CN104785533A - 基于压力偏差的高强钢卷取机助卷辊踏步控制方法 - Google Patents

基于压力偏差的高强钢卷取机助卷辊踏步控制方法 Download PDF

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Abstract

基于压力偏差的高强钢卷取机助卷辊踏步控制方法，属于轧钢控制领域，即当带钢头部到达助卷辊时，根据助卷辊咬钢时的压力偏差，选择助卷辊踏步位置值，助卷辊踏步位置值=助卷辊原始踏步位置值+附加弹跳量△X，△X为(0.0~1.0)*h，h为带钢厚度。本发明消除了卷取助卷辊踏步时因助卷辊作用在带钢头部压力过大而造成带钢表面压痕的重大质量隐患，提高了产品合格率，满足了下工序的要求，取得了良好的效益。

Description

基于压力偏差的高强钢卷取机助卷辊踏步控制方法
技术领域
本发明属于轧钢领域，适用于热轧高强带钢卷取机助卷辊踏步控制。
背景技术
卷取机在开始卷厚规格（≥6mm）时，卷取机三个助卷辊均为踏步控制。由于机械设备磨损大导致助卷辊辊缝不准；再加上厚规格高强钢强度高，带钢头部对助卷辊产生的冲击会非常大，从而造成助卷辊作用在带钢头部的压力非常大，极易使带钢内表面形成压痕，导致大量带钢切废，严重影响高强钢带钢表面质量。
发明内容
本发明目的是解决热轧高强钢在卷取过程中带钢头部内表面产生压痕问题，从而提高带钢头部表面质量。
本发明所述的高强钢是指屈服强度≥450 Mpa（兆帕）的钢种，包括T610L、T510L、T700。
本发明的技术方案：
二级计算机根据轧制计划完成下送钢种的标志和规格要求，一级计算机根据二级计算机下达的参数，对助卷辊的伺服阀进行控制，当带钢头部到达助卷辊时，根据助卷辊咬钢时的压力偏差，助卷辊踏步位置值是在原始踏步位置值的基础上加一个附加弹跳量△X；（助卷辊踏步位置值=助卷辊原始踏步位置值+附加弹跳量△X）；
当助卷辊咬钢压力偏差为0~99KN，附加弹跳量△X=0；
当助卷辊咬钢压力偏差为100~199KN，附加弹跳量△X=0.5h；
当助卷辊咬钢压力偏差为200~299KN，附加弹跳量△X=0.75h；
当助卷辊咬钢压力偏差≥300KN，附加弹跳量△X=h。
所述原始踏步位置值是原程序设计的踏步位置值。
助卷辊压力偏差值=助卷辊实际压力－助卷辊设定基准压力；
助卷辊设定基准压力= AW×HYP×（K1×h2＋K2×h）   （1）
其中：AW：实际带钢宽度与最大带钢宽度比
HYP：坯料材质热屈服系数与最大热屈服系数比
h：实际带钢厚度（mm）
K1：常数（一般取值0.93）
K2：常数（一般取值4.32）
助卷辊实际压力是通过压力传感器从现场实际检测获得；
助卷辊原始踏步打开位置值: SOPEN=Da+f(h)+△sp     （2）
助卷辊原始踏步关闭位置值: SCLOSE=Da－f(h)+△sp    （3）
基于压力偏差大小的助卷辊踏步位置控制算法 ：
S＇OPEN = SOPEN +△X                     （4）
S＇CLOSE = SCLOSE +△X                    （5）
其中：S＇OPEN: 助卷辊踏步打开位置基准值（mm）
S＇CLOSE: 助卷辊踏步关闭位置基准值（mm）
Da：踏步动作时的实际卷径值
f(h)：关于来料厚度的函数
h: 来料厚度（mm）
△sp：卷筒由预涨变满涨的卷径变化量
△X：助卷辊附加踏步弹跳量,取值范围：(0.0~1.0)*h
本发明解决了热连轧高强钢卷取机助卷辊踏步时助卷辊作用在带钢头部的压力过大，造成带钢表面质量问题；消除了热连轧卷取机助卷辊踏步控制导致带钢表面产生压痕的问题，从而降低了带钢头部切损量。
太钢热连轧厂卷取机使用本发明效果如下：
（1）带钢卷取机助卷辊踏步控制稳定，高强钢带钢头部表面助卷辊压痕显著减少，同时确保了卷取带钢卷形。
（2）热轧高强钢带钢表面质量大大得到改善，取得的直接经济效益每年100万元以上。
具体实施方式
本实施例是在计算机程序中自动实现的。
助卷辊原始踏步打开位置值: SOPEN=Da+f(h)+△sp     （2）
助卷辊原始踏步关闭位置值: SCLOSE=Da－f(h)+△sp    （3）
基于压力偏差大小的助卷辊踏步位置控制算法 ：
S＇OPEN = SOPEN +△X                     （4）
S＇CLOSE = SCLOSE +△X                    （5）
其中：S＇OPEN: 助卷辊踏步打开位置基准值（mm）
S＇CLOSE: 助卷辊踏步关闭位置基准值（mm）
Da：踏步动作时的实际卷径值
f(h)：关于来料厚度的函数
h: 来料厚度（mm）
△sp：卷筒由预涨变满涨的卷径变化量
△X：助卷辊附加踏步弹跳量,取值范围：(0.0~1.0)*h。
例如：钢种T610L属于高强钢，轧制带钢厚度h等于6mm ；
一级计算机根据二级下送的参数执行踏步位置控制程序：首先计算出助卷辊设定基准压力值，当带钢头部到达卷取助卷辊时，通过助卷辊压力传感器检测作用在带钢头部的实际压力，得到助卷辊咬钢压力偏差；如果助卷辊咬钢压力偏差为0~99KN，附加弹跳量△X=0，即压力在正常范围，不需附加弹跳量；如果助卷辊咬钢压力偏差为100~199KN，附加弹跳量△X=0.5h=3 mm；如果助卷辊咬钢压力偏差为200~299KN，附加弹跳量△X=0.75h=4.5 mm；如果助卷辊咬钢压力偏差≥300KN，附加弹跳量△X= h =6 mm。
例如：钢种T510L属于高强钢，轧制带钢厚度h等于8mm ；
一级计算机根据二级下送的参数执行踏步位置控制程序：首先计算出助卷辊设定基准压力值，当带钢头部到达卷取助卷辊时，通过助卷辊压力传感器检测作用在带钢头部的实际压力，得到助卷辊咬钢压力偏差；如果助卷辊咬钢压力偏差为0~99KN，附加弹跳量△X=0，即压力在正常范围，不需附加弹跳量；如果助卷辊咬钢压力偏差为100~199KN，附加弹跳量△X=0.5h=4 mm；如果助卷辊咬钢压力偏差为200~299KN，附加弹跳量△X=0.75h=6 mm；如果助卷辊咬钢压力偏差≥300KN，附加弹跳量△X=h=8 mm。
本发明硬件通过西门子TDC控制器完成，CPU型号：CPU551；控制信号通道：SM500；伺服阀与液压缸通过管路连接，液压缸驱动助卷辊动作。伺服阀采用Rexroth伺服阀，型号为：4WSE 3EE 25-2X/500 B8-315 K9D/V。实际压力通过装在液压缸上两腔的HYDAC压力传感器检测值乘以两腔对应的面积再求差取得，型号为：HDA3840-A-0350-124。实际位置通过装在液压缸上的位置传感器检测取得，1#助卷辊型号为:RH-M-1230M-Px-1-S2B6100 Temposonic R-Serie position transducer；2#、3#助卷辊型号为RH-M-0980M-Px-1-S2B6100 Temposonic R-Serie position transducer。

