CN104324951B - 单机架启动轧制力设定和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种单机架启动轧制力设定和控制方法，包括：在轧制启动前轧辊压下时状态下，过程计算机计算出理论轧制力和轧制力P1；在轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长变短的状态下，过程计算机计算出理论轧制力和轧制力P2；轧制启动参数预设定时，将过程计算机下发两个轧制力P1和P2给控制计算机，控制计算机接受此两个轧制力进行控制；启动后当轧制力下降至P2时，通过控制计算机按照此P2轧制力进行控制，保持轧制力为P2不变；当轧制一定时间后，当轧制条件满足或不满足厚度控制系统AGC控制条件，分别按照厚度控制系统的要求对轧制力控制或使轧制力保持P2不变。本发明有效解决单机架轧制启动存在的厚差和轧制力波动对轧制稳定性的影响。

Description

单机架启动轧制力设定和控制方法

技术领域

本发明涉及一种轧钢控制方法，具体说有关一种单机架轧机轧制钢材的控制方法。

背景技术

目前，世界上轧制取向硅钢、高牌号无取向硅钢、不锈钢、特殊钢、高强度钢以及极薄带材等产品主要是采用单机架进行轧制，即利用一个机架多轧辊进行来回往复轧制，这主要与产品的性能要求以及尺寸精度要求有关。

采用单机架轧制时，每卷必须采用多道次进行轧制，即往复轧制多次，每次轧制时必须停机进行参数的设定，然后启动轧制。轧制启动阶段存在较大的不稳定性，主要表现为轧制力和厚差的不稳定，波动较大，尤其是厚差的波动对轧制的影响较大。特别是，对于硅钢来讲，由于硅钢的脆性、机械强度高、延展率低、轧制加工困难，启动阶段的不稳定非常容易造成轧制断带；对于高硅产品轧制启动产生的厚差超过50um以上或者-40um以下，会产生轧制断带的风险。

由于单机架的特殊性，轧制启动前轧辊1、1’压下时轧辊与轧件6之间的接触弧长L较长，如图1所示，轧制启动至目标厚度后轧辊1、1’与轧件6之间的接触弧长L’变短，如图2所示；图1至图2的过程中，接触弧长的巨大变化引起的最直接现象就是轧制力的瞬间下降以及轧制厚度的变化，如图所示，从轧件6到轧制后的轧件6’。此过程存在较大的不稳定性，即易产生厚差或者薄差，进而造成断带。

在此不稳定性的过程中，厚度的控制存在盲区。目前对于单机架轧机厚度的控制主要在一定的速度以上，采取自动增益控制(Automatic GainControl,AGC)方式进行控制，控制的前提条件为测厚仪4的检测正常、测速仪2速度检测正常以及张力(卷取机电流)的检测正常。但轧制启动的位置必须经过一定的时间才能够至出口测厚仪4处，厚度控制系统才能通过厚度检测偏差进行控制，如图3所示。轧辊组1a、1b的辊缝1c至出口测厚仪4距离在3m左右，故此3m厚度的控制存在较大的盲区，也是单机架轧机轧制最不稳定的阶段。

在目前的单机架轧机的控制系统中，存在两种轧制力控制方式，一种轧制力的设定按照图1所示的状态进行设定，此状态由于轧制接触弧长L较长，轧制力较大，启动后由于变形区的瞬间减小，轧制易产生薄差；另一种轧制力设定方式按照图2所示的接触弧长L’计算轧制力后进行设定和控制，但由于启动时的接触弧长较大，实际所需的轧制力较大，按此设定后易产生厚差。在原有的控制方式下，由于启动的不稳定性，厚差波动超过10um的长度在4.5mm左右。

目前针对单机架轧制，在以下的发明专利申请中所揭示均未涉及关于轧制力的控制：发明名称为“极薄板平整机的轧制力预设定方法”的第201010206176.4号中国发明专利申请、发明名称为“利用带钢化学成分数据提高热轧轧制力预报精度的方法”的第200510023770.9号中国发明专利申请、发明名称为“一种提高热轧轧制力设定精度的方法”的第200510027419.7号中国发明专利申请、发明名称为“平整机轧制压力设定方法”的第200510029206.8号中国发明专利申请、发明名称为“用于连续生产薄钢带的设备”的第200710085704.3号中国发明专利申请、发明名称为“一种利用秒流量控制带钢光整延伸率的方法”的第201010291782.0号中国发明专利申请、发明名称为“平整机延伸率控制方法及控制设备”的第201010568855.6号中国发明专利申请、发明名称为“CSP生产线无取向电工钢变形抗力有限元修正法”的第200910251586.8号中国发明专利申请、发明名称为“一种热轧机二级控制轧制力预报方法”的第201010137162.1号中国发明专利申请、以及发明名称为“中间辊移动式凸度高精度控制平整机的中间辊辊形”的第200910200640.6号中国发明专利申请。

