CN104858245B - 一种基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法 - Google Patents

一种基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法 Download PDF

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Abstract

一种基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法，涉及专门适用于金属轧机或其加工产品的控制设备或方法，尤其涉及一种适用于配置多座加热炉的热连轧机的粗轧带钢翘扣头控制方法，包括以下步骤：确定轧材硬度组和加热炉号；读取对应炉号的翘扣头补偿值；确定当前轧材的板坯上下表温差；读取翘扣头温差补偿值；设定轧机上下轧辊速差，并且根据翘扣头温差补偿值对翘扣头进行补偿；输入操作调整值对翘扣头进行微调；设定粗轧轧辊速度，把各座加热炉的轧材的翘扣头操作调整值，加入到多座加热炉的翘扣头补偿表中。本发明通过对操作经验值的学习和完善，减少操作干预，实现粗轧翘扣头的分加热炉进行相应补偿和有效控制。

Description

一种基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法
技术领域
本发明涉及专门适用于金属轧机或其加工产品的控制设备或方法，尤其涉及一种适用于配置多座加热炉的热连轧机的粗轧带钢翘扣头控制方法。
背景技术
现有的热轧产线工艺流程如图1所示，通常要经过加热炉10、粗轧20、精轧30、层冷40和卷取50工序。在粗轧轧制过程中，由于板坯厚度方向存在不均匀温度分布和不均匀变形，加之轧件咬入时其前端没有对上下不均匀变形的阻碍，轧出的轧件头部会出现上翘或下弯现象，形成翘头或扣头，分别如图2和图3所示。翘头和扣头统称为翘扣头，如果扣头严重，不仅使板坯与机架棍或护板产生撞击造成表面结疤，同时也使机架辊、护板、辊道等设备的寿命大大降低。相反，出现严重头部上翘时，会撞击轧辊以及轧辊护板或其他设备，甚至出现卡钢而导致轧线停产。
中国发明专利“一种防止带钢在热轧过程中出现头部弯曲的控制方法”(发明专利号：ZL200510110984.X授权公告号：CN100413610C)公开了一种防止带钢在热轧过程中出现头部弯曲的控制方法，该方法主要根据工作辊直径是否发生变化来确定调节支撑辊下方的液压缸的行程高度及轧制线高度，此外，还根据粗轧轧制过程中的每一道次入口的同一块带坯厚度的变化量，来确定调节支撑辊下方的液压缸的行程高度及轧制线高度。该发明的控制方法根据不同的钢种和规格自动实现粗轧机轧制线髙度自动调整，确保对称轧制条件，防止不对称轧制造成的轧后带坯出现翘扣头现象。
图4是另一种现有的控制翘扣头方法的基本控制流程，包括以下步骤：
(a)轧材从加热炉抽出后，经过高压除鳞，到达粗轧机架时，粗轧过程控制机PCC首先从预先存储的翘扣头补偿表中读取各机架各道次的翘扣头补偿值S；
(b1)根据翘扣头补偿值S设定轧机上下轧辊速差；
(b2)同时，粗轧操作工根据前一块轧材的实际翘扣头状态，输入操作调整值Sad，以调整后续轧制道次的轧材平直度；
(c)通过粗轧基础自动化级BA，设定各粗轧轧辊速度。
中国发明专利“粗轧轧制过程中带钢翘扣头检测控制装置及方法”(发明专利号：ZL200910052973.9授权公告号：CN101920270B)公开了一种粗轧轧制过程中带钢翘扣头检测控制装置及方法，利用设置在辊道上方和辊道间的翘扣头检测器检测到带钢轧制后的实际翘头或扣头状况，然后在下一块带钢轧制时自动调整上、下轧辊咬钢时的辊速，使上下表面带钢延伸一致,达到控制带钢翘扣头的目的。该发明是通过检测带钢实际的翘扣头情况调整上下轧辊的辊速。
另一方面，现有的热轧产线通常配备3～4座加热炉，由于各座加热炉改造间隔时间长，而加热技术的发展也非常快，由此，造成多座加热炉之间的烧钢方式差异非常大。由于多座加热炉特性不同，存在炉间温度控制差异，导致各座加热炉出来的轧材在粗轧轧制过程中的翘扣头程度不一，有时甚至相反。
上述现有技术方案主要通过观测粗轧轧机出口“前一块轧材”的头部上翘下扣程度，根据前一块轧材的翘扣头测量系统数值，通过调整上下轧辊速差实现“后续轧材”的翘扣头控制。但是，在实际轧制现场，“前一块轧材”和“后续轧材”通常不是来自同一座加热炉，由于各座加热炉出炉的轧材翘扣头不一致，有时甚至相反，上述现有技术方案的翘扣头控制效果往往并不理想，粗轧操作在生产过程中经常需要频繁对上下轧辊速差进行调整，这不仅导致操作工工作量大，各座加热炉出炉的轧材翘扣头差异有时甚至会造成误操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法，可以在现有粗轧翘扣头补偿系数的基础上，根据多座加热炉加热的板坯在粗轧轧制过程中所测得翘扣头程度不同，实现基于多座加热炉的粗轧翘扣头的有效控制，以此减少由于严重翘扣头导致的轧线设备损坏和停机停产。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法，用于热轧连机组的粗轧控制系统，其特征在于包括以下步骤：
