CN106555048A - 一种高精度加热炉抽钢定位控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度加热炉抽钢定位控制方法，所述的控制方法是一种控制加热炉板坯抽钢时定位准确性的方法，利用板坯的热态宽度，根据板坯的1/2热态宽度，并以出料辊道中心线为原点，计算抽钢机的动作行程，本发明的控制方法能够简单有效的保证将板坯抽出至出炉辊道中心线位置，提高了板坯抽钢后再辊道上的定位精度，减少由于定位不准导致板坯进入轧机时发生“卡钢”的频率。

Description

一种高精度加热炉抽钢定位控制方法

技术领域

本发明涉及冶金轧钢自动控制领域，具体涉及一种高精度加热炉抽钢定位控制方法，是一种控制加热炉板坯抽钢时定位准确性的方法。

背景技术

加热炉在生产中的作用就是将坯料加热到所需要的目标温度，在加热炉的电气控制中，除了一些辅助设施泵和通讯等控制功能之外，就设备而言，主要包括推钢机、步进梁、抽钢机的电气控制。推钢机的主要作用是把炉前对中结束后的板坯推入炉内，以让炉内步进梁接收。步进梁的主要作用是通过固定间距的周期运动把加热的板坯一步一步送到加热炉的出口侧。

板坯在加热炉内加热完毕，到达加热炉出口后，需通过抽钢机将板坯从加热炉内抽出，抽钢机的主要作用是把已经加热好的板坯从炉内抽出，并放在出炉辊道的中间位置，然后通过辊道将板坯送往轧机。抽钢机有左抽钢机和右抽钢机组成，在短坯的情况下，左、右抽钢机单独运行，在长坯的情况下，两个抽钢机一起运行，但两个抽钢机没有耦合装置，它们同时运行时，是由软件来调节左、右抽钢机的速度，以达到同步运行的。

在现场生产过程中，经常发生由于板坯定位不准(偏辊道一侧方向)，使得板坯在进入轧机时卡在粗轧入口辊道护板上，板坯不能正常进入后续粗轧区域机组进行轧制，由此造成板坯在粗轧入口无法正常进钢，只能回炉的问题，给正常的生产带来影响。

如图1所示，目前抽钢机定位控制中，抽钢机行程计算时，以抽钢机停止位置时的抽钢臂端头位置为原点，板坯宽度信息用冷态板坯宽度，且板坯宽度尺寸采用3/4板坯宽度。

目前的抽钢控制技术无法有效地将板坯抽出至出炉辊道中心线位置，容易造成板坯托起不稳或者抽钢机前进过长的问题，并且由于抽钢时定位不准，导致板坯进入轧机时发生“卡钢”。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度加热炉抽钢定位控制方法，本发明的控制方法能够将板坯定位于辊道中心、减少板坯定位偏差，减少由于定位不准导致板坯进入轧机时发生“卡钢”的现象，并能够简单有效的保证将板坯抽出至出炉辊道中心线位置，同时保证安全稳定的托起待抽板坯、避免板坯托起不稳或者抽钢机前进过长，用以解决目前抽钢定位控制方案定位不准，板坯进入轧机时卡刚的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种高精度加热炉抽钢定位控制方法，所述的控制方法包括如下步骤：

(1)板坯到达加热炉出口后，步进梁为完成正在运行的步进周期，继续前行，并在步进梁完成步进周期后，计算板坯运行的溢出量，即步进梁继续行走的距离；

(2)步进梁动作完成，并判定可以抽钢后，检测板坯的出炉温度，根据出炉温度确定板坯的热膨胀系数，从而得到板坯经过加热炉后的热态宽度；

(3)根据所述的热态宽度值，以出料辊道中心线为原点，采用板坯的1/2热态宽度，计算抽钢机的动作行程，并将计算得到的抽钢机动作行程值发送给抽钢机；

(4)抽钢机根据所述的动作行程值，将板坯托起，后退至初始位置，将板坯放置于轨道，完成板坯的抽钢定位控制。

上述控制方法能够将板坯定位于辊道中心、减少板坯定位偏差，减少由于定位不准导致板坯进入轧机时发生“卡钢”的频率。

进一步地，根据本发明所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，所述的步骤(1)中，通过位于加热炉出料端的激光位移传感器发送激光脉冲，实时检测板坯的位置。

进一步地，根据本发明所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，所述的步骤(1)中，步进梁继续行走的距离为：

δ＝k·(s₂-s₁)

