CN103817170B - 特殊钢卷取侧导短行程折线控制方法 - Google Patents
特殊钢卷取侧导短行程折线控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
特殊钢卷取侧导短行程折线控制方法，属于热连轧卷取侧导的自动控制技术领域，即带钢头部穿过卷取侧导的过程中卷取侧导动作两次，即在带钢头部达到卷取热检时，控制系统投第一次短行程控制，使卷取侧导第一次动作；当带钢头部接近夹送辊时，控制系统投第二次短行程控制，使卷取侧导第二次动作。本发明避免了因带钢头部宽度值不稳定造成废钢，实现了特殊钢侧导位置的精确控制，确保了卷形。
Description
技术领域
本发明属于热连轧卷取侧导的自动控制技术领域,具体涉及特殊钢卷取侧导短行程折线控制方法。
背景技术
当带钢从精轧末机架出口经过卷取辊道来到侧导时，卷取侧导要通过短行程控制快速夹紧带钢，将来料正确的导入卷取机，带钢头部在卷筒缠绕几圈后，建立良好的张力，将带钢紧紧的、整齐的缠绕起来。
带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导打开位置即开口度为预设定值（带钢目标宽度+短行程），其中短行程范围为40mm—60mm，其具体值根据带钢厚度确定。带钢头部到达卷取夹送辊前热检位置时，侧导投入短行程控制，将带钢对中夹紧，保证带钢顺利进入卷筒，确保卷取卷形。由于特殊钢坯料宽度问题，造成带钢头部宽度不稳定，致使原短行程控制满足不了生产质量要求，极易造成卷型不良或废钢。
发明内容
本发明的目的是为了解决特殊钢连续生产过程中因实际带钢头部宽度大于带钢目标宽度所造成的卷形不良或废钢的问题。根据特殊钢钢卷的实际情况，为了避开侧导短行程动作夹住带钢头部，本发明设计了折线短行程控制方法，即可对中夹紧带钢头部，又可避让开超宽的带钢头部。
本发明所述的特殊钢包括不锈钢409、430、439、高强钢T610、20、10、硅钢DW29、DW60、DW80。
本发明是在热轧卷取侧导机械设备完好的情况下，卷取侧导在0.5秒——2秒内动作两次，即在带钢头部达到卷取热检时，控制系统投第一次短行程控制，使卷取侧导第一次短行程行走动作；当带钢头部接近夹送辊时，控制系统投第二次短行程控制，使卷取侧导第二次短行程行走动作。
所述卷取侧导第一次动作是在带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊3.6m-3.9m时；卷取侧导第二次动作是在带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊2.4m-2.6m时。
所述第一次短行程控制是指带钢头部跟踪位置到达卷取侧导区域时，第一次关闭侧导，使侧导开口度第一次减小，此时将两侧侧导之间距离设定为第一次侧导开口度；第一次侧导开口度=侧导预设定值-第一次侧导短行程值。
所述第二次短行程控制是指带钢头部跟踪位置到达卷取夹送辊区域时，第二次关闭侧导，使侧导开口度第二次减小，此时两侧侧导距离设定为第二次侧导开口度；
第二次侧导开口度=第一次侧导开口度-第二次侧导短行程值。
侧导短行程值=左侧导关闭移动的距离+右侧导关闭移动的距离。
本发明避免了因带钢头部宽度值不稳定造成废钢，实现了特殊钢侧导位置的精确控制，确保了卷形。
太钢热连轧厂使用本技术方案后，效果如下：
（1）实现了热连轧特殊钢卷取侧导短行程的精确控制。
（2）解决了特殊钢带钢头部实际宽度不稳定造成的问题，节约了故障时间和废钢。
（3）优化了卷取侧导短行程控制功能，最大限度地确保了特殊钢卷形，满足了市场需求。
具体实施方式
本发明的各实施例是在现场采集大量数据后，根据带钢的跟踪位置，启动积分函数，最终准确的发出侧导短行程动作指令。
根据冶金企业轧钢控制系统轧制模型给出的带钢宽度值加上短行程值作为卷取侧导预设定值。
当带钢头部到达侧导入口处时，侧导短行程第一次关闭，关闭的位置刚好夹紧带钢头部；当带钢头部穿过侧导时，侧导第二次关闭，侧导夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上，保证了良好的卷形。
本发明的各实施例的硬件包括：
西门子SIMATICTDC控制器；
CPU控制板；（型号：6DD1600-0BA2）；
输入、输出信号I/O通道SM500板，型号：6DD1640_0AH0；
以太网通讯CP51M1板，型号：6DD1661_0AE1；
画面采用SIMATICWINCC系统实现人机交互画面HMI；
侧导采用4个相同的伺服阀实现位置控制，型号为：D661-4367CG45JXAA6VSX2HA。
本发明各实施例跟踪位置算法如下：
带钢头部跟踪位置
其中：Yn:第n次采样跟踪位置m
Yn-1:第n-1次采样跟踪位置m
Xn：带钢速度m/s
TA：采样时间（8ms<TA<15ms）
TD：积分时间常数（500ms<TD<1000ms）。
实施例1
高强钢T610，带钢目标宽度是1250mm，目标厚度是2.5mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为1290mm（目标宽度1250mm+短行程40mm），此处短行程是根据带钢目标厚度决定的，当带钢目标厚度大于1.5mm且小于等于2.5mm时，短行程设定40mm，其中第一次短行程关闭是21mm，第二次短行程关闭是19mm。
