CN103831304A - 一种热连轧中间坯目标宽度计算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热连轧中间坯目标宽度计算方法及系统。该中间坯目标宽度计算方法包括：步骤1，粗轧机计算精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标；步骤2，所述粗轧机将待轧制的板坯对应的信息发送到所述精轧机；步骤3，所述精轧机根据该信息得到宽展公式需要的参数，并将该参数发送至粗轧机；步骤4，粗轧机根据该参数以及宽展公式计算出位于预设的中间坯宽度范围内的中间坯目标宽度W_中间。本发明可以提高粗轧宽度控制精度，使得成品板材的偏差小于或等于预设偏差的百分比可以达到99.5%，从而可以提高成品板材的质量并保证成品板材宽度的一致性。

Description

一种热连轧中间坯目标宽度计算方法及系统

技术领域

本申请涉及冶金过程控制技术领域，尤其涉及一种热连轧中间坯目标宽度计算方法及系统。

背景技术

在热连轧生产的过程中，为了保证产品质量的一致性，控制板材的宽度显得非常重要。对于板材而言，其基本的要求就是板材的宽度需要非常精确。如果板材的宽度不符合要求，就会影响产品的质量，从而影响企业的经济效益甚至是企业的信誉。通常，粗轧机主要是用来控制板材的中间坯宽度，而中间坯宽度的精确性会影响到精轧机轧制的板材的宽度精度，中间坯的宽度如果不精确，最终会导致精轧机轧制的板材也不精确，导致板材的质量不一致。因此，粗轧机对中间坯宽度的控制非常重要，而现有技术中尚无成熟应用的解决方案。

发明内容

为了精确地控制中间坯的宽度，本发明提供了一种热连轧中间坯目标宽度计算方法及系统，可以使得中间坯宽度在预设的误差范围内。

本发明提供了一种热连轧中间坯目标宽度计算方法，包括：步骤1，粗轧机计算精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标；步骤2，所述粗轧机将待轧制的板坯对应的信息发送到所述精轧机；步骤3，所述精轧机根据该信息得到宽展公式需要的参数，并将该参数发送至粗轧机；步骤4，粗轧机根据该参数以及宽展公式计算出位于预设的中间坯宽度范围内的中间坯目标宽度W_中间。

优选地，步骤1中，所述精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标为钢板成品宽度W_成品与允许偏差W_偏差之和，W_偏差大于0。

优选地，步骤2中，所述对应的信息包括钢卷号。

优选地，步骤3中，所述宽展公式需要的参数包括精轧机第i个机架的入口厚度h1_[i]、所述第i个机架的出口厚度h2_[i]、以及甩架标志，i为机架号。

优选地，步骤4中，所述宽展公式为：

W_[i]为第i个机架的出口宽度，w1_[i]为第i个机架的入口宽度，

r为精轧工作辊半径，e为自然对数，Δh＝h1_[i]-h2_[i]；C_[i]为精轧展宽自学习系数，其中C_[imax]∈[-20，-5]，C_[1]至C_[imax-1]均为0，imax为最大机架号；在所述甩架标志对应于第i个机架时，W_[i]=0；第i个机架的出口宽度等于第i+1个机架的入口宽度；步骤4中，中间坯宽度范围在[W_成品-m1，W_成品+m2]，通过二分法进行迭代计算，在所述精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标与W_[imax]之差的绝对值小于预设值时，该W_[imax]对应的中间坯宽度即为中间坯目标宽度W_中间；其中，m1大于0且m2大于0。

本发明提供了一种热连轧中间坯目标宽度计算系统，包括粗轧机和精轧机，其特征在于，粗轧机包括第一计算模块、第一通信模块、以及第三计算模块，精轧机包括第二计算模块、以及第二通信模块；第一计算模块，用于计算精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标；第一通信模块，用于将待轧制的板坯对应的信息发送到所述第二通信模块；第二计算模块，用于根据该信息得到宽展公式需要的参数；第二通信模块，用于将该参数发送至所述第一通信模块；第三计算模块，用于根据该参数以及宽展公式计算出位于预设的中间坯宽度范围内的中间坯目标宽度W_中间。