(a1)粗轧过程控制机首先确定轧材硬度组和加热炉号i；
(a2)根据轧材硬度组和加热炉号i，从翘扣头补偿表中读取对应轧材硬度组和加热炉号i的翘扣头补偿值Si；
(a3)根据当前轧材的上下表面温度，确定当前轧材的板坯上下表面温差；
(a4)根据板坯上下表面温差，从翘扣头温差补偿表t2中读取翘扣头温差补偿值Std；
(b1)根据对应加热炉号i的翘扣头补偿值Si设定轧机上下轧辊速差，并且根据翘扣头温差补偿值Std对翘扣头进行补偿；
(b2)同时，粗轧操作工根据之前该加热炉的粗轧实际轧制过程中翘扣头情况，输入操作调整值Sad对翘扣头进行微调；
(c)通过粗轧基础自动化级设定粗轧轧辊速度。
本发明的基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法的一种较佳的技术方案，其特征在于还包括以下步骤：
(d1)根据公式S'i＝Si+Ktd*Std+Kad*Sad，确定新的翘扣头补偿值S'i，其中，S'i为新的翘扣头补偿值，Si为原来的翘扣头补偿值，i为对应的加热炉号，Std为加热炉出炉板坯上下表面温差对应的翘扣头温差补偿值，Ktd为板坯上下表面温差学习系数，取值0.003-0.007，Sad为操作工对当前带钢翘扣头给出的操作调整值,Kad为操作工调整值学习系数，取值0.006-0.010；
(d2)将新的翘扣头补偿值S'i写入翘扣头补偿表，替换原来的翘扣头补偿值Si,实现翘扣头补偿的自学习更新。
本发明的有益效果是：
1.本发明的基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法，通过建立多座加热炉的翘扣头补偿表和翘扣头温差补偿表，可以识别修正不同加热特性导致的板坯加热温度控制差异对粗轧翘扣头的影响，从而实现粗轧翘扣头的分加热炉进行相应补偿和有效控制，减少由于严重翘扣头导致的轧线设备损坏和停机停产。
2.本发明的基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法，通过自学习更新，把操作工对来自各座加热炉的轧材的翘扣头操作调整值，加入到多座加热炉的翘扣头补偿表中，通过对操作经验值的不断学习和完善，可以减少操作干预，最终实现有效的粗轧翘扣头控制。
附图说明
图1是现有的热轧产线工艺流程示意图；
图2是粗轧轧机出口轧件翘头示意图；
图3是粗轧轧机出口轧件扣头示意图；
图4是现有的粗轧翘扣头控制流程示意图；
图5是本发明的基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法的控制流程图。
具体实施方式
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。
本发明的基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法的一个实施例如图5所示，用于热轧连机组的粗轧控制系统。在本实施例中，粗轧区域的常规工艺流程如图1所示，厚度210-250mm的连铸板坯经加热炉10加热到1200度左右，经过高压水除鳞箱21除鳞后、进入R1机架22轧制一道次，之后在可逆R2机架23轧制五道次、最后经过R3机架24、R4机架25各一道次，轧成厚度36-65mm的中间坯，同时根据带钢成品宽度规格完成板坯减宽。
所述的粗轧控制系统包括粗轧过程控制机PCC和粗轧基础自动化级BA，所述的粗轧翘扣头控制方法主要包括以下步骤：
(a1)粗轧过程控制机PCC首先确定轧材硬度组和加热炉号i；
(a2)根据轧材硬度组和加热炉号i，从翘扣头补偿表中读取对应轧材硬度组和加热炉号i的翘扣头补偿值Si。
所述的翘扣头补偿表以加热炉号i、硬度组为索引字段，包括粗轧R1、R2的1～5道次、R3和R4的粗轧翘扣头补偿值，翘扣头补偿表的数据结构如表1所示。
表1 分炉号粗轧翘扣头补偿表
本发明首先通过对热轧带钢轧制历史数据挖掘和分析，建立初始的翘扣头补偿表，然后，在系统运行过程中，通过自学习更新的步骤，把操作工对来自各座加热炉的轧材的翘扣头操作调整值，实时加入到多座加热炉的翘扣头补偿表中，通过对操作经验值的不断学习和完善，减少操作干预，最终实现粗轧翘扣头的实时动态控制。
在图1所示的热轧产线示意图中，加热炉10由3座加热炉组成，包括1号加热炉11，2号加热炉12和3号加热炉13，3座加热炉加热的板坯轮流经过高压水除鳞箱21除鳞后，进入粗轧机的R1机架22开始粗轧，因此，先后进入粗轧机的前后两块轧材(板坯)通常来自不同的加热炉。板坯从某加热炉抽钢出来，经过高压除鳞后到达粗轧机组时，粗轧过程控制机PCC首先要确定轧材硬度组和加热炉号i，并根据轧材硬度组和加热炉号i，检索翘扣头补偿表，读取对应加热炉、对应硬度组和对应粗轧机架轧制道次的翘扣头补偿值Si。
