CN103861873B - 一种ucmw冷连轧机毛化辊轧制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统，包括轧辊模式标识模块、基本设定计算模块、毛化辊恒轧制力设定模块、5#机架压下率设定模块和轧制控制系统；轧辊模式标识模块对轧辊模式进行判断；基本设定计算模块从毛化辊模式对应的压下率常数表格中获取所需的轧制参数；毛化辊恒轧制力设定模块根据带钢的钢种、宽度和厚度规格以及轧制速度类型计算毛化辊模式下的轧制力；5#机架压下率设定模块根据设定钢卷的钢种、宽度和厚度规格，在毛化辊模式对应的压下率常数表中选取5#机架压下率。还涉及一种利用该系统的方法。本发明的轧制系统及方法轧机可在毛化辊模式下稳定轧制，能够保证成品带钢板形、尺寸精度，尤其能够保证带钢表面质量要求。

Description

一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统及方法

技术领域

本发明涉及冷连轧的轧制过程控制领域，具体涉及一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统及方法。

背景技术

UCMW酸洗连轧机设计时以生产中低牌号无取向硅钢为主，由于硅钢板工艺要求，5#机架轧辊为光辊，过程控制模型和参数配置均使用光辊模式。为了适应市场需求，计划轧制对出口表面有特殊要求的普碳钢，需要将5#机架的工作辊由光辊调整为毛化辊。冷轧后带钢表面粗糙度是由轧机5#机架工作辊表面显微几何结构的传递或复印形成的，而表面粗糙度是冷轧带钢最重要的表面质量指标之一，其也能影响罩式退火过程中带钢发生粘结的概率。在冷轧生产过程中，通常通过控制连轧机末机架轧制压力、工作辊粗糙度，以及调整轧辊使用周期来控制带钢表面粗糙度。

一般来说冷轧后带钢表面粗糙度大小主要与轧辊表面粗糙度、轧辊辊面属性、带钢宽度、带钢厚度、轧制力、压下率和带钢的材料特性7个因素有关。需要在过程控制环节调整以上7项影响带钢表面粗糙度因素轧制模型设定，来整体调控自动化轧制。若在UCMW酸洗连轧机过程控制系统中，依然使用光辊轧制模式，不对5#机架轧制力、压下率等进行毛辊模型计算调整，即使在实际轧制过程中，通过基础自动化系统，人工调整5#机架压下率，使之降低到1％，同时绝对压下量也只有4um时，对应5#机架实际轧制力也会不停上涨，需要不间断手动干预才能轧制，不适用于日常生产。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统及方法，解决了UCMW酸洗连轧机轧制系统不能适应毛化辊轧制模式的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统，包括轧辊模式标识模块、基本设定计算模块、毛化辊恒轧制力设定模块、5#机架压下率设定模块以及轧制控制系统；

所述轧辊模式标识模块对轧辊模式进行判断；

所述基本设定计算模块与轧辊模式标识模块相连，根据轧辊模式标识模块判断出的毛化辊模式选择对应的压下率常数表格，获取所需的轧制参数，进行轧制模型的设定计算；所述基本设定计算模块与轧制控制系统相连，将轧制模型的设定计算结果输出到轧制控制系统；

所述毛化辊恒轧制力设定模块与轧制控制系统相连，根据带钢的钢种、宽度和厚度规格以及轧制速度类型计算毛化辊模式下的轧制力值，将轧制力值输出到轧制控制系统

所述5#机架压下率设定模块与轧制控制系统相连，根据设定钢卷的钢种、宽度和厚度规格，在毛化辊模式对应的压下率常数表中选取5#机架压下率；将压下率输出到轧制控制系统；

所述轧制控制系统控制轧机进行轧制。

在上述技术方案中，所述计算毛化辊模式下的轧制力的计算公式如下：

$P_5=\left\{\begin{array}{cc}{P}_a,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_a\\ P_b,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_b\\ P_c,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_c\\ P_d,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_d\\ P_e,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_e\\ P_f,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_f\end{array}\right.---\left(1\right),$ 其中，