其中，δ为板坯运行的溢出量，即步进梁为完成正在运行的步进周期，继续行走的距离；

k为1个激光脉冲对应的位移；

s1为步进梁继续前进时，激光位移传感器的读数；

s2为步进梁动作完毕时，激光位移传感器的读数。

进一步地，根据本发明所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，所述的步骤(2)中，热态宽度的计算过程如下：

W_热＝W_冷×(1+α/100)

其中，w_热为板坯经过加热炉后，抽钢前的热态宽度；

W_冷为板坯进入加热炉前的冷态宽度；

α表示热膨胀系数。

进一步地，根据本发明所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，所述的热膨胀系数通过查询热膨胀系数与出炉温度的关系表获得。

进一步地，根据本发明所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，所述抽钢机动作行程的计算方法为：

L_e＝L_o+w_热/2–δ

其中，L_e为抽钢机的动作行程值，即板坯中心线与辊道中心线的距离；

L_o为加热炉出料端激光位移传感器距离辊道中心线的距离；

w_热为板坯经过加热炉后，抽钢前的热态宽度。

本发明达到的有益效果：本发明的控制方法能够简单有效的保证将板坯抽出至出炉辊道中心线位置，同时保证安全稳定的托起待抽板坯、避免板坯托起不稳或者抽钢机前进过长，能够将板坯定位于辊道中心、减少板坯定位偏差，提高了板坯抽钢后再辊道上的定位精度，减少由于定位不准导致板坯进入轧机时发生“卡钢”的频率。

附图说明

图1是现有的板坯抽钢定位控制原理图；

图2是本发明的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。

目前的抽钢控制技术无法有效地将板坯抽出至出炉辊道中心线位置，容易造成板坯托起不稳或者抽钢机前进过长的问题，并且由于抽钢时定位不准，导致板坯进入轧机时发生“卡钢”。

为解决目前存在的问题，本申请提供一种能够将板坯定位于辊道中心、减少板坯定位偏差的控制方案，以便于由于定位不准导致板坯进入轧机时发生“卡钢”现象的频率。

实施例：

如图2所示，本申请的具体控制过程如下：

步骤1，位于加热炉出料端的激光位移传感器实时发送激光脉冲，检测板坯位置，当步进梁将板坯送到加热炉出口时，加热炉出料端的激光位移传感器检测到板坯，加热炉出料端的激光位移传感器接通，步进梁为完成正在运行的步进周期，继续行走，同时一级计算机L1读取此时激光位移传感器测得的数据。

步骤2，当步进梁运行完毕后，一级计算机L1再次读取激光位移传感器测得的数据，并计算板坯运行超出激光位移传感器位置的溢出量，同时上传板坯位置给二级计算机L2。

板坯运行超出激光位移传感器位置的溢出量的计算方法如下：

δ＝k·(s₂-s₁)

其中，δ为板坯运行超出激光位移传感器位置的溢出量，表示出料端激光位移传感器检测到板坯后，步进梁为完成正在运行的步进周期，继续行走的距离；

k为1个脉冲对应的位移；

s1为步进梁前进时，激光位移传感器的读数；

s2为步进梁动作完毕时，激光位移传感器的读数。

步骤3，当二级计算机L2根据板坯位置判定可以抽钢时，检测板坯的出炉温度，并通过查询热膨胀系数与出炉温度的关系表，如表1所示，确定热膨胀系数，所述的热膨胀系数与出炉温度的关系表存储在二级计算机L2中。

表1热膨胀系数与出炉温度的关系表

出炉温度	<1050	1050～1099	1100～1149	1150～1199	1200～1249	≥1250
							热膨胀系数	0.73	1.53	1.65	1.76	1.86	1.87

步骤4，根据查询到的热膨胀系数，计算板坯经过加热炉后的热态宽度，所述热态宽度的计算过程如下：

W_热＝W_冷×(1+α/100)

其中，w_热为板坯经过加热炉后，抽钢前的热态宽度；

W_冷为板坯进入加热炉前的冷态宽度，该数据由加热炉二级计算机L2获取；

α表示热膨胀系数。

步骤5，二级计算机L2下达抽钢指令给一级计算机L1，并发送板坯热态宽度值w_热给一级计算机L1。

步骤6，一级计算机L1接收到抽钢指令和板坯热态宽度值w_热之后，计算抽钢机的动作行程，并将计算得到的抽钢机动作行程值发送给抽钢机，控制抽钢机动作，其中抽钢机动作行程的计算采用如下公式：

