CN105964703B - 一种带钢轧制力控制装置及控制方法 - Google Patents

一种带钢轧制力控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

一种带钢轧制力控制装置及控制方法，该装置包括轧辊组、厚度传感器、传感器行走轨道、PLC控制器；厚度传感器与传感器行走轨道滑动连接；PLC控制器分别与厚度传感器、传感器行走轨道电连接。本发明公开的一种带钢轧制力控制装置及控制方法，通过传感器行走轨道，能够检测钢带不同位置的厚度，使得检测数据误差较小；通过计算上一轧程得到的总压下率，改变轧制过程中的轧制力和轧制速度，节约了工时，提高了生产效率和产能。

Description

一种带钢轧制力控制装置及控制方法
技术领域
本发明属于钢带冷轧技术领域，具体涉及一种带钢轧制力控制装置及控制方法。
背景技术
随着经济的发展，不锈钢带的需求量急剧上升，用途不断扩大，广泛用于电子工业、家用电器、汽车工业、机械工业、轻工机械等各行各业，不仅是尖端科学、新技术开发的重要基础，也是各传统工业部门高技术、高水平、高要求产品的关键原材料。不锈钢是指在大气中不易生锈、在酸、碱、盐中耐腐蚀的钢。冷轧钢带是以热轧钢坯为原料，经过酸洗、轧制、退火处理制成的。
中国专利CN104646417A 公开的一种极薄钢带的冷轧方法，该方法在轧制力为7500～15000KN的条件下，经7道次轧制制成厚度为0.1～0.2mm的钢带，在较大轧制力的条件下，提高了轧制速度和道次压下量。中国专利CN102029290B公开的一种硬态不锈钢带冷轧方法，在初轧过程中，冷轧6-7道次，在精轧过程中，冷轧3-4道次，轧制张力分别为6-12KN和2-5KN,且初轧的速度采用120m/min保持不变，改善了成品的性能质量，能满足对成品的力学性能要求。但是上述方法的轧制力或轧制速度在轧制过程中保持不变，针对不同品质的热轧钢坯原料，得到成品质量也不相同，因此上述方法不能在不同品质、不同刚度原料的冷轧工艺中通用，且生产效率依然较低。
发明内容
针对上述问题，为克服不同品质热轧钢坯原料经过冷轧工艺得到成品的厚度、品质不同，以及针对相同产品的生产效率和轧制过程中钢带厚度的测量误差问题，本发明提供了一种带钢轧制力控制装置及控制方法。通过在钢带上方设置厚度传感器行走轨道，实现了厚度传感器的横向移动，能够检测钢带不同位置的厚度，使得检测数据误差较小；通过计算上一轧程得到的总压下率，改变轧制过程中的轧制力和轧制速度，节约了工时，提高了生产效率和产能；通过PLC控制器控制轧制力和轧制速度的增减，较少了人工劳力。
本发明采取以下技术方案实现上述目的：
一种带钢轧制力控制装置，包括轧辊组(1)、厚度传感器(2)、传感器行走轨道(3)、PLC控制器(4)；所述传感器行走轨道(3)设置在轧辊组两端的上下两侧，上下两侧的传感器行走轨道(3)与钢坯(5)的距离相等，均与钢带的宽度方向平行，且与机架固定连接；所述厚度传感器(2)与传感器行走轨道(3)滑动连接；PLC控制器(4)分别与厚度传感器(2)、传感器行走轨道(3)电连接。
其控制方法的步骤为：
1)原材料准备，热轧带钢3.0-4.0mm厚；启动PLC控制器(4)电源，设置轧制力、轧制速度，第一轧程轧制力范围8000-10000KN，第一轧程轧制速度范围320-330m/min；
2)初轧，出口侧厚度传感器(2)在传感器行走轨道(3)上定时检测钢带宽度，时间范围为1-5秒；若检测厚度为0或行走至传感器行走轨道(3)边缘时，则反向行走，且不记录检测到的数据；
3)每一轧程结束后，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)本轧程检测的平均值和总压下率，比对当前轧程的总压下率和上一轧程的总压下率：
a)若总压下率≤上一轧程总压下率+15%或总压下率≥上一轧程总压下率+25%，则PLC控制器(4)提升下一轧程轧制力和轧制速度，提升量分别为1000KN-1200KN、100-150m/min；
b)若上一轧程总压下率+15%＜若总压下率＜上一轧程总压下率+25%，则PLC控制器(4)提升下一轧程轧制速度并保持轧制力不变，提升量为100-250m/min；
c)90%≤若总下压率＜95%，则PLC控制器(4)提升下一轧程轧制速度并保持轧制力不变，提升量为50-100m/min；
d)若总下压率≥95%，则停止轧制。
本发明的有益效果是：
本发明采用PLC控制器计算每轧制道次的总压下率，控制每段轧程的轧制力和轧制速度，与轧制力或轧制速度不变的方式相比，节约了轧制时间，提高了生产效率。
本发明采用传感器行走轨道及厚度传感器，实现了厚度传感器的横向移动，使得传感器测量钢带宽度上多点的厚度，得到的数据更加准确，减小了厚度测量的误差。
本发明的控制方法通过PLC控制器控制轧制力和轧制速度的增减，实现了钢带轧制的全自动化，减少了人力消耗。
附图说明
图1为：本发明钢带冷轧力控制装置结构示意图。
图2为：本发明钢带冷轧力控制装置传感器行走轨道俯视图。
图中：
1、轧辊组；2、厚度传感器；3、传感器行走轨道；4、PLC控制器；5、钢坯。
具体实施方式
下面结合附图1-2和对比例、实施例1-2对本发明进行说明。
对比例：
对比例以厚度为3.0mm的热轧钢带为原料，在轧制力为9000KN 的条件下保持不变，经7道次轧制制成厚度为0.18mm的钢带；7道次轧制过程中，轧制速度在325～1080m/min范围内按道次依次增大，用时51分钟。对比例的轧制过程参数如下表：
实施例1：
实施例1采用的带钢轧制力控制装置，包括轧辊组(1)、厚度传感器(2)、传感器行走轨道(3)、PLC控制器(4)；所述传感器行走轨道(3)设置在轧辊组两端的上下两侧，上下两侧的传感器行走轨道(3)与钢坯(5)的距离相等，均与钢带的宽度方向平行，且与机架固定连接；所述厚度传感器(2)与传感器行走轨道(3)滑动连接；PLC控制器(4)分别与厚度传感器(2)、传感器行走轨道(3)电连接。