P₅为5#机架毛化辊模式下轧制力设定值；P_a～P_f分别为轧制模型的设定计算中不同的轧制状态的5#轧制力设定计算值，从a到f依次为：轧机高速轧制状态、轧机高速轧制补偿计算状态、FGC轧制状态、前后钢卷过渡状态、剪切过后低速轧制状态、中速轧制状态；

b为成品带钢目标宽度；

P_b为单位宽度轧制力，来自于毛化辊模式对应的轧制力常数表格；

rate_a～rate_f为不同轧制模式下的比率参数，其数值分别为：1.0、0.9、1.15、1.1、1.18、1.13。

在上述技术方案中，所述5#机架压下率设定模块中5#机架的压下率范围在毛化辊模式下为0.5％至5％。

本发明还提供一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制方法，包括如下步骤：

判断轧辊模式；

从判断出的毛化辊模式对应的压下率常数表格中获取所需的轧制参数，然后进行轧制模型的设定计算，轧制模型的设定计算结果输入轧制控制系统以控制轧机轧制；

根据带钢的钢种、宽度和厚度规格以及轧制速度类型计算毛化辊模式下的轧制力值，将计算的轧制力值输入轧制控制系统以控制轧机轧制；

根据设定钢卷的钢种、宽度和厚度规格，在毛化辊模式对应的压下率常数表格中选取5#机架压下率，将压下率值输入轧制控制系统以控制轧机轧制。

在上述技术方案中，所述计算毛化辊模式下的轧制力的计算公式如下：

$P_5=\left\{\begin{array}{cc}{P}_a,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_a\\ P_b,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_b\\ P_c,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_c\\ P_d,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_d\\ P_e,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_e\\ P_f,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_f\end{array}\right.---\left(1\right),$ 其中，

P₅为5#机架毛化辊模式下轧制力设定值；P_a～P_f分别为轧制模型的设定计算中不同的轧制状态的5#轧制力设定计算值，从a到f依次为：轧机高速轧制状态、轧机高速轧制补偿计算状态、FGC(动态辊缝控制)轧制状态、前后钢卷过渡状态、剪切过后低速轧制状态、中速轧制状态；

b为成品带钢目标宽度；

P_b为单位宽度轧制力，来自于毛化辊模式对应的轧制力常数表格；

rate_a～rate_f为不同轧制模式下的比率参数，其数值分别为：1.0、0.9、1.15、1.1、1.18、1.13。

在上述技术方案中，所述5#机架压下率为0.5％至5％。

本发明的UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统及方法可以使轧机在毛化辊模式下稳定轧制，同时能够保证成品带钢板形、尺寸精度，尤其是能够保证带钢表面质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例1

如图1所示，一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统，包括轧辊模式标识模块、基本设定计算模块、毛化辊恒轧制力设定模块、5#机架压下率设定模块以及轧制控制系统；

轧辊模式标识模块对轧辊模式进行判断；

基本设定计算模块与轧辊模式标识模块相连，根据轧辊模式标识模块判断出的毛化辊模式选择对应的压下率常数表格，获取所需的轧制参数，进行轧制模型的设定计算；所述基本设定计算模块与轧制控制系统相连，将轧制模型的设定计算结果输出到轧制控制系统；

