CN104249083B - 一种带钢头尾边缘降前馈控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢头尾边缘降前馈控制方法，其将带钢头部和尾部沿带钢行进方向分为若干段，对于其中每一段均进行下述步骤：在带钢的宽度方向上自带钢边部向中心取n个点；采集来料带钢在上述n个点的边缘降值；通过下述模型确定工作辊对应每一点的窜动值：ΔWRSi＝-ki｛〔EC-Ei)-α]×β+m｝；计算与所述n个点对应的窜动值之和ΔWRS；执行ΔWRS以进行边缘降控制。该带钢头尾边缘降前馈控制方法可以对带钢头部和尾部的边缘降进行精确控制。

Description

一种带钢头尾边缘降前馈控制方法

技术领域

本发明涉及一种带钢轧制过程中的控制方法，尤其涉及一种带钢边缘降的控制方法。

背景技术

冷轧带钢的边缘降(EdgeDrop，简称为边降，也称为边部减薄)是尺寸精度指标的重要参数。边降的传统定义是距离带钢边部100mm位置的厚度tA减去距离带钢边部15mm位置的厚度tB的差值。

但随着用户对产品质量要求的不断提高，传统的边降定义已经难以满足要求，时常发生当传统边降的控制水平完全达到机组控制要求时，仍然无法满足用户对带钢断面形状要求的情况。因此目前在生产高边缘降要求的冷轧带钢时，均将边缘降概念拓展至同板差，即带钢中心点厚度H_C减去距离边部15mm位置的厚度H₁₅的差值：

同板差(高要求边缘降)＝H_C-H₁₅

以此计算得到的边缘降值能够真正体现带钢全板宽范围内的厚度差异，是表征机组精度控制能力的优良指标。

如图1所示，工作辊的控制区域P具有一定的长度倒角，实际生产过程中倒角区域与带钢Q接触部分的长度记为负值，负值越小，说明倒角区域与带钢接触部分越长，对带钢边缘降的控制是通过工作辊在带钢宽度方向上的左右窜动(即沿工作辊轴向方向的窜动)来实现的。同时，边缘降的控制可以通过上辊1和下辊2的窜动共同完成，在控制过程中，上辊1和下辊2可根据带钢来料情况单独窜动。

现有的UCMW型或UCM型轧机在边缘降的控制上主要采用反馈控制系统进行，其主要控制思路均为使用带倒角或特殊弧形的工作辊或中间辊对带钢边部减薄区域进行补偿以降低边缘降值。

但现有的这种反馈控制方法在带钢边缘降的控制上存在一个较大的问题：在带钢的头尾部分，因该部分在热轧生产时属于抛钢过程，相应热轧来料边缘降的变化往往存在较大的波动，对此部分对应段在轧机出口的边缘降数据检测后进行反馈控制，常常会出现明显的滞后和不对应情况。也就是说，采用现有的反馈控制方法对带钢头尾段的控制效果不佳。

公开号为CN101648215，公开日为2010年2月17日，名称为“一种连轧机的带钢边缘降控制方法”的中国专利文献公开了一种带钢的边缘降控制方法，该方法的步骤为：a.在连轧机前安装边缘降仪；b.在带钢经过边缘降仪时，PLC控制器根据边缘降仪在整卷带钢长度中的位置确定一个采样长度并边缘降仪采集该采样长度中两侧边部的带钢边缘降数据，计算出连轧机的窜动工作辊在该采样长度内的窜动位置预设定值并存储该值；如此，PLC控制器完成确定一个采样长度并计算、存储该采样长度内的窜动位置预设定值后按序完成确定下一个采样长度并计算、存储下一采样长度内的窜动位置预设定值；c.当每个采样长度经过连轧机的窜动工作辊时，PLC控制器根据该采样长度内的窜动位置预设定值控制窜动工作辊在该采样长度内的带钢上窜动。由此可见，该方法是通过轧辊的窜动来控制边缘降的。

发明内容

本发明的目的是提供一种带钢头尾边缘降前馈控制方法，采用该方法可以对带钢头部和尾部的边缘降进行很好的控制，从而提高带钢边缘降的整体控制水平。

为了实现上述目的，本发明提出了一种带钢头尾边缘降前馈控制方法，包括：将带钢头部和尾部沿带钢行进方向分为若干段，对于其中每一段：

在带钢的宽度方向上自带钢边部向中心取n个点；

采集来料带钢在上述n个点的边缘降值；

通过下述模型确定工作辊对应每一点的窜动值：

ΔWRSi＝-ki{[〔EC-Ei)-α]×β+m}

式中,i＝1,2……n，ΔWRSi为工作辊对应第i点的窜动值，单位为mm；EC-Ei为采集到的来料带钢在相应第i点的边缘降值，单位为μm；m的取值范围为80-90，单位为mm，其表示在采用反馈控制方法下的日常轧辊窜动值；α的取值范围为14-40，其单位为μm，其表示轧辊在热辊状态下与一确定的日常轧辊窜动值和一带钢边缘降控制目标值对应的来料带钢边缘降值；β为影响因子，其取值范围为0.2-0.5，单位为“mm/μm”；[〔EC-Ei)-α]×β的单位为mm，ki为对应该第i点的加权系数；

计算与所述n个点对应的窜动值之和ΔWRS；

执行ΔWRS以进行边缘降控制。

本发明所述的带钢头尾边缘降前馈控制方法，是完全不同于现有的反馈控制方法的前馈控制方法，其是在系统执行控制前，就将计工作辊的窜动值确定好，然后输入系统进行边缘降的控制。