上述所揭示的目前单机架轧制领域的现有技术中尚未解决目前单机架轧制启动存在的厚差和轧制力波动对轧制稳定性的影响问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单机架启动轧制力设定和控制方法，可有效解决目前单机架轧制启动存在的厚差和轧制力波动对轧制稳定性的影响问题，以确保机组道次轧制启动的顺利。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现：

本发明的一种单机架启动轧制力设定和控制方法，包括：

通过过程计算机根据入口带钢信息的厚度、轧辊辊径参数，在轧制启动前轧辊压下时轧辊与轧件之间的接触弧长的状态下，根据接触弧长计算出理论轧制力p1，进而引入轧制力P1；

根据带钢实际厚度与带钢信息平均厚度的比较判断是否存在偏差，若需要，对P1进行调整；

通过过程计算机根据入出口带钢的厚度、轧辊辊径参数，在轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长变短的状态下，根据接触弧长计算出理论轧制力p2，进而引入轧制力P2；

轧制启动参数预设定时，将过程计算机下发两个轧制力P1和P2给控制计算机，控制计算机接受此两个轧制力进行控制；

要求控制计算机在轧制参数预设定下发给系统时，首先按照P1进行压下控制，按此轧制力进行启动生产，启动后辊缝状态按照在轧制启动前轧辊压下时轧辊与轧件之间的接触弧长的状态过渡至在轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长变短的状态；

启动后轧制力出现自动下降的过程，当轧制力下降至P2时，通过轧制力控制系统控制计算机按照此P2轧制力进行控制，保持轧制力为P2不变；

当轧制一定时间后，满足厚度控制系统AGC控制条件，则轧制力的控制按照厚度控制系统的要求进行控制；

当轧制条件不满足厚度控制系统AGC控制条件时，轧制力保持P2不变。

在轧制启动前轧辊压下时轧辊与轧件之间的接触弧长的状态下，根据接触弧长计算出理论轧制力p1，计算轧制力P1的公式如下：

P1＝p1*a1

其中：

a1:为变形区接触弧长L影响系数，一般取值1.05～1.12

对P1进行调整的计算公式如下：

P1＝p1*a1*a2

其中：

为厚差影响系数，H₀：为轧制启动处实际厚度，H：为来料整卷厚度的平均值；

在轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长变短的状态下，根据接触弧长计算出理论轧制力p2，按以下公式计算轧制力P2：

P2＝p2*Z

其中：Z＝P/P'：为模型自学习系数，通过比例法计算得出；P：实际稳速时轧制力实际值的均值；P'：理论计算的轧制力，即p2。

本发明适用于单机架轧制的启动阶段轧制力的控制以及厚差的控制，针对启动后轧制力和厚差的不稳定性进行了不同轧制力的设定和控制，有效解决了启动后至厚度控制系统投入控制阶段的厚差控制盲区，更有效防止由于轧制力的不稳定造成厚差异常断带的现象，克服了原有控制系统的不足，对于机组的成材率得到了有效提高，启动断带率得到了有效降低。

附图说明

图1是单机架轧制启动前轧辊与轧件之间的接触弧长状态示意图；

图2是单机架轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长状态示意图；

图3是单机架轧机轧制轧机的示意图；以及

图4是本发明一个实施例的单机架启动轧制力设定和控制方法的流程图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。

如图4所示，本发明一个实施例的一种单机架启动轧制力设定和控制方法，包括以下步骤：

通过过程计算机根据入口带钢信息的厚度、轧辊辊径参数，如图1所示，在轧制启动前轧辊1、1’压下时轧辊与轧件6之间的接触弧长L的状态下，根据接触弧长L计算出理论轧制力p1，进而引入轧制力P1：

P1＝p1*a1

其中：

a1:为变形区接触弧长L影响系数，一般取值1.05～1.12；

比较带钢实际厚度与带钢信息平均厚度判断是否存在偏差，若是需要对P1进行调整，则根据以下公式调整：

P1＝p1*a1*a2

其中：

为厚差影响系数，H₀：为轧制启动处实际厚度，H：为来料整卷厚度的平均值；

通过过程计算机根据入出口带钢的厚度、轧辊辊径参数，如图2所示在轧制启动至轧制后的轧件6’为目标厚度后，轧辊1、1’与轧件6之间的接触弧长L’变短的状态下，根据接触弧长L’计算出理论轧制力p2，进而引入轧制力P2：