毛化辊恒轧制力设定模块与轧制控制系统相连，根据带钢的钢种、宽度和厚度规格以及轧制速度类型计算毛化辊模式下的轧制力值，将轧制力值输出到轧制控制系统

5#机架压下率设定模块与轧制控制系统相连，根据设定钢卷的钢种、宽度和厚度规格，在毛化辊模式对应的压下率常数表中选取5#机架压下率；将压下率输出到轧制控制系统；

轧制控制系统控制轧机进行轧制。

配置5#机架轧机粗糙度在3.0μm以上的毛化辊(最低粗糙度2.0μm以上)。

实施例2

一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制方法，通过轧辊模式标识模块识别5#机架工作辊模式。配置5#机架粗糙度在3.0μm以上的毛化辊(最低粗糙度2.0μm以上)。基本设定计算模块从毛化辊模式对应的压下率常数表格(见表1)中获取所需要的轧制参数(用以计算轧机出口最大速度、摩擦参数、板形参数、中间辊和工作辊弯窜辊量、单位张力和锥度处的初始单位张力)，然后进行轧制模型的设定计算，确定轧制的负荷分配、轧制速度、辊缝等轧制参数(以上具体计算方法为本领域公知，可参考《带钢冷连轧原理与过程控制》第五章冷连轧过程控制模型系统，王军生、白金兰、刘向华编著，科学出版社)。

表1

进一步地，由毛化辊恒轧制力设定模型根据带钢的钢种、宽度和厚度规格以轧制速度类型，利用如下公式计算毛化辊模式下的轧制力：

$P_5=\left\{\begin{array}{cc}{P}_a,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_a\\ P_b,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_b\\ P_c,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_c\\ P_d,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_d\\ P_e,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_e\\ P_f,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_f\end{array}\right.---\left(1\right)$

P₅为5#机架毛化辊模式下轧制力设定值；P_a～P_f分别为轧制模型的设定计算中不同的轧制状态的5#轧制力设定计算值，从a到f依次为：轧机高速轧制状态、轧机高速轧制补偿计算状态、FGC轧制状态、前后钢卷过渡状态、剪切过后低速轧制状态、中速轧制状态；

b为成品带钢目标宽度；

P_b为单位宽度轧制力，为过程控制系统中，对普碳钢进行规格细分后的不同钢种、带钢宽度和厚度范围划分的相应毛化辊模式对应的轧制力常数表中数据(见表2)。

表2

rate_a～rate_f分别为不同轧制模式下的比率参数，其数值分别为：1.0、0.9、1.15、1.1、1.18、1.13。

轧制一钢种为SPHC，宽度为1200mm，出口厚度为0.5mm的钢种时，单位宽度轧制力P_b为840t/m，在高速模式下轧制，取rate_a为1.0，所以此带钢在高速模式下的轧制力为：

P₅＝P_a＝b╳p_b╳rate_a＝1.2m╳840t/m╳1.0＝1008t然后将此1008t的轧制力下发到一级自动化系统，在高速模式下，一级自动化系统就会按照此轧制力执行。

同样对于轧制一钢种为SPHC，宽度为1100mm，出口厚度为0.35mm的钢种时，单位宽度轧制力P_b为600t/m，在高速模式下轧制，取rate_a为1.0，所以此带钢在高速模式下的轧制力为：

P₅＝P_a＝b╳p_b╳rate_a＝1.1m╳600t/m╳1.0＝660t

然后将此660t的轧制力下发到轧制控制系统，在高速模式下，轧制控制系统就会按照此轧制力执行。

进一步地，使用毛化辊模式轧制时，按照不同钢种、宽度和厚度规格，在毛化辊模式对应的压下率常数表格(见表1)中选定的5#机架压下率。

进一步地，同时确认5#机架功率修正模式开启模式是否关闭，并忽略5#机架的轧制力以及功率平衡检查部分的程序执行，以保证人工输入的值不被系统自动修正或被系统自动计算的值替代。

在以上毛化辊轧制策略的基础上，轧机即可在毛化辊模式下稳定轧制，同时能够保证成品带钢板形、尺寸精度，尤其是能够保证带钢表面质量要求，能够确保带钢的表面粗糙度0.6μm以上，板形精度在6I-Unit以内，厚度波动6μm以内。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本材料的技术实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统，其特征在于：

