CN106475421A - 一种中间坯来料凸度的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中间坯来料凸度的控制方法及装置，方法包括：识别中间坯来料的钢种；根据钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型，根据计算模型计算出精轧入口处的所述中间坯的第一凸度值；根据中间坯来料凸度测量值对第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值；其中，在修正过程中，当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值；如此，根据所述钢种、目标宽度、目标厚度、终轧温度建立凸度计算模型，根据所述凸度计算模型精确预测精轧机架入口中间坯来料凸度，确保精轧各机架进行凸度分配时可以按照真实来料情况进行分配与控制，进而确保精轧出口处目标凸度的控制精度。

Description

一种中间坯来料凸度的控制方法及装置

技术领域

本发明属于热连轧过程控制技术领域，尤其涉及一种中间坯来料凸度的控制方法及装置。

背景技术

在热连轧过程控制技术领域，精准的目标凸度控制是热连轧板形控制的核心，其中二级板形模型中精轧入口来料坯的凸度计算精度为实现目标凸度控制的重要因素之一。

目前大多板形二级过程系统，对精轧入口来料凸度均进行较为简易的经验化处理，或者通过优化最后一架粗轧机辊形来实现对精轧入口来料凸度的改善。由于没有充分考虑不同来料坯的钢种、规格、属性等因素，使得部分钢种、尤其使过硬或过软钢种的来料凸度值与实际情况偏差很大，导致精轧各机架进行凸度分配时不能按照真实来料情况进行分配与控制，进而影响上、下游机架的弯、窜辊能力的发挥，影响目标凸度控制精度，导致热轧卷成品出现板形问题，也不利于新产品的研发与推广。

因此，目前亟需一种中间坯来料凸度的控制方法及装置，以解决现有技术中的上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种中间坯来料凸度的控制方法及装置，以解决现有技术中不能精确预测精轧机架入口处中间坯来料凸度，导致精轧各机架进行凸度分配时不能按照真实来料情况进行分配与控制，最终导致精轧机出口处目标凸度的精度得不到保证的技术问题。

本发明提供一种中间坯来料凸度的控制方法，所述方法包括：

识别所述中间坯来料的钢种；

根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型，根据所述计算模型计算出精轧入口处的所述中间坯的第一凸度值；

根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值；其中，

在修正过程中，当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值。

上述方案中，当在预设的迭代次数中未达到预设的收敛值时，所述方法还包括：

确定以末次迭代次数计算得出的凸度值作为所述中间坯来料的实际凸度值。

上述方案中，所述凸度计算模型具体为：δ_cof(G,W,H,T)；其中，所述G为钢种系数，所述W为带钢目标宽度，所述H为带钢目标厚度，所述T为带钢终轧温度。

上述方案中，根据所述计算模型计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值具体包括：

根据公式P₀＝δ_cof(G,W,H,T)·f_r(p_vec,w_vec)·a_m计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值P₀；其中，所述f_r为经验库来料凸度函数，所述p_vec为经验库来料的凸度值系数，所述w_vec为经验库来料的属性系数；所述a_m为修正系数。

上述方案中，当所述中间坯来料的实际凸度值确定之后，所述方法还包括：

根据所述中间坯来料的实际凸度值与精轧出口处带钢目标凸度值确定精轧机架的凸度分配比例。

本发明还提供一种中间坯来料凸度的控制装置，所述装置包括：

识别单元，用于识别所述中间坯来料的钢种；

建立单元，用于根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型；

计算单元，用于根据所述计算模型计算出精轧入口处的所述中间坯的第一凸度值；

修正单元，用于根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值；

确定单元，用于当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值。

上述方案中，当在预设的迭代次数中未达到预设的收敛值时，所述确定单元还用于：

确定以末次迭代次数计算得出的凸度值作为所述中间坯来料的实际凸度值。

上述方案中，所述凸度计算模型具体为：δ_cof(G,W,H,T)；其中，所述G为钢种系数，所述W为目标宽度，所述H为目标厚度，所述T为终轧温度。

上述方案中，所述计算单元具体用于根据公式P₀＝δ_cof(G,W,H,T)·f_r(p_vec,w_vec)·a_m计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值；其中，所述f_r为经验库来料凸度函数，所述p_vec为经验库中来料的凸度值系数，所述w_vec为经验库中来料的属性系数；所述a_m为修正系数。