其控制方法的步骤为：
1)原材料准备，热轧带钢3.0mm厚；启动PLC控制器(4)电源，设置初轧轧制力8000KN、轧制速度320m/min；
2)第一轧程，出口厚度传感器(2)在传感器行走轨道(3)上定时检测钢带宽度，时间范围为5秒；若检测厚度为0或行走至行走轨道边缘时，则反向行走，且不记录检测到的数据；
3)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值1.9mm，总压下率37%＞上一轧程总压下率0+25%， PLC控制器(4)提升下一轧程轧制力1000KN，提升至9000KN，提升下一轧程轧制速度100m/min，提升至420m/min；
4)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值1.35mm，若上一轧程总压下率37%+15%＜总压下率55%＜上一轧程总压下率37%+25%，下一轧程轧制力不变，PLC控制器(4)提升下一轧程轧制速度100m/min，提升至520 m/min；
5)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值1.11mm，总压下率63%＜上一轧程总压下率55%+15%，PLC控制器(4)提升下一轧程轧制力1000KN，提升至10000KN，提升下一轧程轧制速度100m/min，提升至620m/min；
6)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值0.8mm，总压下率70%＜上一轧程总压下率63%+15%， PLC控制器(4)提升下一轧程轧制力1000KN，提升至11000KN，提升至提升下一轧程轧制速度100m/min，提升至720m/min；
7)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值0.3mm，90%≤总压下率90%＜95%，下一轧程轧制力不变，PLC控制器(4)提升下一轧程轧制速度50m/min，提升至770m/min；
8)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值0.2mm，90%＜总压下率93%＜95%，下一轧程轧制力不变，提升下一轧程轧制速度50m/min，提升至820m/min；
9)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值0.15mm，总压下率95%=95%，停止轧制。
实施例1的轧制过程用时43.4min，参数如下表：
实施例2：
实施例2采用的带钢轧制力控制装置，包括轧辊组(1)、厚度传感器(2)、传感器行走轨道(3)、PLC控制器(4)；所述传感器行走轨道(3)设置在轧辊组两端的上下两侧，上下两侧的传感器行走轨道(3)与钢坯(5)的距离相等，均与钢带的宽度方向平行，且与机架固定连接；所述厚度传感器(2)与传感器行走轨道(3)滑动连接；PLC控制器(4)分别与厚度传感器(2)、传感器行走轨道(3)电连接。
其控制方法的步骤为：
1)原材料准备，热轧带钢3.0mm厚；启动PLC控制器(4)电源，设置初轧轧制力10000KN，轧制速度330m/min；
2)第一轧程，出口厚度传感器(2)在传感器行走轨道(3)上定时检测钢带宽度，时间范围为2秒；若检测厚度为0或行走至行走轨道边缘时，则反向行走，且不记录检测到的数据；
3)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值1.8mm，总压下率40%＞上一轧程总压下率0+25%，PLC控制器(4)提升下一轧程轧制力1200KN，提升至11200KN，提升下一轧程轧制速度150m/min，提升至480m/min；
4)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值1.3mm，上一轧程总压下率40+15%＜总压下率57%＜上一轧程总压下率40%+25%，下一轧程轧制力不变，PLC控制器(4)提升下一轧程轧制速度200m/min，提升至680m/min；
5)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值1.08mm，总压下率64%＜上一轧程总压下率57+15%，PLC控制器(4)提升下一轧程轧制力1200KN，提升至12400KN，提升下一轧程轧制速度150m/min，提升至830m/min；
6)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值0.6mm，上一轧程总压下率64%+15%＜总压下率80%＜上一轧程总压下率64%+25%，下一轧程轧制力不变，PLC控制器(4)提升下一轧程轧制速度200m/min，提升至1030m/min；
7)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值0.35mm，总压下率88%＜上一轧程总压下率80%+15%，PLC控制器(4)提升下一轧程轧制力1200KN，提升至13600KN，提升下一轧程轧制速度150m/min，提升至1180m/min；
8)轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值0.2mm， 90%＜总压下率93%＜95%，下一轧程轧制力不变，提升下一轧程轧制速度50m/min，提升至1230/min；
9) 轧程结束，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)检测的平均值0.14mm，总压下率总压下率总压下率95%=95%，停止轧制。
实施例2的轧制过程用时43min，参数如下表：
本发明的技术方案与对比例相比，节约了轧制时间，提高了生产效率；减小了厚度测量的误差，实现了钢带轧制的全自动化，减少了人力消耗。

