CN105107849A - 一种热连轧中间坯厚度计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热连轧中间坯厚度计算方法，包括：在热连轧过程中，测量轧件宽度，测量精轧后轧件厚度，实时检测轧件热信号；计算轧件头部精轧后的平均速度、平均厚度和平均宽度；根据轧件头部精轧后的平均速度、平均厚度和平均宽度，计算精轧后轧件头部的秒流量；计算轧件尾部的平均速度、粗轧后的平均宽度；计算轧件中间坯厚度。本发明根据秒流量恒定原则计算得到的轧件的平均厚度可以作为中间坯的实际厚度；通过现场仪表实测数据即可完成中间坯厚度的准确测量过程。本发明能够精确计算得到中间坯厚度，解决了在无测厚仪的情况下无法测量粗轧后厚度的问题。在节约了生产投资成本的同时，保证了厚度的测量精度。

Description

一种热连轧中间坯厚度计算方法

技术领域

本发明属于轧制过程控制技术领域，具体涉及一种热连轧中间坯厚度计算方法。

背景技术

热连轧中间坯的厚度控制精度非常重要，它是过程控制中不可缺少的一个环节。目前国内热连轧生产线，厚度测量仪表大部分采用进口的非接触式射线测量仪，价格非常昂贵；由于出口侧高温度、高灰尘等恶劣环境，经常出现因维护不利而导致其测量精度下降，因此多数热连轧生产厂家精轧出口安置测厚仪，粗轧出口不安装测厚仪，而采用人工卡量代替检测仪表以降低投资，测量精度较低，导致控制精度较差。

《一种中间坯厚度测量装置的制作方法》专利中提出一种测量装置，由于可能存在机械间隙，存在测量误差。带钢在稳定轧制过程中遵循秒流量恒定的原则，轧件头尾温度偏差造成的带钢头部和尾部厚度和宽度变化相较于中间坯和成品的宽度和厚度可以忽略不计，另外，典型热连轧控制指标：厚度目标3.5mm，厚度控制精度为±0.035mm；宽度目标500mm，宽度控制精度±3.0mm为例，控制偏差均在1.0％以内，故认为在轧制过程中轧件全长(包括头部和尾部)的厚度、宽度一致。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种热连轧中间坯厚度计算方法。

本发明的技术方案是：

一种热连轧中间坯厚度计算方法，包括以下步骤：

步骤1：在热连轧过程中，粗轧机后测宽仪、精轧机后测宽仪测量轧件宽度，精轧机后测厚仪测量精轧后轧件厚度，粗轧机后各热金属检测器实时检测轧件热信号、精轧机后各热金属检测器实时检测轧件热信号；

步骤2：记录轧件头部到达粗轧机后测宽仪的时刻、带轧件头部到达最末机架的时刻、轧件头部到达精轧机后测厚仪的时刻、轧件尾部到达粗轧机后各热金属检测器的时刻、轧件头部到达精轧机后测宽仪的时刻、轧件头部到达精轧机后各热金属检测器的时刻；

步骤3：计算轧件头部精轧后的平均速度、平均厚度和平均宽度；

步骤4：根据轧件头部精轧后的平均速度、平均厚度和平均宽度，计算精轧后轧件头部的秒流量；

步骤5：计算轧件尾部的平均速度、粗轧后轧件的平均宽度；

步骤6：根据精轧后轧件头部的平均速度、精轧后轧件头部的平均厚度、精轧后轧件头部的平均宽度、轧件尾部的平均速度、粗轧后轧件的平均宽度，计算轧件中间坯厚度。

步骤3具体步骤如下：

步骤3.1：根据精轧机后两个热金属检测器的安装距离和轧件头部到达该两个热金属检测器的时刻，计算精轧后轧件头部的平均速度；

步骤3.2：根据轧件头部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内精轧机后测厚仪测量的轧件厚度值和测量采样点的个数，计算精轧后轧件头部的平均厚度；

步骤3.3：根据轧件头部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内精轧机后测宽仪测量的轧件宽度值和测量采样点的个数，计算精轧后轧件头部的平均宽度。

步骤5具体步骤如下：

步骤5.1：根据粗轧机后两个热金属检测器的安装距离和轧件尾部到达该两个热金属检测器的时刻，计算轧件尾部的平均速度；

步骤5.2：根据轧件头部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内粗轧机后测宽仪测量的轧件宽度值和测量采样点的个数，计算粗轧后轧件的平均宽度。

有益效果：

本发明根据秒流量恒定原则计算得到的轧件的平均厚度可以作为中间坯的实际厚度；通过现场仪表实测数据即可完成中间坯厚度的准确测量过程，具有测量精度高，无风险，能够替代测厚仪的测量作用。本发明能够精确计算得到中间坯厚度，解决了在无测厚仪的情况下无法测量轧后厚度的问题。本发明安全可高，计算准确，能够成功应用于热连轧中间坯厚度计算过程，替代了测厚仪的作用，在节约了生产投资成本的同时，保证了厚度的测量精度。

