CN103874551B - 用于测定轧件速度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测定轧件速度的方法。在一种用于由具有以轧件速度（v₁）进行处理的质量流控制器（10）的轧机机架（4）中的轧制速度（v_W）和与其相应的前滑（sˊ）来测定出料侧的轧件速度（v₁）的方法，其中，前滑（sˊ）由基础值（s_G）和校正值（s_K）构成，并且该校正值（s_K）是根据在轧制过程中测定的测量值（M）测定的。

Description

用于测定轧件速度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于测定在轧机机架中出料侧的轧件速度的方法。

背景技术

热轧制是指例如将热钢锭或铸坯经过多个道次制成板或带。通常，在经过每个道次时，轧件被轧制至道次计划（Stichplan）中所规定的目标厚度。这里所涉及的轧钢机可以是可逆轧钢机，也可以是连续轧钢机。

为了在轧机机架上得到所希望的目标厚度，必须对机架的轧制间隙做适当设定。这种设定可以由调整系统实现，通常其相对于轧机的轧制线对上面的轧制组件进行调整。所述调整系统利用液压气或机电式螺杆或是两者的组合来运行。

首先由第一道次计划给出用于轧制间隙的额定值。通过轧钢机模型算出或从列表中选出道次计划。当轧件入轧（Anstich）之前，用于当前的道次之间的轧制间隙可达到所属的额定值。所述入轧是指，轧件碰到轧机机架或轧辊的时刻。已知，在入轧后，负载轧制间隙控制器（计量器）算出当前的轧制间隙。该运算是在考虑所述调整系统的位置、在轧制过程中产生的力和轧机机架参数的情况下进行的。所述负载轧制间隙控制器尝试在其轧机机架模型的基础上将轧制间隙并且进而轧件厚度调整到目标值。

已知另一种方法为，在入轧前在此如上所述地进行预设轧制间隙。然而如果在入轧后通过质量流控制器来控制或辅助对轧制间隙的设定，则可以得到一种改进的轧制间隙设定方法。通过一种应用了质量流控制器的方法可以对上述的已知技术解决方案进行改进，该方法以对轧制和轧件速度的测量为基础。在入轧后还不能立刻提供出料侧轧件速度。因此，在入轧后首先由入料侧轧件厚度h₀、例如所测的入料侧轧件速度v₀和模型化的出料侧轧件速度v'₁算出出料侧轧件厚度h₁的估计值：

$h_1=\frac{v_0}{v_1^{\′}}{h}_0.$

已知的轧件速度测量装置例如用于在第一机架前确定入料侧的轧件速度。模型化的出料侧轧件速度v'₁在此是由轧制速度v_W与所属的、出料侧轧件速度v₁相对于轧制速度v_W的前滑s的乘积算出：

v'₁=v_Ws'。

在这里，前滑s可以由轧制模型算出或是从列表中得出。

只要在入轧后也存在有效的出料侧轧件速度测量值，则还可以依据上述公式计算出出料侧的轧件厚度，然而其中模型化的出料侧轧件速度v'₁则被实际测得的出料侧轧件速度v₁所替换。

入料侧轧件厚度h₀由已知的初始值、例如在初轧机中的厚度测量情况、或由钢锭的常量测定。如果在后续道次中并不存在另外的-或在反向时更新的-厚度测量情况时，则将前面道次的出料侧轧件厚度h₁作为用于下一个道次的入料侧轧件厚度h₀。

以已知的方法通过根据长度对轧件厚度进行存储、对例如轧件的头部同步化和对头部直至轧制间隙进行路径跟踪，可以实现将测得的厚度或出料侧轧件厚度位置正确地对应于确定用于下一个道次的轧机机架的轧制间隙。

通过上述例如由冷轧制已知的质量流控制器，可以将用于出料侧轧件厚度h₁的所算出的估计值调整至其目标参量，额定出料厚度h_1S。质量流控制器作用于相应的轧机机架的调整系统，并给出例如用于出料侧集合体速度的校正值。这些集合体例如是上述轧机机架或展开轧件的开卷机或轧辊。