Claims (1)

1.一种带钢轧制力控制装置的控制方法，其特征在于：所述控制装置包括轧辊组(1)、厚度传感器(2)、传感器行走轨道(3)、PLC控制器(4)；所述传感器行走轨道(3)设置在轧辊组(1)两端的上下两侧，上下两侧的传感器行走轨道(3)与钢坯(5)的距离相等，均与钢带的宽度方向平行，且与机架固定连接；所述厚度传感器(2)与传感器行走轨道(3)滑动连接；PLC控制器(4)分别与厚度传感器(2)、传感器行走轨道(3)电连接；所述控制装置的控制步骤为：
1)原材料准备，热轧带钢3.0-4.0mm厚；启动PLC控制器(4)电源，设置轧制力、轧制速度，第一轧程轧制力范围8000-10000KN，第一轧程轧制速度范围320-330m/min；
2)初轧，出口侧厚度传感器(2)在传感器行走轨道(3)上定时检测钢带宽度，时间范围为1-5秒；若检测厚度为0或行走至传感器行走轨道(3)边缘时，则反向行走，且不记录检测到的数据；
3)每一轧程结束后，PLC控制器(4)计算厚度传感器(2)本轧程检测的平均值和总压下率，比对当前轧程的总压下率和上一轧程的总压下率：
a)若总压下率小于或等于上一轧程总压下率+15％或总压下率大于或等于上一轧程总压下率+25％，则PLC控制器(4)提升下一轧程轧制力和轧制速度，提升量分别为1000KN-1200KN、100-150m/min；
b)若总压下率小于上一轧程总压下率+25％且大于上一轧程总压下率+15％，则PLC控制器(4)提升下一轧程轧制速度并保持轧制力不变，提升量为100-250m/min；
c)若总下压率小于95％且大于或等于90％，则PLC控制器(4)提升下一轧程轧制速度并保持轧制力不变，提升量为50-100m/min；
d)若总下压率大于或等于95％，则停止轧制。
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