上述方案中，当所述中间坯来料的实际凸度值确定之后，所述确定单元还用于：

根据所述中间坯来料的实际凸度值与精轧出口目标凸度值确定精轧机架的凸度分配比例。

本发明提供了一种中间坯来料凸度的控制方法及装置，所述方法包括：识别所述中间坯来料的钢种；根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型，根据所述计算模型计算出精轧入口处的所述中间坯的第一凸度值；根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值；其中，在修正过程中，当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值；如此，根据所述钢种、目标宽度、目标厚度、终轧温度建立凸度计算模型，根据所述凸度计算模型精确预测精轧机架入口中间坯来料凸度，确保精轧各机架进行凸度分配时可以按照真实来料情况进行分配与控制，进而确保精轧出口处目标凸度的控制精度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的中间坯来料凸度的控制方法流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的中间坯来料凸度的控制装置整体结构示意图；

图3为为本发明实施例三提供的不同中间坯来料凸度下的各机架凸度比例分配示意图；

图4为本发明实施例三提供的不同中间坯来料凸度下的各机架凸度变化量示意图；

图5为本发明实施例三提供的中间坯来料凸度变化与凸度命中率之间的关系示意图。

具体实施方式

为了可以精确预测精轧机架入口中间坯来料凸度，确保精轧各机架进行凸度分配时可以按照真实来料情况进行分配与控制，进而确保目标凸度的精度，本发明提供了一种中间坯来料凸度的控制方法及装置，所述方法包括：识别所述中间坯来料的钢种；根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型，根据所述计算模型计算出精轧入口处的所述中间坯的第一凸度值；根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值；其中，在修正过程中，当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值。

下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

本实施例提供一种中间坯来料凸度的控制方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤110，识别所述中间坯来料的钢种。

本步骤中，可以根据钢种的材料代码，规格索引识别所述中间坯来料的钢种。

步骤111，根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型。

本步骤中，当确定出中间坯来料的钢种后，从经验库中获取带钢的目标宽度、目标厚度及终轧温度。根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型δ_cof(G,W,H,T)；其中，所述G为钢种系数，所述W为带钢目标宽度，所述H为带钢目标厚度，所述T为带钢终轧温度。

步骤112，根据所述凸度计算模型计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值。

本步骤中，当凸度计算模型确定之后，根据所述凸度计算模型计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值。

具体地，根据公式(1)计算精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值P₀；

P₀＝δ_cof(G,W,H,T)·f_r(p_vec,w_vec)·a_m (1)

其中，在公式(1)中，所述f_r为经验库来料凸度函数，所述p_vec为经验库来料的凸度值系数，所述w_vec为经验库来料的属性系数；所述a_m为修正系数。其中，所述a_m为指凸度测量值对计算值的修正系数；可以根据测量值与计算值的偏差进行插值取数得出。

步骤113，根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值。

本步骤中，当确定出第一凸度值后，为了确保精轧机入口前中间坯来料凸度值的精度，还需根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取修正后的第二凸度值；其中，所述凸度测量值是根据凸度测量仪测量获取的。

具体地，所述凸度计算模型根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正(迭代)，当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值；其中，所述预设的迭代次数一般取为10次，所述预设的收敛值为0.05mm。