Claims (3)

1.基于压力偏差的高强钢卷取机助卷辊踏步控制方法，即当带钢头部到达助卷辊时，根据助卷辊咬钢时的压力偏差，选择助卷辊踏步位置值，助卷辊踏步位置值=助卷辊原始踏步位置值+附加弹跳量△X，△X为(0.0~1.0)*h，h为带钢厚度，单位是mm。
2.根据权利要求1所述基于压力偏差的高强钢卷取机助卷辊踏步控制方法，其特征是当助卷辊咬钢压力偏差为0~99KN时，附加弹跳量△X=0；当助卷辊咬钢压力偏差为100~199KN时，附加弹跳量△X=0.5h；当助卷辊咬钢压力偏差为200~299KN时，附加弹跳量△X=0.75h；当助卷辊咬钢压力偏差≥300KN时，附加弹跳量△X=h。
3.根据权利要求1所述基于压力偏差的高强钢卷取机助卷辊踏步控制方法，其特征是助卷辊咬钢压力偏差值=助卷辊咬钢实际压力－助卷辊设定基准压力；
助卷辊设定基准压力=AW×HYP×（K1×h2＋K2×h）    （1）
其中：AW：实际带钢宽度与最大带钢宽度比；
HYP：坯料材质热屈服系数与最大热屈服系数比；
h：实际带钢厚度，单位是mm；
K1：常数，取值0.93；
K2：常数，取值4.32。
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