包括轧辊模式标识模块、基本设定计算模块、毛化辊恒轧制力设定模块、5#机架压下率设定模块以及轧制控制系统；

所述轧辊模式标识模块对轧辊模式进行判断；

所述基本设定计算模块与轧辊模式标识模块相连，根据轧辊模式标识模块判断出的毛化辊模式选择对应的压下率常数表格，获取所需的轧制参数，进行轧制模型的设定计算；所述基本设定计算模块与轧制控制系统相连，将轧制模型的设定计算结果输出到轧制控制系统；

所述毛化辊恒轧制力设定模块与轧制控制系统相连，根据带钢的钢种、宽度和厚度规格以及轧制速度类型计算毛化辊模式下的轧制力值，将轧制力值输出到轧制控制系统；

所述5#机架压下率设定模块与轧制控制系统相连，根据设定钢卷的钢种、宽度和厚度规格，在毛化辊模式对应的压下率常数表中选取5#机架压下率；将压下率输出到轧制控制系统；

所述轧制控制系统控制轧机进行轧制。

2.如权利要求1所述的UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统，其特征在于：所述计算毛化辊模式下的轧制力值的计算公式如下：

$P_5=\left\{\begin{array}{cc}{P}_a,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_a\\ P_b,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_b\\ P_c,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_c\\ P_d,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_d\\ P_e,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_e\\ P_f,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_f\end{array}\right.---\left(1\right),$ 其中，

P₅为5#机架毛化辊模式下轧制力设定值；P_a～P_f分别为轧制模型的设定计算中不同的轧制状态的5#轧制力设定计算值，从a到f依次为：轧机高速轧制状态、轧机高速轧制补偿计算状态、FGC轧制状态、前后钢卷过渡状态、剪切过后低速轧制状态、中速轧制状态；

b为成品带钢目标宽度；

p_b为单位宽度轧制力，来自于毛化辊模式对应的轧制力常数表格；

rate_a～rate_f为不同轧制模式下的比率参数，其数值分别为：1.0、0.9、1.15、1.1、1.18、1.13。

3.如权利要求1所述的UCMW冷连轧机毛化辊轧制系统，其特征在于：所述5#机架压下率设定模块中5#机架的压下率范围在毛化辊模式下为0.5％至5％。

4.一种UCMW冷连轧机毛化辊轧制方法，其特征在于：包括

如下步骤：判断轧辊模式；

从判断出的毛化辊模式对应的压下率常数表格中获取所需的轧制参数，然后进行轧制模型的设定计算，轧制模型的设定计算结果输入轧制控制系统以控制轧机轧制；

根据带钢的钢种、宽度和厚度规格以及轧制速度类型计算毛化辊模式下的轧制力值，将计算的轧制力值输入轧制控制系统以控制轧机轧制；

根据设定钢卷的钢种、宽度和厚度规格，在毛化辊模式对应的压下率常数表格中选取5#机架压下率，将压下率值输入轧制控制系统以控制轧机轧制。

5.如权利要求4所述的UCMW冷连轧机毛化辊轧制方法，其特征在于：所述计算毛化辊模式下的轧制力值的计算公式如下：

$P_5=\left\{\begin{array}{cc}{P}_a,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_a\\ P_b,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_b\\ P_c,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_c\\ P_d,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_d\\ P_e,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_e\\ P_f,\→& p=b*p_b*{\mathrm{rate}}_f\end{array}\right.---\left(1\right),$ 其中，

P₅为5#机架毛化辊模式下轧制力设定值；P_a～P_f分别为轧制模型的设定计算中不同的轧制状态的5#轧制力设定计算值，从a到f依次为：轧机高速轧制状态、轧机高速轧制补偿计算状态、FGC轧制状态、前后钢卷过渡状态、剪切过后低速轧制状态、中速轧制状态；

b为成品带钢目标宽度；

p_b为单位宽度轧制力，来自于毛化辊模式对应的轧制力常数表格；

rate_a～rate_f为不同轧制模式下的比率参数，其数值分别为：1.0、0.9、1.15、1.1、1.18、1.13。

6.如权利要求4所述的UCMW冷连轧机毛化辊轧制方法，其特征在于：所述5#机架压下率为0.5％至5％。