由于同一热轧连机组的多座加热炉之间的烧钢方式存在差异，并且各座加热炉的特性不同，存在炉间温度控制差异，导致各座加热炉出来的板坯在粗轧轧制过程中的翘扣头程度不一，经过验证，板坯上下表面温差对粗轧翘扣头程度之间存在如下关系：
当板坯温度上表面高于下表面，板坯温差＞0时，粗轧轧制易出现扣头，且板坯温差的绝对值越大，扣头越严重；
当板坯温度上表面低于下表面，板坯温差＜0时，粗轧轧制易出现翘头，且板坯温差的绝对值越大，翘头头越严重。
为此，本发明通过历史数据解析确定粗轧翘扣头控制的温差补偿值Std，建立温差补偿表t2，温差补偿表t2的数据结构如表2所示。
表2 粗轧翘扣头温差补偿表
板坯温差 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
Std 22 18 15 10 5 2 -3 -7 -12 -14 -17
(a3)根据当前轧材的上下表面温度检测值，确定当前轧材的板坯上下表面温差；
本步骤根据现有加热炉出炉温度计算模型，计算出板坯温差，所述的板坯温差就是坯上下表面温差，也就是板坯上表面温度减去下表面温度。由于板坯出炉均匀性要求，一般加热炉板坯上下表面温差在±50度之内。
(a4)根据板坯上下表面温差，从翘扣头温差补偿表t2中读取翘扣头温差补偿值Std；当步骤(a3)确定的板坯上下表面温差不在表内时，可采用插入法得到对应实际板坯上下表面温差的翘扣头温差补偿值Std。
(b1)根据对应加热炉号i的翘扣头补偿值Si设定轧机上下轧辊速差，并且根据翘扣头温差补偿值Std对翘扣头进行补偿；
(b2)同时，粗轧操作工根据之前该加热炉的粗轧实际轧制过程中翘扣头情况，输入操作调整值Sad对翘扣头进行微调；
(c)通过粗轧基础自动化级BA，设定粗轧轧辊速度。
在图5所示的本发明的基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法的实施例中，还包括以下步骤：
(d1)根据公式S'i＝Si+Ktd*Std+Kad*Sad，确定新的翘扣头补偿值S'i，其中，S'i为新的翘扣头补偿值，Si为原来的翘扣头补偿值，i为对应的加热炉号，Std为加热炉出炉板坯上下表面温差对应的翘扣头温差补偿值，Ktd为板坯上下表面温差学习系数，取值0.003-0.007，Sad为操作工对当前带钢翘扣头给出的操作调整值,Kad为操作工调整值学习系数，取值0.006-0.010；
(d2)将新的翘扣头补偿值S'i写入翘扣头补偿表，替换原来的翘扣头补偿值Si,实现翘扣头补偿的自学习更新。
本发明的基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法，通过自学习功能，分离出加热炉炉间差异导致的翘扣头程度差异，作为该加热炉对应硬度组和对应粗轧机架轧制道次的翘扣头补偿值，并针对此偏差分加热炉进行相应的翘扣头补偿，并且结合操作经验值的学习，对已有的翘扣头补偿表不断进行更新和完善，用于后续轧材的翘扣头补偿控制。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法，用于热轧连机组的粗轧控制系统，其特征在于包括以下步骤：
(a1)粗轧过程控制机首先确定轧材硬度组和加热炉号i；
(a2)根据轧材硬度组和加热炉号i，从翘扣头补偿表中读取对应轧材硬度组和加热炉号i的翘扣头补偿值Si；
(a3)根据当前轧材的上下表面温度，确定当前轧材的板坯上下表面温差；
(a4)根据板坯上下表面温差，从翘扣头温差补偿表中读取翘扣头温差补偿值Std；
(b1)根据对应加热炉号i的翘扣头补偿值Si设定轧机上下轧辊速差，并且根据翘扣头温差补偿值Std对翘扣头进行补偿；
(b2)同时，粗轧操作工根据之前该加热炉的粗轧实际轧制过程中翘扣头情况，输入操作调整值Sad对翘扣头进行微调；
(c)通过粗轧基础自动化级设定粗轧轧辊速度。
2.根据权利要求1所述的基于多座加热炉的热轧连机组粗轧翘扣头控制方法，其特征在于还包括以下步骤：
(d1)根据公式S'i＝Si+Ktd*Std+Kad*Sad，确定新的翘扣头补偿值S'i，其中，S'i为新的翘扣头补偿值，Si为原来的翘扣头补偿值，i为对应的加热炉号，Std为加热炉出炉板坯上下表面温差对应的翘扣头温差补偿值，Ktd为板坯上下表面温差学习系数，取值0.003-0.007，Sad为操作工对当前带钢翘扣头给出的操作调整值,Kad为操作工调整值学习系数，取值0.006-0.010；
(d2)将新的翘扣头补偿值S'i写入翘扣头补偿表，替换原来的翘扣头补偿值Si,实现翘扣头补偿的自学习更新。
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