在本解决方案中，上述简单的负载轧制间隙控制器可以被质量流控制器代替。

上述方法中的问题在于测定出料侧轧件速度v₁。有可能直接在轧件上进行测量。在此利用轧件速度测量装置测量轧件以什么速度经过固定位置或测量位置。已知的装置例如是在与轧件相接触的轧辊上的激光或脉冲发生器。提出，这些已知的测量方法仅能提供不充足的测量结果并受到相应干扰。

发明内容

本发明的目的在于，给出一种用于测定出料侧轧件速度的改进方法。

本发明通过一种根据权利要求1的方法实现。出料侧的轧件速度v'₁在此由轧机机架中的轧制速度v_W和与其相应的模型化的前滑s'测定或估计出：

v'₁=v_Ws'。

轧机机架配备有处理轧件速度v'₁的质量流控制器，该控制器根据方程

$h_1=\frac{v_0}{v_1^{\′}}{h}_0$

来进行处理。根据本发明，模型化的前滑s'由基础值s_G和校正值s_K依据

s'=s_G+s_K

构成。校正值在此是根据测量值测定的。而该测量值是在轧制过程中测得的。

本发明以下述知识为基础，即通过轧辊驱动器上的脉冲传感器进行的轧制速度测量可以非常稳定地描绘轧制过程的动态部分。举例来说，该动态部分是轧钢机的加速、通过控制速度校正的转数变化、或负载反应。所有这些通过应用轧制速度都可以引入根据本发明的方法中。

可以再次以已知方法从轧制模型或列表中提取相应的前滑值，将其作为用于前滑s'的初始值，即作为基础值s_G。依据本发明，根据测量结果-以校正值形式-对以基础值形式预定的前滑进行校正或精调，并使其更接近实际存在的前滑s。这实现了测定连续更新的前滑系数。换而言之，依据测量值通过标准值的自适应调整来改进前滑。根据所述方法因此得出校正的前滑：例如，内测定每个轧制工序的校正值，以便用于后续的、例如同类型的轧制过程。然后在下一个轧制过程中也测定新的校正值，可以将其用于再下一个轧制过程。因此可以实现对前滑的精确度进行连续的优化和跟踪。这依据上述公式直接影响估计的出料侧轧件速度精确度。因而最终改进了质量流控制器的控制行为和轧制结果。

根据本发明、即换而言之，轧件速度通过适应的轧件速度模型来获取。通过根据当前测定的测量值连续调整校正值来实现适应。在此特别地通过测量值来使前滑s适应于上述模型中。因此仅仅通过间接测定或测量轧件速度来实现获取轧件速度。

通过本发明得出稳定的方法，相反与用于出料侧的轧件速度的不充足的测量值，该方法测定足够精确的轧件速度实际值，并将其作为估计值。

根据该方法的一个优选的实施方式，首先选取值零作为校正值。然后为后续的轧制工序累加地存储随后测定的校正值。相应测定的校正值尽管通常仅仅影响随后的轧制过程。但这以时间曲线的形式导致对轧制模型或存储在列表中的用于前滑的特征值在统计学上的持续调整。

在一个优选的实施方式中，在轧件上自身测定测量值。然而在此并不是指上述在轧件上的直接测量。测定与此不同的测量值，其仅仅通过前滑被引入轧件速度的计算中。

在该变体的一个优选的实施方式中，测定一个时间差作为测量值，在该时间差内，轧件的确定的部段在包含轧机机架的轧钢机中经过了确定的路段。这也与上述直接测量轧件速度相反。在该实施方式中，类似地确定了轧件的确定的部段经过固定的装置位置的速度。轧件的部段例如是轧件上的确定固定点或位置。

在上述变体的另一个实施方式中，将轧件的头部用作所述部段。轧件的头部表现为在运动方向上看的轧件前端部。

在上述实施方式的一个优选的变体中，将轧件穿过的两个轧机机架的机架间距用作路段，并且将轧件在两个轧机机架处入轨的时间点之间经过的时间差测定为所述时间差。特别是根据上述情况选择两个相邻的轧机机架。第一轧机机架上的轧制速度从入轨的时间点开始的积分得出假想的长度，轧件以该长度在出料侧从轧机机架中伸出。一直进行该积分直至轧件触及下一个机架，并且得出最终长度l。现在通过由轧机机架的已知间距d、已知的积分值和入轨时间点的时间差T=t2-t1得出实际的前滑。因此在该方法变体中，测定用于被轧制的轧件的目前的实际前滑。然而可以将该前滑用于后续的轧制过程。