另外，当在预设的迭代次数中未达到预设的收敛值时，确定以末次迭代次数计算得出的凸度值作为所述中间坯来料的实际凸度值。

进一步地，当精轧机入口处中间坯来料实际凸度值确定之后，还需根据所述实际凸度值及精轧机出口处的带钢目标凸度值确定精轧机架的凸度分配策略，以确保带钢目标凸度的精度。具体地，本实施中的精轧机机架一般包括七台，分别为：第一机架F1、第二机架F2、第三机架F3、第四机架F4、第五机架F5、第六机架F6、第七机架F7；其中，第一机架F1、第二机架F2、第三机架F3、第四机架F4为上游机架，第五机架F5、第六机架F6、第七机架F7为下游机架。精轧各机架的凸度分配以带钢金属流动理论为基础，通过上游机架CVC窜辊、下游机架自由窜辊以及各机架弯辊的调节，使带钢在上游机架金属流动充分，较大的发挥凸度调节能力；下游机架将保持等比例凸度分配原则，以保障精轧出口带钢具有良好平坦度。

这里，当带钢为软钢时，需要适当减少上游机架的凸度分配，使得金属充分流动。一般来说，上游机架的凸度分配减少的比例为5％-10％左右，优选地，为6％、7％、8％、9％或10％，下游机架的凸度比例保持不变。实际应用中，因各机架分配程度不同，上游机架凸度减少的比例也不一样。

当带钢为硬钢时，需要适当增加机架的凸度分配，使得金属充分流动。一般来说，上游机架的凸度分配增加的比例为5％-10％左右，优选地，为6％、7％、8％、9％或10％，下游机架的凸度比例保持不变。实际应用中，因各机架分配程度不同，上游机架凸度增加的比例也不一样。

本实施例中，根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、终轧温度建立凸度计算模型，根据所述凸度计算模型精确预测精轧机架入口中间坯来料凸度，确保精轧各机架进行凸度分配时可以按照真实来料情况进行分配与控制，进而确保精轧出口处目标凸度的控制精度。

实施例二

相应于实施例一，本实施例还提供一种中间坯来料凸度的控制装置，如图2所示，所述装置包括：识别单元21、建立单元22、计算单元23、修正单元24及确定单元25；其中，

所述识别单元21用于识别所述中间坯来料的钢种。

当所述识别单元21确定出所述中间坯来料的钢种后，所述建立单元22用于根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型；具体地，所述建立单元22从经验库中获取带钢的目标宽度、目标厚度及终轧温度。根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型δ_cof(G,W,H,T)；其中，所述G为钢种系数，所述W为带钢目标宽度，所述H为带钢目标厚度，所述T为带钢终轧温度。

当所述建立单元22建立好凸度计算模型后，所述计算单元23用于根据所述计算模型计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值；具体地，所述计算单元23根据公式(1)计算精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值P₀；

P₀＝δ_cof(G,W,H,T)·f_r(p_vec,w_vec)·a_m (1)

其中，在公式(1)中，所述f_r为经验库来料凸度函数，所述p_vec为经验库来料的凸度值系数，所述w_vec为经验库来料的属性系数；所述a_m为修正系数。其中，所述a_m为指凸度测量值对计算值的修正系数；可以根据测量值与计算值的偏差进行插值取数得出。

当所述第一凸度值计算出之后，所述修正单元24用于根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值；具体地，为了确保精轧机入口前中间坯来料凸度值的精度，所述修正单元24还需根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取修正后的第二凸度值；其中，所述凸度测量值是根据凸度测量仪测量获取的。

当所述修正单元24获取修正后的第二凸度值后，所述确定单元25用于确定是否将第二凸度值作为实际凸度值；当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，所述确定单元25确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值。具体地，所述凸度计算模型根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正(迭代)，当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值；其中，所述预设的迭代次数一般取为10次，所述预设的收敛值为0.05mm。

另外，当在预设的迭代次数中未达到预设的收敛值时，所述确定单元25确定以末次迭代次数计算得出的凸度值作为所述中间坯来料的实际凸度值。

进一步地，当精轧机入口处中间坯来料实际凸度值确定之后，所述确定单元25还需根据所述实际凸度值及精轧机出口处的带钢目标凸度值确定精轧机架的凸度分配策略，以确保带钢目标凸度的精度。