优选地，所述精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标为钢板成品宽度W_成品与允许偏差W_偏差之和，W_偏差大于0。

优选地，所述对应的信息包括钢卷号。

优选地，所述宽展公式需要的参数包括精轧机第i个机架的入口厚度h1_[i]、所述第i个机架的出口厚度h2_[i]、以及甩架标志，i为机架号。

优选地，所述宽展公式为：

W_[i]为第i个机架的出口宽度，w1_[i]为第i个机架的入口宽度，

r为精轧工作辊半径，e为自然对数，Δh＝h1_[i]-h2_[i]；C_[i]为精轧展宽自学习系数，其中C_[imax]∈[-20，-5]，C_[1]至C_[imax-1]均为0，imax为最大机架号；在所述甩架标志对应于第i个机架时，W_[i]=0；第i个机架的出口宽度等于第i+1个机架的入口宽度；所述第三计算模块通过二分法得到在所述精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标与W_[imax]之差的绝对值小于预设值时，该W_[imax]对应的中间坯宽度即为中间坯目标宽度W_中间；其中，中间坯宽度范围在[W_成品-m1，W_成品+m2]，m1大于0且m2大于0。

本发明可以提高粗轧宽度控制精度，使得成品板材的偏差小于或等于预设偏差的百分比可以达到99.5%，从而可以提高成品板材的质量并保证成品板材宽度的一致性。

附图说明

本发明的这些和其他特征、方面和优势将参考具体实施方式的附图进行描述，其目的在于描述具体实施方式而不是限制本发明。

图1是本发明提供的热连轧中间坯目标宽度计算方法；

图2是本发明提供的二分法计算流程图；

图3是本发明提供的热连轧中间坯目标宽度计算系统。

具体实施方式

本发明提供的热连轧中间坯目标宽度计算方法如图1所示。粗轧机采用两步计算来确定热连轧中间坯目标宽度。首先，粗轧机需要根据待轧制板坯的所要制成的成品板材宽度W_成品与所期望的偏差W_偏差得到精轧需要达到的宽度目标值W_目标，例如W_成品+10mm（步骤101）。粗轧机得到该宽度目标值之后，通过例如TCP/IP的通信方式（也可以采用其他的通信方式，例如串口通信）将待轧制板坯的钢卷号信息发送到精轧机（步骤102）。精轧机根据该钢卷号检索轧制计划表，得到该待轧制板坯的成品板材宽度W_成品与中间坯厚度h_[0]。精轧机根据精轧模型进行计算，得到精轧机各个机架的入口厚度h1_[i]、出口厚度h2_[i]、以及甩架标志，其中i表示机架号（步骤103）。精轧机可以根据现有的精轧模型进行计算，例如：p_[i]为各个机架的轧制力，p₀为调零预压力（一般为1000-1500吨），m_[i]为各个机架的刚度。之后，精轧机通过例如TCP/IP的通信方式将各个机架的入口厚度h1_[i]、出口厚度h2_[i]、以及甩架标志发送到粗轧机（步骤104）。粗轧机收到这些参数后，通过下述的宽展公式以及预设的中间坯宽度范围计算出合适的中间坯目标（步骤105）：

$W_{\left[i\right]}={w1}_{\left[i\right]}{\left(\frac{{h1}_{\left[i\right]}}{{h2}_{\left[i\right]}}\right)}^{\mathrm{\ΔW}}+C_{\left[i\right]};$

其中W_[i]为第i个机架的出口宽度，w1_[i]为第i个机架的入口宽度，

r为精轧工作辊半径，e为自然对数，Δh＝h1_[i]-h2_[i]；C_[i]为精轧展宽自学习系数，其中C_[imax]∈[-20，-5]，C_[1]至C_[imax-1]均为0，imax为最大机架号；在所述甩架标志对应于第i个机架时，W_[i]=0；第i个机架的出口宽度等于第i+1个机架的入口宽度；中间坯宽度范围在[W_成品-m1，W_成品+m2]，m1大于0且m2大于0。