L_e＝L_o+w_热/2–δ

其中，L_e为抽钢机的动作行程值，即板坯中心线与辊道中心线的距离；

L_o为加热炉出料端激光位移传感器距离辊道中心线的距离；

w_热为板坯经过加热炉后，抽钢前的热态宽度。

步骤7，抽钢机根据计算得到的动作行程值，将板坯托起，后退至初始位置，将板坯放置于轨道，完成板坯的抽钢控制。

采用本发明所述抽钢机定位控制方法，能够简单有效的保证将板坯抽出至出炉辊道中心线位置，同时保证安全稳定的托起待抽板坯、避免板坯托起不稳或者抽钢机前进过长的问题。

下面以某热轧厂的抽钢过程为例，对本发明的控制过程做进一步说明：

某热轧厂加热炉出料端激光位移传感器距离出炉辊道中心线距离为3850mm，某块板坯装炉时冷态宽度为1700mm，板坯经过加热炉后，其温度达到1210℃，加热炉步进梁运行时，激光传感器发送1个单位脉冲对应的距离为10mm。

该板坯抽钢行程计算如下：

1)热膨胀系数计算

通过查表1可知，1210℃属于1200～1249℃范围，该温度范围下对应的热膨胀系数为1.86。

2)板坯热态宽度计算

W_热＝板坯冷态宽度W_冷×(1+热膨胀系数α/100)

＝1700×(1+1.86/100)

＝1731.62mm

3)溢出量δ计算

接通加热炉出料端激光位移传感器时，激光位移传感器的读数s1为1，步进梁动作完毕下降时，激光位移传感器的读数s2为31，那么：

δ＝k·(s₂-s₁)

＝10×(31-1)

＝300mm

4)抽钢机动作行程计算，

L_e＝L_o+w_热/2–δ

＝3850+1731.62/2-300

＝4415.81mm

本发明的控制方法是一种控制加热炉板坯抽钢时定位准确性的方法，利用板坯的热态宽度，根据板坯的1/2热态宽度，并以出料辊道中心线为原点，计算抽钢机的动作行程，能够简单有效的保证将板坯抽出至出炉辊道中心线位置，能够将板坯定位于辊道中心、减少板坯定位偏差，提高了板坯抽钢后再辊道上的定位精度，减少由于定位不准导致板坯进入轧机时发生“卡钢”的频率。

Claims (6)

1.一种高精度加热炉抽钢定位控制方法，所述的控制方法包括如下步骤：

(1)板坯到达加热炉出口后，步进梁为完成正在运行的步进周期，继续前行，并在步进梁完成步进周期后，计算板坯运行的溢出量，即步进梁继续行走的距离；

(2)步进梁动作完成，并判定可以抽钢后，检测板坯的出炉温度，根据出炉温度确定板坯的热膨胀系数，从而得到板坯经过加热炉后的热态宽度；

(3)根据所述的热态宽度值，以出料辊道中心线为原点，采用板坯的1/2热态宽度，计算抽钢机的动作行程，并将计算得到的抽钢机动作行程值发送给抽钢机；

(4)抽钢机根据所述的动作行程值，将板坯托起，后退至初始位置，将板坯放置于轨道，完成板坯的抽钢定位控制。

2.根据权利要求1所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，通过位于加热炉出料端的激光位移传感器发送激光脉冲，实时检测板坯的位置。

3.根据权利要求2所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，步进梁继续行走的距离为：

δ＝k·(s₂-s₁)

其中，δ为板坯运行的溢出量，即步进梁为完成正在运行的步进周期，继续行走的距离；

k为1个脉冲对应的位移；

s1为步进梁继续前进时，激光位移传感器的读数；

s2为步进梁动作完毕时，激光位移传感器的读数。

4.根据权利要求1所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，热态宽度的计算过程如下：

W_热＝W_冷×(1+α/100)

其中，w_热为板坯经过加热炉后，抽钢前的热态宽度；

W_冷为板坯进入加热炉前的冷态宽度；

α表示热膨胀系数。

5.根据权利要求4所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，其特征在于，所述的热膨胀系数通过查询热膨胀系数与出炉温度的关系表获得。

6.根据权利要求1所述的高精度加热炉抽钢定位控制方法，其特征在于，所述抽钢机动作行程的计算方法为：

L_e＝L_o+w_热/2–δ

其中，L_e为抽钢机的动作行程值，即板坯中心线与辊道中心线的距离；

L_o为加热炉出料端激光位移传感器距离辊道中心线的距离；

w_热为板坯经过加热炉后，抽钢前的热态宽度。