附图说明

图1是本实施方式采用的“粗轧+精轧”布置形式的热连轧生产线机组，其中1-第一热金属检测器，2-第二热金属检测器，3-第三热金属检测器，4-第四热金属检测器，5-粗轧机后测宽仪，6-精轧机后测厚仪，7-粗轧机，8-精轧机，9-精轧机后测宽仪；

图2是本实施方式的厚度控制曲线；

图3是本实施方式的精轧后宽度控制曲线；

图4是本实施方式的粗轧后宽度控制曲线；

图5是本实施方式的热连轧中间坯厚度计算方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

本实施方式采用典型热连轧生产线机组，采用“粗轧+精轧”布置形式如图1所示，粗轧为可逆布置，精轧为多机架连轧布置；轧件头尾经过各仪表的时刻如图1所示，粗轧机7与精轧机8之间安装有粗轧机后测宽仪5、粗轧机后各热金属检测器(第一热金属检测器1、第二热金属检测器2)，精轧机8的最末机架后安装有精轧机后各热金属检测器(第三热金属检测器3、第四热金属检测器4)、精轧机后测厚仪6、精轧机后测宽仪9。第一热金属检测器1、第二热金属检测器2、第三热金属检测器3、第四热金属检测器4、粗轧机后测宽仪5、精轧机后测厚仪6、精轧机后测宽仪9的检测信号由基础自动化级传递至过程控制级，整个计算过程在过程控制级完成。基础自动化级和过程控制级的通讯周期为100ms。

一种热连轧中间坯厚度计算方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤1：在热连轧过程中，粗轧机后测宽仪、精轧机后测宽仪测量轧件宽度，精轧机后测厚仪测量精轧后轧件厚度，粗轧机后各热金属检测器(第一热金属检测器、第二热金属检测器)实时检测轧件热信号、精轧机后各热金属检测器(第三热金属检测器、第四热金属检测器)实时检测轧件热信号；

步骤2：记录轧件头部到达粗轧机后测宽仪的时刻t₀、带轧件头部到达最末机架的时刻t₁、轧件头部到达精轧机后测厚仪的时刻t₂、轧件尾部到达粗轧机后的第一热金属检测器的时刻t₅、轧件尾部到达粗轧机后的第二热金属检测器的时刻t₆、轧件头部到达精轧机后测宽仪的时刻t₃、轧件头部到达精轧机后第三热金属检测器的时刻t₂、轧件头部到达精轧机后第四热金属检测器的时刻t₄；

步骤3：计算轧件头部精轧后的平均速度、平均厚度和平均宽度；

步骤3.1：根据精轧机后两个热金属检测器的安装距离和轧件头部到达该两个热金属检测器的时刻，计算精轧后轧件头部的平均速度；

计算轧件在(t₂,t₄)内的平均速度使用式(1)进行计算

${\stackrel{\‾}{v}}_{s1}=\frac{l_{2\#-4\#}}{t_4-t_2}---\left(1\right)$

式中：l_2#-4#为第二热金属检测器和第四热金属检测器之间的距离；

步骤3.2：根据轧件头部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内精轧机后测厚仪测量的轧件厚度值和测量采样点的个数(采样点计数与厚度值如图2所示)，计算精轧后轧件头部的平均厚度；

精轧机后测厚仪测量并记录轧件头部在时间段(t₂,t₄)内的厚度值，并计算精轧后轧件头部的平均厚度使用式(2)进行计算

${\stackrel{\‾}{h}}_1=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_i---\left(2\right)$

式中_：i为时间段(t₂,t₄)内的采样点计数；n为时间段(t₂,t₄)内的采样点计数总个数；h_i为时间段(t₂,t₄)内的厚度采样点计数；

步骤3.3：根据轧件头部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内精轧机后测宽仪测量的轧件宽度值和测量采样点的个数(采样点计数与宽度值如图3所示)，计算精轧后轧件头部的平均宽度。

使用测宽仪测量轧件头部在时间段(t₃,t₃+t₄-t₂)内的宽度值，并计算精轧后轧件头部的平均宽度w₁；使用式(3)进行计算：

${\stackrel{\‾}{w}}_1=\frac{1}{m}\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{w}_j---\left(3\right)$

式中_：j为时间段(t₃,t₃+t₄-t₂)内的采样点计数；m为时间段(t₃,t₃+t₄-t₂)内的采样点计数总个数；w_j为时间段(t₃,t₃+t₄-t₂)内的宽度采样点计数；

步骤4：根据轧件头部精轧后的平均速度、平均厚度和平均宽度，计算精轧后轧件头部的秒流量；

计算轧件的秒流量U，使用式(4)进行计算：

$U={\stackrel{\‾}{h}}_1\·{\stackrel{\‾}{v}}_{s1}\·{\stackrel{\‾}{w}}_1---\left(4\right)$