为了方便描述，本发明中m1=100，m2=200，该m1和m2的取值可以根据实际的需要进行更改。在具体计算的过程中，采用二分法来进行计算。一般来说，机架的数量为6个或7个，成品板材一般在具有最大机架号的机架处输出，例如第6个或第7个机架处。将W_中间设为W_成品-100，通过以上的展宽公式可以计算出W₆或者W₇，将W₆或者W₇与W_成品+10进行比较，如果二者差值的绝对值小于预设值，例如0.0001，则判定W_成品+100即为中间坯目标宽度；否则将W_中间设为W_成品+200，通过上述的展宽公式可以计算出W₆或者W₇，将W₆或者W₇与W_成品+10进行比较，如果二者的差值小于例如0.0001，则判定W_成品+200为中间坯目标宽度；否则将W_中间设为（W_成品-100+W_成品+200）/2,通过上述的展宽公式可以计算出W₆或者W₇，将W₆或者W₇与W_成品+10进行比较，如果二者的差值小于例如0.0001，则判定（W_成品-100+W_成品+200）/2为中间坯目标宽度；否则将W_中间设为（W_成品-100+（W_成品-100+W_成品+200）/2）/2，通过上述的展宽公式可以计算出W₆或者W₇，将W₆或者W₇与W_成品+10进行比较，如果二者的差值小于例如0.0001，则判定W_成品-100+（W_成品-100+W_成品+200）/2）/2为中间坯目标宽度；否则继续将W_中间设为（W_成品+200+（W_成品-100+W_成品+200）/2）/2，通过上述的展宽公式可以计算出W₆或者W₇，将W₆或者W₇与W_成品+10进行比较，如果二者的差值小于例如0.0001，则判定（W_成品+200+（W_成品-100+W_成品+200）/2）/2为中间坯目标宽度，如果仍然不满足条件，继续将W_中间设为这些相邻的值之间的中点，通过上述的展宽公式可以计算出W₆或者W₇，将W₆或者W₇与W_成品+10进行比较，直至找到符合条件的W_中间。

图2示出了本发明使用的二分法计算流程。总的来说，本发明所使用的二分法使用了预设的中间坯宽度范围中可以知道的端点值以及根据端点值得到的中间值，将所取的值代入宽展公示后计算出成品板材的宽度，找到成品板材宽度符合宽度目标值的取值。在开始阶段，先将中间坯宽度范围的端点值代入宽展公式，计算出W₆或者W₇（步骤201），判定W₆或者W₇与宽度目标值差值的绝对值是否小于0.0001（步骤202），如果是则结束流程，判定当前的端点值是中间坯目标宽度。如果不符合条件，则取端点的中间值并代入宽展公式计算出W₆或者W₇（步骤203）。此后判定W₆或者W₇与宽度目标值差值的绝对值是否小于0.0001（步骤204），如果是则结束流程，判定当前的端点值是中间坯目标宽度。如果不符合条件，则继续进行步骤203，直至找到符合条件的W₆或者W₇对应的中间坯宽度，该中间坯宽度即为中间坯目标宽度。

图3是本发明提供的热连轧中间坯目标宽度计算系统，需要说明的是，图中虽然显示该系统包括粗轧机和精轧机，但本发明在此仅强调粗轧机和精轧机来实现中间坯目标宽度的所要包含的技术方案，而并非限制精轧机和粗轧机具有其他的功能。如图3所示，本发明提供的热连轧中间坯目标宽度计算系统，包括粗轧机和精轧机，粗轧机包括第一计算模块、第一通信模块、以及第三计算模块，精轧机包括第二计算模块、以及第二通信模块；第一计算模块，用于计算精轧机轧制钢板的宽度目标值；第一通信模块，用于将待轧制的板坯对应的信息发送到所述第二通信模块；第二计算模块，用于根据该信息得到宽展公式需要的参数；第二通信模块，用于将该参数发送至所述第一通信模块；第三计算模块，用于根据该参数以及宽展公式计算出位于预设的中间坯宽度范围内的中间坯目标宽度。其中所述第三计算模块可以执行二分法计算。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种热连轧中间坯目标宽度计算方法，其特征在于，包括：