此时带钢头部跟踪位置按照上述算法开始积分，带钢头部达到距离夹送辊前3.6m-3.9m范围内投入第一次短行程控制，卷取侧导关闭21mm，侧导开口度为1269mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒——2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m-2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭19mm，侧导开口度为1250mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上，保证良好卷形。
由于此钢坯料宽度问题，经轧制后常常出现带钢头部宽度大于带钢设定宽度情况，如果投用原短行程控制，侧导只按照目标宽度一次性设定短行程，极易造成卷型不良或废钢。本发明针对T610等高强钢实际卷钢情况，设计了折线式短行程控制方法，第一次短行程动作实现夹紧带钢头部并与轧制中线对中的功能，第二次短行程动作实现避让开超宽的带钢头部，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐缠绕在卷筒上的功能。
实施例2
高强钢T610，目标宽度1140mm，目标厚度3.5mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为1185mm（目标宽度1140mm+短行程45mm），此处短行程是根据带钢目标厚度决定的，当带钢目标厚度大于2.5mm且小于等于3.5mm时，短行程设定45mm，其中第一次短行程关闭27mm，第二次短行程关闭18mm。此时带钢头部跟踪位置按照上述算法开始积分，带钢头部达到距离夹送辊前3.6m-3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭27mm，侧导开口度为1158mm，对中并夹紧带钢头部；大约0.5秒——2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m-2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭18mm，侧导开口度为1140mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上，保证良好卷形。由于此钢坯料宽度问题，经轧制后常常出现带钢头部宽度大于带钢设定宽度情况，如果投用原短行程控制，侧导只按照目标宽度一次性设定短行程，极易造成卷型不良或废钢。本发明针对T610等高强钢实际卷钢情况，设计了折线式短行程控制方法，第一次短行程动作实现夹紧带钢头部并与轧制中线对中的功能，第二次短行程动作实现避让开超宽的带钢头部，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐缠绕在卷筒上的功能。
实施例3
高强钢T610，目标宽度1310mm，目标厚度4.8mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为1360mm（目标宽度1310mm+短行程50mm），此处短行程是根据带钢目标厚度决定的，当带钢目标厚度大于3.5mm且小于等于6.0mm时，短行程设定50mm，其中第一次短行程关闭33mm，第二次短行程关闭17mm。此时带钢头部跟踪位置按照上述算法开始积分，带钢头部达到距离夹送辊前3.6m-3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭33mm，侧导开口度为1327mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒——2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m-2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭17mm，侧导开口度为1310mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上，保证良好卷形。由于此钢坯料宽度问题，经轧制后常常出现带钢头部宽度大于带钢设定宽度情况，如果投用原短行程控制，侧导只按照目标宽度一次性设定短行程，极易造成卷型不良或废钢。本发明针对T610等高强钢实际卷钢情况，设计了折线式短行程控制方法，第一次短行程动作实现夹紧带钢头部并与轧制中线对中的功能，第二次短行程动作实现避让开超宽的带钢头部，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐缠绕在卷筒上的功能。
实施例4
高强钢T610，目标宽度1290mm，目标厚度8.0mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为1350mm（目标宽度1290mm+短行程60mm），此处短行程是根据带钢目标厚度决定的，当带钢目标厚度大于6.0mm时，短行程设定60mm，其中第一次短行程关闭44mm，第二次短行程关闭16mm。此时带钢头部跟踪位置按照上述算法开始积分，带钢头部达到距离夹送辊前3.6m-3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭44mm，侧导开口度为1306mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒——2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m-2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭16mm，侧导开口度为1290mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上，保证良好卷形。由于此钢坯料宽度问题，经轧制后常常出现带钢头部宽度大于带钢设定宽度情况，如果投用原短行程控制，侧导只按照目标宽度一次性设定短行程，极易造成卷型不良或废钢。本发明针对T610等高强钢实际卷钢情况，设计了折线式短行程控制方法，第一次短行程动作实现夹紧带钢头部并与轧制中线对中的功能，第二次短行程动作实现避让开超宽的带钢头部，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐缠绕在卷筒上的功能。