具体地，本实施中的精轧机机架一般包括七台，分别为：第一机架F1、第二机架F2、第三机架F3、第四机架F4、第五机架F5、第六机架F6、第七机架F7；其中，第一机架F1、第二机架F2、第三机架F3、第四机架F4为上游机架，第五机架F5、第六机架F6、第七机架F7为下游机架。精轧各机架的凸度分配以带钢金属流动理论为基础，通过上游机架CVC窜辊、下游机架自由窜辊以及各机架弯辊的调节，使带钢在上游机架金属流动充分，较大的发挥凸度调节能力；下游机架将保持等比例凸度分配原则，以保障精轧出口带钢具有良好平坦度。

这里，当带钢为软钢时，需要适当减少上游机架的凸度分配，使得金属充分流动。一般来说，上游机架的凸度分配减少的比例为5％-10％左右，优选地，为6％、7％、8％、9％或10％，下游机架的凸度比例保持不变。实际应用中，因各机架分配程度不同，上游机架凸度减少的比例也不一样。

当带钢为硬钢时，需要适当增加机架的凸度分配，使得金属充分流动。一般来说，上游机架的凸度分配增加的比例为5％-10％左右，优选地，为6％、7％、8％、9％或10％，下游机架的凸度比例保持不变。实际应用中，因各机架分配程度不同，上游机架凸度增加的比例也不一样。

实际应用中，所述识别单元21、建立单元22、计算单元23、修正单元24及确定单元25可以由本装置的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、数字信号处理器(DSP，Digtal Signal Processor)、可编程逻辑阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、微控制单元(MCU，Micro Controller Unit)实现。

本实施例中，根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、终轧温度建立凸度计算模型，根据所述凸度计算模型精确预测精轧机架入口中间坯来料凸度，确保精轧各机架进行凸度分配时可以按照真实来料情况进行分配与控制，进而确保精轧出口处目标凸度的控制精度。

实施例三

实际应用中，以某热轧产线轧制的某钢种为例，在只改变来料凸度、其他一切条件均不发生改变的情况下，研究不同来料凸度对精轧机机架间比例凸度分配情况的影响程度，通过离线仿真，其中，不同中间坯来料凸度下的各机架凸度比例分配如图3所示，不同中间坯来料凸度下的各机架凸度变化量如图4所示。具体地，设定中间坯来料凸度分别为0.181mm，0.281mm，0.381mm，0.481mm，0.581mm，0.681mm六种情况，这六种情况中，中间值0.381mm与目前现场轧制所有品种带钢的来料凸度值最为贴近，一般情况下，软钢的实际来料凸度值偏小，即假定0.181mm和0.281mm代表软钢，硬钢的实际来料凸度值偏大，即假定0.581mm和0.681mm代表硬钢。从图3和图4中可知：按照金属流动规律，对于软钢，按照目前模型设定计算，需要适当减少上游机架的凸度分配，以至于软钢在第一机架F1的金属流动分配不易过多，对于硬钢，则需要适当增大上游机架的凸度分配，使金属充分流动。这里，精轧机机架一般包括七台，分别为：第一机架F1、第二机架F2、第三机架F3、第四机架F4、第五机架F5、第六机架F6、第七机架F7；其中，第一机架F1、第二机架F2、第三机架F3、第四机架F4为上游机架，第五机架F5、第六机架F6、第七机架F7为下游机架。精轧各机架的凸度分配以带钢金属流动理论为基础，通过上游机架CVC窜辊、下游机架自由窜辊以及各机架弯辊的调节，使带钢在上游机架金属流动充分，较大的发挥凸度调节能力；下游机架将保持等比例凸度分配原则，以保障精轧出口带钢具有良好平坦度。

这里，当带钢为软钢时，需要适当减少上游机架的凸度分配，使得金属充分流动。一般来说，上游机架的凸度分配减少的比例为5％-10％左右，优选地，为6％、7％、8％、9％或10％。实际应用中，因各机架分配程度不同，上游机架凸度减少的比例也不一样。本实施例中上游机架凸度分配减少的比例为5％，下游机架的凸度比例保持不变。