步骤5：计算轧件尾部粗轧后的平均速度和平均宽度；

步骤5.1：根据粗轧机后两个热金属检测器的安装距离和轧件头部到达该两个热金属检测器的时刻，计算粗轧后轧件尾部的平均速度；

计算轧件在(t₅,t₆)内的速度平均值，使用式(5)进行计算：

${\stackrel{\‾}{v}}_{s2}=\frac{l_{1\#-2\#}}{t_6-t_5}---\left(5\right)$

式中：l_1#-2#为第一热金属检测器、第二热金属检测器之间的距离；

步骤5.2：根据轧件尾部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内粗轧机后测宽仪测量的轧件宽度值和测量采样点的个数(采样点计数与宽度值如图4所示)，计算粗轧后轧件的平均宽度。

使用粗轧后测宽仪测量带钢尾部在时间段(t₀,t₀+t₆-t₅)内的宽度值，并计算粗轧后轧件的平均宽度w₂，使用式(6)进行计算：

${\stackrel{\‾}{w}}_1=\frac{1}{p}\underset{k=1}{\overset{p}{\Σ}}{w}_k---\left(6\right)$

式中_：k为时间段(t₀,t₀+t₆-t₅)内的采样点计数；_p为时间段(t₀,t₀+t₆-t₅)内的采样点计数总个数；w_i为时间段(t₀,t₀+t₆-t₅)内的宽度采样点计数；

步骤6：根据精轧后轧件头部的平均速度、精轧后轧件头部的平均厚度、精轧后轧件头部的平均宽度、轧件尾部的平均速度、粗轧后轧件的平均宽度，计算轧件中间坯厚度h₂。根据秒流量恒定原则计算得到的轧件的平均厚度作为轧件中间坯厚度。

使用式(7)进行计算：

${\stackrel{\‾}{h}}_2=\frac{U}{{\stackrel{\‾}{v}}_{s2}\·{\stackrel{\‾}{w}}_2}=\frac{{\stackrel{\‾}{h}}_1\·{\stackrel{\‾}{v}}_{s1}\·{\stackrel{\‾}{w}}_1}{{\stackrel{\‾}{v}}_{s2}\·{\stackrel{\‾}{w}}_2}---\left(7\right)$

本实施方式计算结果见表1。

表1典型的中间坯厚度计算过程

Claims (3)

1.一种热连轧中间坯厚度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在热连轧过程中，粗轧机后测宽仪、精轧机后测宽仪测量轧件宽度，精轧机后测厚仪测量精轧后轧件厚度，粗轧机后各热金属检测器实时检测轧件热信号、精轧机后各热金属检测器实时检测轧件热信号；

步骤2：记录轧件头部到达粗轧机后测宽仪的时刻、带轧件头部到达最末机架的时刻、轧件头部到达精轧机后测厚仪的时刻、轧件尾部到达粗轧机后各热金属检测器的时刻、轧件头部到达精轧机后测宽仪的时刻、轧件头部到达精轧机后各热金属检测器的时刻；

步骤3：计算轧件头部精轧后的平均速度、平均厚度和平均宽度；

步骤4：根据轧件头部精轧后的平均速度、平均厚度和平均宽度，计算精轧后轧件头部的秒流量；

步骤5：计算轧件尾部的平均速度、粗轧后轧件的平均宽度；

步骤6：根据精轧后轧件头部的平均速度、精轧后轧件头部的平均厚度、精轧后轧件头部的平均宽度、轧件尾部的平均速度、粗轧后轧件的平均宽度，计算轧件中间坯厚度。

2.根据权利要求1所述的热连轧中间坯厚度计算方法，其特征在于，步骤3具体步骤如下：

步骤3.1：根据精轧机后两个热金属检测器的安装距离和轧件头部到达该两个热金属检测器的时刻，计算精轧后轧件头部的平均速度；

步骤3.2：根据轧件头部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内精轧机后测厚仪测量的轧件厚度值和测量采样点的个数，计算精轧后轧件头部的平均厚度；

步骤3.3：根据轧件头部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内精轧机后测宽仪测量的轧件宽度值和测量采样点的个数，计算精轧后轧件头部的平均宽度。

3.根据权利要求1所述的热连轧中间坯厚度计算方法，其特征在于，步骤5具体步骤如下：

步骤5.1：根据粗轧机后两个热金属检测器的安装距离和轧件尾部到达该两个热金属检测器的时刻，计算轧件尾部的平均速度；

步骤5.2：根据轧件头部到达该两个热金属检测器所确定的时间段内粗轧机后测宽仪测量的轧件宽度值和测量采样点的个数，计算粗轧后轧件的平均宽度。