在该方法的一个优选的实施方式中，以已知的测量方法附加地测定轧件的实际速度。这样的实际速度因此是一种轧件经过确定的装置位置的速度。这种实际速度被真实地测量，并且其连同根据本发明测定的前滑一起在测定受控的前滑进行的前滑匹配控制器中被处理。换而言之，实际速度和根据本发明校正的前滑被引入前滑匹配控制器中。在此特别可以选择在测量值和前滑值之间的确定权重。换而言之，尽管通过前滑匹配控制器利用了在轧机机架后或轧机机架之间测定的轧件速度。但是该利用情况实现了仅仅间接地、即与前滑匹配控制器中的根据本发明测定的前滑一起用于提高质量流控制器的稳定性。

在测定轧件速度的该实施方式中，实现了在稳定的动态特性和固定的高精度之间的均衡。所测量的轧制速度然后与模型化的并且经过前滑匹配控制器追踪的前滑系数相乘。作为结果最终得出需要进一步加工的轧件速度。

在上述方法变体中实现了从轧制速度中稳定地获取动态分量。通过模型化存在的并且通过滤出测量值的控制进行适应的前滑来实现轧制速度到轧件速度的转换。

所测量的和/或通过前滑控制器或前滑匹配控制器测定的实际前滑是用于前滑的模型化质量的直接标志，并且因此可以理想地用于适应过程模型。

此外通常可以简单地限制模型化的前滑的适应情况：

在该方法变体的一个优选的实施方式中，例如在已知错误地测量了实际速度时，冻结了由前滑控制器测定的受控的前滑，保持其值不变，并且并不进一步调整。这使得在测量轧件速度错误时并不干扰其他的轧制，其中冻结了前滑匹配控制器，即前滑匹配控制器在错误测量的时间点不再继续校正适用的前滑系数，而是固定地继续适用。这例如可以一直出现直至重新测量有效的实际速度。然后可以继续进行对前滑的调整，以便获得还更精确的前滑值。

附图说明

对于本发明的进一步说明参考附图的实施例。在此分别以示意性的原理简图示出：

图1是一个轧机的局部图，

图2是轧机的两个相邻的轧机机架，

图3是图1中的可替代的质量流控制器。

具体实施方式

图1示出了轧机2的一个局部图，即轧机机架4，其中借助轧辊8对轧件6进行轧制。轧件6以入料轧件厚度h₀和入料侧的轧件速度v₀被传输给轧机机架4。在轧制过程完成后，轧件6以实际的出料侧的轧件速度v₁和出料轧件厚度h₁离开轧机机架4。在轧制过程中，轧辊8以轧制速度v_W旋转。出料侧的轧件速度v_W不能足够可靠地测出。因此将该轧件速度模型化为轧制速度v_W与真实存在的前滑s的乘积v'₁。也应通过基础值s_G和校正值s_K之和更精确地调整该前滑。

轧机机架4配有质量流控制器10，该质量流控制器可以控制设定轧机机架4中的可变轧制间隙12-由粗箭头标示。

由于，鉴于可靠的测量值测定轧机2中实际的出料侧的轧件速度v₁具有很大难度，因此质量流控制器10利用模型化的出料侧的轧件速度v'₁对轧制间隙进行控制。根据本发明，该出料侧的轧件速度则是由轧制速度v_W和模型化的前滑s'相关地构成。模型化的前滑s'在此是基础值s_G和校正值s_K之和。根据本发明，该校正值s_K由在轧制过程中测定的测量值M构成。

模型化的前滑s'试图尽可能精确地模拟实际的前滑s。模型化的出料侧的轧件速度v₁同样尝试尽可能良好地模拟实际的出料侧的轧件速度v₁。

轧机2中的轧制过程首先以校正值s_K=0开始。因此对于前滑s'使用例如从轧机中存在的列表中或未示出的轧制模型中提取的基础值s_G。一旦提供了测量值M，则可以构成校正值s_K，因此模型化的前滑s'可以从基础值s_G开始还更好地接近实际的前滑s。轧件速度v'₁也由此接近真实的轧制速度v₁。由此质量流控制器10能更好地设定轧制间隙12以便调整轧机机架4。在此，实际的出料轧件厚度h₁接近额定值h_1S。