进一步地，在上述带钢头尾边缘降前馈控制方法中，在带钢的宽度方向上自带钢边部向中心取8个点，其分别为距带钢边部5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、50mm和75mm的点。

需要说明的是，在带钢宽度方向上的取点并不限于上述这一种实施方式，宽度方向上的点取的越多，则控制越精确。另外若更关注靠近带钢边部的边缘降控制，则可以在带钢边部的取点更密集一些。

更进一步地，在上述带钢头尾边缘降前馈控制方法中，所述距带钢边部15mm的点对应的加权系数ki为0.25-0.45。

当然本领域内的技术人员应当知晓，各点对应的加权系数的和应当为1。

为了防止来料带钢边缘降异常导致计算得到的ΔWRSi过大，最好对其进行限幅，即当窜动值ΔWRSi大于工作辊窜动能力上限值时，将工作辊窜动能力上限值作为ΔWRSi。工作辊窜动能力上限值对于某一确定的系统来说是额定的已知量。

本发明所述的带钢头尾边缘降前馈控制方法，具有以下优点：

(1)本发明所述的带钢头尾边缘降前馈控制方法控制目标更明确，而现有的控制方法由于较多地考虑了轧制稳定性的因素，故在控制目标上不甚明确；

(2)本发明所述的带钢头尾边缘降前馈控制方法具有准确的控制目标定位，其工作辊的窜动值计算更精确，且更有效保证控制目标的实现。

附图说明

图1为带钢边缘降控制示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例对本发明所述的带钢头尾边缘降前馈控制方法做进一步的详细说明。

在本实施例中，5机架冷连轧机对带钢进行冷轧，冷轧的上一道工序是热轧，因此来料带钢是热轧带钢，热轧来料带钢的中心点厚度为2.5mm，冷轧出口厚度为0.5mm，控制目标是冷轧带钢的边缘降要求(距离边部15mm位置)为5μm。

本实施例中带钢头部长度是15m，将该15m长的带钢分成均等的12段，每一段2.5m；对于每一段均进行下述步骤：

(1)在带钢的宽度方向上自带钢边部向中心取8个点，这8个点分别是距带钢边部5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、50mm和75mm的点；

(2)采用来料边缘降测量仪采集热轧来料带钢在上述各个点的边缘降值；

(3)通过下述模型确定工作辊对应每一点的窜动值：

ΔWRSi＝-ki{〔EC-Ei)-α]×β+m}

由于在日常反馈控制过程中，机架窜动值均值为-83mm，负号表示窜动方向，而在热辊状态下，在机架窜动值设定为均值时，热轧来料边缘降均值(距离边部15mm位置)为23μm时即可达到出口边缘降要求的5μm，因此，在本实施例中对于本技术方案中的模型公式ΔWRSi＝-{〔EC-Ei)-α]*β+m}，m值为83mm，α值为23μm，同时根据((EC-Ei)-α)*β+m值在80％的情况下不超过工作辊窜动能力上限值(本实施例中，工作辊窜动上限值为-115mm)的要求，β取值0.42。由此可以看出，本技术方案中m、α和β的取值均是在本技术方案限定的范围内，根据轧制系统的具体轧制情况结合经验得到的；本实施例中，距带钢边部15mm的点的权重最大，取0.3，其余各点的权重均为0.1；

(4)计算与所述n个点对应的窜动值之和ΔWRS；

(5)执行ΔWRS以进行边缘降控制。

表1和表2分别显示了带钢头部分割成的12段控制段中的其中一段和下一段的控制参数。

表1.

(即对应该段相应的窜动量设定值为-93mm，负号表示窜动的方向)

表2

(即对应该段相应的窜动量设定值为-88mm，负号表示窜动的方向)

从表2的计算结果可以看出，由于来料带钢的边缘降发生了变化，因此该段的工作辊窜动值也从上一段的93mm变成了88mm。

本实施例中的带钢尾部控制与带钢头部控制方法并无不同，故不再列举数据进行详细说明。

要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种带钢头尾边缘降前馈控制方法，其特征在于：将带钢头部和尾部沿带钢行进方向分为若干段，对于其中每一段：

在带钢的宽度方向上自带钢边部向中心取n个点；

采集来料带钢在上述n个点的边缘降值；

通过下述模型确定工作辊对应每一点的窜动值：

ΔWRSi＝-ki{[(EC-Ei)-α]×β+m}

式中,i＝1,2……n，ΔWRSi为工作辊对应第i点的窜动值，单位为mm；EC-Ei为采集到的来料带钢在相应第i点的边缘降值，单位为μm；m的取值范围为80-90，单位为mm，其表示在采用反馈控制方法下的日常轧辊窜动值；α的取值范围为14-40，其单位为μm，其表示轧辊在热辊状态下与一确定的日常轧辊窜动值和一带钢边缘降控制目标值对应的来料带钢边缘降值；β为影响因子，其取值范围为0.2-0.5，单位为“mm/μm”；[(EC-Ei)-α]×β的单位为mm，ki为对应该第i点的加权系数；

计算与所述n个点对应的窜动值之和ΔWRS；

执行ΔWRS以进行边缘降控制。

2.如权利要求1所述的带钢头尾边缘降前馈控制方法，其特征在于，在带钢的宽度方向上自带钢边部向中心取8个点，其分别为距带钢边部5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、50mm和75mm的点。

3.如权利要求2所述的带钢头尾边缘降前馈控制方法，其特征在于，所述距带钢边部15mm的点对应的加权系数ki为0.25-0.45。

4.如权利要求1所述的带钢头尾边缘降前馈控制方法，其特征在于，当窜动值ΔWRSi大于工作辊窜动能力上限值时，将工作辊窜动能力上限值作为ΔWRSi。