步骤1，粗轧机计算精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标；

步骤2，所述粗轧机将待轧制的板坯对应的信息发送到所述精轧机；

步骤3，所述精轧机根据该信息得到宽展公式需要的参数，并将该参数发送至粗轧机；

步骤4，粗轧机根据该参数以及宽展公式计算出位于预设的中间坯宽度范围内的中间坯目标宽度W_中间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标为钢板成品宽度W_成品与允许偏差W_偏差之和，W_偏差大于0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述对应的信息包括钢卷号。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述宽展公式需要的参数包括精轧机第i个机架的入口厚度h1_[i]、所述第i个机架的出口厚度h2_[i]、以及甩架标志，i为机架号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4中，所述宽展公式为：

$W_{\left[i\right]}={w1}_{\left[i\right]}{\left(\frac{{h1}_{\left[i\right]}}{{h2}_{\left[i\right]}}\right)}^{\mathrm{\ΔW}}+C_{\left[i\right]};$

W_[i]为第i个机架的出口宽度，w1_[i]为第i个机架的入口宽度，

r为精轧工作辊半径，e为自然对数，Δh＝h1_[i]-h2_[i]；C_[i]为精轧展宽自学习系数，其中C_[imax]∈[-20，-5]，C_[1]至C_[imax-1]均为0，imax为最大机架号；在所述甩架标志对应于第i个机架时，W_[i]=0；第i个机架的出口宽度等于第i+1个机架的入口宽度；

步骤4中，中间坯宽度范围在[W_成品-m1，W_成品+m2]，通过二分法进行迭代计算，在所述精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标与W_[imax]之差的绝对值小于预设值时，该W_[imax]对应的中间坯宽度即为中间坯目标宽度W_中间；其中，m1大于0且m2大于0。

6.一种热连轧中间坯目标宽度计算系统，包括粗轧机和精轧机，其特征在于，粗轧机包括第一计算模块、第一通信模块、以及第三计算模块，精轧机包括第二计算模块、以及第二通信模块；

第一计算模块，用于计算精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标；

第一通信模块，用于将待轧制的板坯对应的信息发送到所述第二通信模块；

第二计算模块，用于根据该信息得到宽展公式需要的参数；

第二通信模块，用于将该参数发送至所述第一通信模块；

第三计算模块，用于根据该参数以及宽展公式计算出位于预设的中间坯宽度范围内的中间坯目标宽度W_中间。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标为钢板成品宽度W_成品与允许偏差W_偏差之和，W_偏差大于0。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述对应的信息包括钢卷号。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述宽展公式需要的参数包括精轧机第i个机架的入口厚度h1_[i]、所述第i个机架的出口厚度h2_[i]、以及甩架标志，i为机架号。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述宽展公式为：

$W_{\left[i\right]}={w1}_{\left[i\right]}{\left(\frac{{h1}_{\left[i\right]}}{{h2}_{\left[i\right]}}\right)}^{\mathrm{\ΔW}}+C_{\left[i\right]};$

W_[i]为第i个机架的出口宽度，w1_[i]为第i个机架的入口宽度，

r为精轧工作辊半径，e为自然对数，Δh＝h1_[i]-h2_[i]；C_[i]为精轧展宽自学习系数，其中C_[imax]∈[-20，-5]，C_[1]至C_[imax-1]均为0，imax为最大机架号；在所述甩架标志对应于第i个机架时，W_[i]＝0；第i个机架的出口宽度等于第i+1个机架的入口宽度；

所述第三计算模块通过二分法得到在所述精轧机轧制钢板的宽度目标值W_目标与W_[imax]之差的绝对值小于预设值时，该W_[imax]对应的中间坯宽度即为中间坯目标宽度W_中间；其中，中间坯宽度范围在[W_成品-m1，W_成品+m2]，m1大于0且m2大于0。

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