P2＝p2*Z

其中：Z＝P/P'：为模型自学习系数，通过比例法计算得出；P：实际稳速时轧制力实际值的均值；P'：理论计算的轧制力，即p2；

轧制启动参数预设定时，通过过程计算机下发两个轧制力P1和P2给控制计算机，控制计算机接受此两个轧制力进行控制；

要求控制计算机在轧制参数预设定下发给系统时，首先按照P1进行压下控制，按此轧制力进行启动生产，启动后辊缝状态按照在轧制启动前轧辊压下时轧辊与轧件之间的接触弧长的状态(图1所示)过渡至在轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长变短的状态(图2所示)；

启动后轧制力出现自动下降的过程，当轧制力下降至P2时，通过轧制力控制系统控制计算机按照此P2轧制力进行控制，保持轧制力为P2不变；

当轧制一定时间后，满足厚度控制系统的AGC控制条件：速度大于V0,或者长度大于L0时，则轧制力的控制按照厚度控制系统的要求进行控制；

当轧制条件不满足厚度控制系统AGC控制条件时，轧制力保持P2不变。

以下结合具体应用实例进一步说明本发明。

实例1：

轧制某牌号无取向硅钢，宽度1100mm，厚度2.0mm，轧辊辊径80.5mm，不进行任何手动干预时，情况如下：

实例2：

轧制某牌号无取向硅钢，宽度1205mm，厚度2.0mm，轧辊辊径76.5mm，启动时需调整，情况如下：

实例3：

轧制某牌号无取向硅钢，宽度1250mm，厚度2.0mm，轧辊辊径99.5mm，启动时需调整，情况如下：

综上所述，本发明适用于单机架轧制的启动阶段轧制力的控制以及厚差的控制，针对启动后轧制力和厚差的不稳定性进行了不同轧制力的设定和控制，有效解决了启动后至厚度控制系统投入控制阶段的厚差控制盲区，更有效防止由于轧制力的不稳定造成厚差异常断带的现象，克服了原有控制系统的不足，对于机组的成材率得到了有效提高，启动断带率得到了有效降低。

本发明有效解决了目前单机架轧制启动存在的厚差和轧制力波动对轧制稳定性的影响，确保机组道次轧制启动的顺利。

应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种单机架启动轧制力设定和控制方法，其特征在于，包括：

通过过程计算机根据入口带钢信息的厚度、轧辊辊径参数，在轧制启动前轧辊压下时轧辊与轧件之间的接触弧长的状态下，根据接触弧长计算出理论轧制力p1，进而引入轧制力P1；

根据带钢实际厚度与带钢信息平均厚度的比较判断是否存在偏差，若需要，对P1进行调整；

通过过程计算机根据入出口带钢的厚度、轧辊辊径参数，在轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长变短的状态下，根据接触弧长计算出理论轧制力p2，进而引入轧制力P2；

轧制启动参数预设定时，将过程计算机下发两个轧制力P1和P2给控制计算机，控制计算机接受此两个轧制力进行控制；

要求控制计算机在轧制参数预设定下发给系统时，首先按照P1进行压下控制，按此轧制力进行启动生产，启动后辊缝状态按照在轧制启动前轧辊压下时轧辊与轧件之间的接触弧长的状态过渡至在轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长变短的状态；

启动后轧制力出现自动下降的过程，当轧制力下降至P2时，通过轧制力控制系统控制计算机按照此P2轧制力进行控制，保持轧制力为P2不变；

当轧制一定时间后，满足厚度控制系统AGC控制条件，则轧制力的控制按照厚度控制系统的要求进行控制；以及

当轧制条件不满足厚度控制系统AGC控制条件时，轧制力保持P2不变。

2.根据权利要求1所述的单机架启动轧制力设定和控制方法，其特征在于，在轧制启动前轧辊压下时轧辊与轧件之间的接触弧长的状态下，根据接触弧长计算出理论轧制力p1，计算轧制力P1的公式如下：

P1＝p1*a1

其中：

a1:为变形区接触弧长L影响系数，一般取值1.05～1.12。

3.根据权利要求1或2所述的单机架启动轧制力设定和控制方法，其特征在于，对P1进行调整的计算公式如下：

P1＝p1*a1*a2

其中：

为厚差影响系数，H₀：为轧制启动处实际厚度，H：为来料整卷厚度的平均值。

4.根据权利要求1所述的单机架启动轧制力设定和控制方法，其特征在于，在轧制启动至目标厚度后轧辊与轧件之间的接触弧长变短的状态下，根据接触弧长计算出理论轧制力p2，按以下公式计算轧制力P2：

P2＝p2*Z

其中：Z＝P/P'：为模型自学习系数，通过比例法计算得出；P：实际稳速时轧制力实际值的均值；P'：理论计算的轧制力，即p2。