实施例5
不锈钢430，目标宽度1240mm，目标厚度3.0mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为1285mm（目标宽度1240mm+短行程45mm），此处短行程是根据带钢目标厚度决定的，当带钢目标厚度大于2.5mm且小于等于3.5mm时，短行程设定45mm，其中第一次短行程关闭27mm，第二次短行程关闭18mm。此时带钢头部跟踪位置按照上述算法开始积分，带钢头部达到距离夹送辊前3.6m-3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭27mm，侧导开口度为1258mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒——2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m-2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭18mm，侧导开口度为1240mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上，保证良好卷形。由于此钢坯料宽度问题，经轧制后常常出现带钢头部宽度大于带钢设定宽度情况，如果投用原短行程控制，侧导只按照目标宽度一次性设定短行程，极易造成卷型不良或废钢。本发明针对430等不锈钢实际卷钢情况，设计了折线式短行程控制方法，第一次短行程动作实现夹紧带钢头部并与轧制中线对中的功能，第二次短行程动作实现避让开超宽的带钢头部，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐缠绕在卷筒上的功能。
实施例6
不锈钢409，目标宽度1255mm，目标厚度4.0mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为1305mm（目标宽度1255mm+短行程50mm），此处短行程是根据带钢目标厚度决定的，当带钢目标厚度大于3.5mm且小于等于6.5mm时，短行程设定50mm，其中第一次短行程关闭33mm，第二次短行程关闭17mm。此时带钢头部跟踪位置按照上述算法开始积分，带钢头部达到距离夹送辊前3.6m-3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭33mm，侧导开口度为1272mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒——2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m-2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭17mm，侧导开口度为1255mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上，保证良好卷形。由于此钢坯料宽度问题，经轧制后常常出现带钢头部宽度大于带钢设定宽度情况，如果投用原短行程控制，侧导只按照目标宽度一次性设定短行程，极易造成卷型不良或废钢。本发明针对409等不锈钢实际卷钢情况，设计了折线式短行程控制方法，第一次短行程动作实现夹紧带钢头部并与轧制中线对中的功能，第二次短行程动作实现避让开超宽的带钢头部，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐缠绕在卷筒上的功能。
实施例7
硅钢DW60，目标宽度1250mm，目标厚度2.3mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为1290mm（目标宽度1250mm+短行程40mm），此处短行程是根据带钢目标厚度决定的，当带钢目标厚度大于1.5mm且小于等于2.5mm时，短行程设定40mm，其中第一次短行程关闭21mm，第二次短行程关闭19mm。此时带钢头部跟踪位置按照上述算法开始积分，带钢头部达到距离夹送辊前3.6m-3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭21mm，侧导开口度为1269mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒——2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m-2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭19mm，侧导开口度为1250mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上，保证良好卷形。由于此钢坯料宽度问题，经轧制后常常出现带钢头部宽度大于带钢设定宽度情况，如果投用原短行程控制，侧导只按照目标宽度一次性设定短行程，极易造成卷型不良或废钢。本发明针对DW60等硅钢实际卷钢情况，设计了折线式短行程控制方法，第一次短行程动作实现夹紧带钢头部并与轧制中线对中的功能，第二次短行程动作实现避让开超宽的带钢头部，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐缠绕在卷筒上的功能。