当带钢为硬钢时，需要适当增加上游机架的凸度分配，使得金属充分流动。一般来说，上游机架的凸度分配增加的比例为5％-10％左右，优选地，为6％、7％、8％、9％或10％。实际应用中，因各机架分配程度不同，上游机架凸度增加的比例也不一样。本实施例中上游机架凸度分配增加的比例为6％，下游机架的凸度比例保持不变。

针对此现象，以规格为*的SPHC的钢种为例，该钢种的目标宽度为1015mm，目标厚度为2.75mm，终轧温度为910℃，经验库来料的凸度值系数p_vec为0.374mm，经验库来料的属性系数w_vec为1015mm，修正系数a_m为0.66。

采用实施例一提供的中间坯来料凸度的控制方法及实施例二提供的中间坯来料凸度的控制装置对该钢种的凸度值进行修正，并选取采用本发明提供的凸度计算模型之前轧制的一组SPHC做为实验前数据进行对比。具体地，该钢种属于软钢系列，实验应用钢种共10块，位于所在轧辊周期的第71-80块，属于轧辊末期，该凸度计算模型使用前，精轧出口实测凸度值在目标凸度值附近波动较大，控制不稳定，通过该凸度计算模型适当降低了该钢种的来料凸度，使精轧出口实测的凸度值均与目标凸度值吻合较好，凸度命中率也更高，中间坯来料凸度变化与凸度命中率之间的关系如图5所示。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中间坯来料凸度的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

识别所述中间坯来料的钢种；

根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型，根据所述计算模型计算出精轧入口处的所述中间坯的第一凸度值；

根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值；其中，

在修正过程中，当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当在预设的迭代次数中未达到预设的收敛值时，所述方法还包括：

确定以末次迭代次数计算得出的凸度值作为所述中间坯来料的实际凸度值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凸度计算模型具体为：δ_cof(G,W,H,T)；其中，所述G为钢种系数，所述W为带钢目标宽度，所述H为带钢目标厚度，所述T为带钢终轧温度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述计算模型计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值具体包括：

根据公式P₀＝δ_cof(G,W,H,T)·f_r(p_vec,w_vec)·a_m计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值P₀；其中，所述f_r为经验库来料凸度函数，所述p_vec为经验库来料的凸度值系数，所述w_vec为经验库来料的属性系数；所述a_m为修正系数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述中间坯来料的实际凸度值确定之后，所述方法还包括：

根据所述中间坯来料的实际凸度值与精轧出口处带钢目标凸度值确定精轧机架的凸度分配比例。

6.一种中间坯来料凸度的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

识别单元，用于识别所述中间坯来料的钢种；

建立单元，用于根据所述钢种、带钢目标宽度、带钢目标厚度、带钢终轧温度建立凸度计算模型；

计算单元，用于根据所述计算模型计算出精轧入口处的所述中间坯的第一凸度值；

修正单元，用于根据所述中间坯来料凸度测量值对所述第一凸度值进行在线修正获取第二凸度值；

确定单元，用于当在预设的迭代次数中达到预设的收敛值时，确定以所述第二凸度值作为中间坯来料的实际凸度值。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，当在预设的迭代次数中未达到预设的收敛值时，所述确定单元还用于：

确定以末次迭代次数计算得出的凸度值作为所述中间坯来料的实际凸度值。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述凸度计算模型具体为：δ_cof(G,W,H,T)；其中，所述G为钢种系数，所述W为目标宽度，所述H为目标厚度，所述T为终轧温度。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算单元具体用于根据公式P₀＝δ_cof(G,W,H,T)·f_r(p_vec,w_vec)·a_m计算出精轧入口时的所述中间坯的第一凸度值；其中，所述f_r为经验库来料凸度函数，所述p_vec为经验库中来料的凸度值系数，所述w_vec为经验库中来料的属性系数；所述a_m为修正系数。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述中间坯来料的实际凸度值确定之后，所述确定单元还用于：

根据所述中间坯来料的实际凸度值与精轧出口目标凸度值确定精轧机架的凸度分配比例。