报中过小的抛尾量。通过板形缺陷预报的抛尾量有时比较小，为了保证机组的运行安全，通常机组工艺部门会根据现行情况制定一个最小长度的抛尾标准，利用这个标准对预报长度进行修订，以保证生产运行的安全性。修正方法为当预报抛尾量小于标准的抛尾量则将预报量修订为标准量，否则预报长度不修订。当然，工艺制定的最小抛尾量也会根据机组技术人员的操作能力和设备能力不断调整，这需要视具体情况而定。

总之，通过上述方法对梅钢连退机组的带钢抛尾量进行板形缺陷判定和抛尾长度预报后，机组由于板形浪形缺陷而断带的故障次数有了明显下降，出口产品成材率也有了很大的提高。

需要说明的是，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如对带钢整体浪形的判定、预报带钢头部剪切长度等，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种带钢动态抛尾量预报方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，

1）收集带钢宽度方向断面测量点的板形平坦度数据以及每一组数据对应的距带钢头部的距离数据信息，形成一个文本格式的数据文件；

2）对每一个独立的带钢板形数据文件进行有效数据的提取并将它们进行“网格化”分布处理；

3）带钢局部浪形的拟合及制定判断标准；

4）对带钢尾部一定长度数据逐段进行浪形判定，若被检测段产生了单边浪或1/4浪或者有一个以上的区发生单点异常，则此段需要剪切；

5）预报长度的工艺修正，即按照工艺最小剪切长度要求修正抛尾量预报中过小的抛尾量。

2.根据权利要求1所述的带钢动态抛尾量预报方法，其特征在于，所述步骤1中以子卷为单位形成一个文本格式的数据文件。

3.根据权利要求1所述的带钢动态抛尾量预报方法，其特征在于，所述步骤2中“网格化”是指将一个完整的带钢板形数据按照带钢从带头至带尾的长度方向将各断面的板形数据建立行号，再按照带钢宽度方向从驱动侧到操作侧的秩序建立列号，从而形成一个“网格化”的板形数据矩阵，拟合成二维图形。

4.根据权利要求1所述的带钢动态抛尾量预报方法，其特征在于，所述步骤3中带钢局部浪形包括带钢单边浪、双边浪、1/4浪，中浪、边中复合浪。

5.根据权利要求1所述的带钢动态抛尾量预报方法，其特征在于，所述步骤4中，如果需要抛尾，则获取此段数据中最后一组数据对应的行号，并在长度预报数组中提取对应的长度数据作为抛尾量的预报长度；如果不需要抛尾，则继续下一段数据的浪形检测和抛尾量预报，直到检测完指定长度，最终抛尾量则是最后一段需要抛尾的抛尾量值。

6.根据权利要求1所述的带钢动态抛尾量预报方法，其特征在于，所述步骤5中的修正方法为，当预报抛尾量小于标准的抛尾量则将预报量修订为标准量，否则预报长度不修订。