说明：本发明所述的侧导开口度是指两侧侧导之间的距离。
预设定值为带钢目标宽度+短行程，其中短行程范围为40mm—60mm，其具体值根据带钢厚度确定。
Claims (4)
1.特殊钢卷取侧导短行程折线控制方法，其特征是所述特殊钢为高强钢T610，带钢目标宽度是1250mm，目标厚度是2.5mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为目标宽度1250mm+短行程40mm，当带钢目标厚度大于1.5mm且小于等于2.5mm时，短行程设定40mm，其中第一次短行程关闭是21mm，第二次短行程关闭是19mm；
此时带钢头部跟踪位置
其中：Yn:第n次采样跟踪位置m；
Yn-1:第n-1次采样跟踪位置m；
Xn：带钢速度m/s；
TA：采样时间，为8ms<TA<15ms；
TD：积分时间常数，为500ms<TD<1000ms；
带钢头部达到距离夹送辊前3.6m～3.9m范围内投入第一次短行程控制，卷取侧导关闭21mm，侧导开口度为1269mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒～2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m～2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭19mm，侧导开口度为1250mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上。
2.特殊钢卷取侧导短行程折线控制方法，其特征是所述特殊钢为不锈钢430，目标宽度1240mm，目标厚度3.0mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为目标宽度1240mm+短行程45mm，当带钢目标厚度大于2.5mm且小于等于3.5mm时，短行程设定45mm，其中第一次短行程关闭27mm，第二次短行程关闭18mm；
此时带钢头部跟踪位置
其中：Yn:第n次采样跟踪位置m；
Yn-1:第n-1次采样跟踪位置m；
Xn：带钢速度m/s；
TA：采样时间，为8ms<TA<15ms；
TD：积分时间常数，为500ms<TD<1000ms；
带钢头部达到距离夹送辊前3.6m～3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭27mm，侧导开口度为1258mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒～2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m～2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭18mm，侧导开口度为1240mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上。
3.特殊钢卷取侧导短行程折线控制方法，其特征是所述特殊钢为不锈钢409，目标宽度1255mm，目标厚度4.0mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为目标宽度1255mm+短行程50mm，当带钢目标厚度大于3.5mm且小于等于6.5mm时，短行程设定50mm，其中第一次短行程关闭33mm，第二次短行程关闭17mm；
此时带钢头部跟踪位置
其中：Yn:第n次采样跟踪位置m；
Yn-1:第n-1次采样跟踪位置m；
Xn：带钢速度m/s；
TA：采样时间，为8ms<TA<15ms；
TD：积分时间常数，为500ms<TD<1000ms；
带钢头部达到距离夹送辊前3.6m～3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭33mm，侧导开口度为1272mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒～2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m～2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭17mm，侧导开口度为1255mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上。
4.特殊钢卷取侧导短行程折线控制方法，其特征是所述特殊钢为硅钢DW60，目标宽度1250mm，目标厚度2.3mm；
加热后的板坯经过粗轧、精轧轧制后带钢头部到达卷取区域前，卷取侧导开口度为1290mm，当带钢目标厚度大于1.5mm且小于等于2.5mm时，短行程设定40mm，其中第一次短行程关闭21mm，第二次短行程关闭19mm；
此时带钢头部跟踪位置
其中：Yn:第n次采样跟踪位置m；
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带钢头部达到距离夹送辊前3.6m～3.9m范围内投入第一次短行程控制，侧导关闭21mm，侧导开口度为1269mm，对中并夹紧带钢头部；0.5秒～2秒后带钢头部跟踪位置到达距离夹送辊前2.4m～2.6m范围内卷取侧导投入第二次短行程控制，侧导关闭19mm，侧导开口度为1250mm，夹紧带钢其余部分，使带钢整齐的缠绕在卷筒上。
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