图2示出了轧机2的放大局部图和测定测量值M的实例。该测量值M在此是在轧件6上-或在该轧件的确定部段15上-测定的。两个彼此相邻的-不强制相邻-轧机机架4被示出，轧件6在箭头14的方向上穿过这些轧机机架。轧件6在相应的轧机机架4处入轧的相应时间点是时间点t₁，₂。此外，两个轧机机架4的实际机架间距d已知为轧钢机的入轧点之间的间距。

现在测出时间差T，将其作为测量值M，在该时间差内，部段15在包含了两个轧机机架4的轧钢机中经过了确定的路段17。将轧件6的头部16作为部段15，并将机架间距d作为路段17。在实例中测得时间差T=t₂-t₁，并测出轧制速度v_W从时间点t₁到时间点t₂的积分。这提供了假想长度l，轧件6的头部16以该长度从第一轧机机架4中伸出。假想长度l并不与实际情况相对应，因为轧件从轧机机架4中真正伸出的长度是与实际前滑s相乘的长度。

将长度l与实际的机架间距d相比提供了实际的前滑s并且进而用于基础值s_G的校正值s_K。

图3示出了可替换的质量流控制器10，将实际所测量的出料侧的轧件速度v_1W作为测量值M传输给该质量流控制器。借助于轧件速度测量装置18在轧件6上测定该速度。质量流控制器10包括前滑自适应控制器20，实际轧制速度v_M、所测量的轧件速度v_1M和根据上述内容测定的适应的前滑s'传输给该自适应控制器。由这些测量可以测定受控的前滑s_R，该前滑最终通过限制和可信度测试级22。由此可以得出继续校正的前滑s'，根据上述方法可以将该前滑用在路径模型24中，以便生成模型化的出料侧的轧件速度v'₁。然后这最终用于借助于质量流控制器10控制轧制间隙12。换而言之，通过前滑自适应控制器20以及限制和可信度测试级22再次精细地调整了例如根据图1或图2所生成的前滑s'中的校正值s_K，以便生成可能再次与此相对地更好适应的模型化的前滑s'。

Claims (10)

1.一种用于由具有以轧件速度(v'₁)进行处理的质量流控制器(10)的轧机机架(4)中的轧制速度(v_W)和与所述轧制速度相应的前滑(s')来测定出料侧的所述轧件速度(v'₁)的方法，其中，所述前滑(s')由基础值(s_G)和校正值(s_K)构成，并且所述校正值(s_K)是根据在轧制过程中测定的测量值(M)测定的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，首先将所述校正值(s_K)选取为零，并为后续轧制过程累加地存储测定的校正值(s_K)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在轧件(6)上测定所述测量值(M)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，测定一个时间差(T)作为测量值(M)，在所述时间差内，所述轧件(6)的确定的部段(15)在包含所述轧机机架(4)的轧钢机中经过了确定的路段(17)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述轧件(6)的头部(16)用作所述部段(15)。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述轧件(6)所穿过的两个轧机机架(4)的机架间距(d)用作所述路段(17)，并将在所述两个轧机机架(4)处入轧的时间点(t_1、2)之间的时间差测定为所述时间差(T)。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述轧件(6)所穿过的两个轧机机架(4)的机架间距(d)用作所述路段(17)，并将在所述两个轧机机架(4)处入轧的时间点(t_1、2)之间的时间差测定为所述时间差(T)。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，附加地测量轧件(6)的实际速度(v_1M)，所述轧件以所述实际速度经过确定的装置位置，并且所述实际速度(v_1M)连同测定的前滑(s')一起在测定受控前滑(s_R)的前滑匹配控制器(20)中被处理。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，附加地测量所述轧件(6)的实际速度(v_1M)，所述轧件以所述实际速度经过确定的装置位置，并且所述实际速度(v_1M)连同测定的前滑(s')一起在测定受控前滑(s_R)的前滑匹配控制器(20)中被处理。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在已知了所述实际速度(v_1M)的测量误差的情况下，由所述前滑匹配控制器(20)测定的受控前滑(s_R)被冻结。