CN106607459A - 热轧带钢楔形控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧带钢楔形控制系统及方法，本发明的方法包括以下步骤：步骤1，测量板坯出炉温度数据；步骤2，计算板坯横向温度差；步骤3，判断横向温度差是否大于允许值？若否，则结束，若是，则进入步骤4；步骤4，计算轧机两侧的轧制力偏差；步骤5，计算轧机两侧弹跳与辊缝楔形补偿量；步骤6，输出辊缝楔形补偿量。本发明的热轧带钢楔形控制系统及方法利用温度仪检测板坯横向温度分布，对轧机辊缝进行预先补偿，改善楔形轧制和最终带钢楔形，同时提高热轧轧制稳定性和带钢产品板形质量。

Description

热轧带钢楔形控制系统及方法

技术领域

本发明涉及热轧带钢生产系统及方法，更具体地说，涉及一种热轧带钢楔形控制系统及方法。

背景技术

热轧带钢是重要的钢铁产品，热连轧是热轧带钢生产的主要方式之一。如图1所示，生产工艺装置一般依次是加热炉1、高压水除鳞机2、粗轧机3、精轧机4、层流冷却装置5、卷取机6。

楔形是热轧带钢生产中经常发生的板形问题，伴随楔形存在通常还会发生带钢的镰刀弯和单边浪板形缺陷，对生产稳定性和用户使用造成极为不利的影响。

楔形问题源于非对称轧制，如图2所示。非对称轧制影响因素众多，包括轧件、轧机和轧制对中性三个方面。如图3a和3b的对比所示，其中由于加热炉加热不均匀，导致的轧件横向温度差是引起非对称轧制和带钢楔形的一个重要原因。对于热轧带钢楔形，目前普遍缺乏相应控制手段。生产中通常需要操作工根据操作经验事先对轧机辊缝进行预埋，具有较大的不确定性和误差。

对于热轧生产中的轧件楔形和镰刀弯问题，国外的日本专利JP08323411A公开了一种楔形与镰刀弯同步控制方法，是综合利用水平辊和出口导板的压力和开口度，实现楔形与镰刀弯的检测与控制。由于该方法属于反馈型控制方法，不能及时作用，尤其对于粗轧，板坯较短，控制效果容易受到影响。

发明内容

针对现有技术中存在的热轧带钢生产中经常发生楔形板形的问题，本发明的目的是提供一种热轧带钢楔形控制系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热轧带钢楔形控制系统，包括温度仪、控制单元、粗轧机、精轧机、层流冷却装置。温度仪、粗轧机、精轧机和层流冷却装置沿生产线依次连接，控制单元接收温度仪的信号，并分别与粗轧机和精轧机信号连接。温度仪检测板坯的横向温度分布，控制单元计算横向温度的差值，并进一步计算轧制力的偏差、以及弹跳与辊缝楔形补偿量，最后将补偿量输出至粗轧机和精轧机。

根据本发明的一实施例，温度仪设置于加热炉的出口附近。

根据本发明的一实施例，层流冷却装置后端设有卷取机。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种热轧带钢楔形控制方法，包括以下步骤：步骤1，测量板坯出炉温度数据；步骤2，计算板坯横向温度差；步骤3，判断横向温度差是否大于允许值？若否，则结束，若是，则进入步骤4；步骤4，计算轧机两侧的轧制力偏差；步骤5，计算轧机两侧弹跳与辊缝楔形补偿量；步骤6，输出辊缝楔形补偿量。

根据本发明的一实施例，步骤2的计算方法为： 其中：a₁、a₂、...a_n为测量到的一组工作侧温度值，T_w为工作侧平均温度，单位℃；b₁、b₂、...b_n为测量到的一组传动侧温度值，T_d为传动侧平均温度，单位℃；两侧横向温差为：ΔT＝T_w-T_d；其中，ΔT为两侧横向温差，单位℃。

根据本发明的一实施例，步骤4的计算方法为：其中，ΔF为两侧轧制力偏差，单位kN；F为轧机总轧制力，单位kN。

根据本发明的一实施例，步骤5的计算方法为：其中，ds为轧机辊缝楔形补偿量，单位mm；M为轧机刚度，单位mm/kN。

在上述技术方案中，本发明的热轧带钢楔形控制系统及方法利用温度仪检测板坯横向温度分布，对轧机辊缝进行预先补偿，改善楔形轧制和最终带钢楔形，同时提高热轧轧制稳定性和带钢产品板形质量。

附图说明

图1是热轧带钢生产线示意图；

图2是非对称轧制示意图；

图3a和3b是板坯横向温度分布示意图；

图4是本发明热轧带钢楔形控制系统示意图；

图5是本发明热轧带钢楔形控制方法流程图；

图6是辊缝楔形补偿量与两侧温度偏差的关系曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

参照图4，本发明首先公开一种热轧带钢楔形控制系统，包括加热炉1、高压水除鳞机2、温度仪7、控制单元8、粗轧机3、精轧机4、层流冷却装置5、卷取机6。温度仪7设置于加热炉1的出口附近，温度仪7、粗轧机3、精轧机4和层流冷却装置5沿生产线依次连接，层流冷却装置5后端设有卷取机6。

控制单元8接收温度仪7的信号，并分别与粗轧机3和精轧机4信号连接。温度仪7检测板坯的横向温度分布，控制单元8计算横向温度的差值，并进一步计算轧制力的偏差、以及弹跳与辊缝楔形补偿量，最后将补偿量输出至粗轧机3和精轧机4。

其次，本发明还公开上述系统的控制方法，如图5所示，包括以下步骤：

S1：测量板坯出炉温度数据。板坯温度分布检测由布置在加热炉出口的温度计，检测板坯出炉温度横向分布，假设生产中测量到的一组工作侧温度值分别为a₁、a₂、...a_n，一组传动侧温度值分别为b₁、b₂、...b_n，由此可以得到操作侧和传动侧边部平均温度。

S2：计算板坯横向温度差。

平均温度取距边部100～300mm的测量结果进行平均：

式中：T_w为工作侧平均温度，单位℃，T_d为传动侧平均温度，单位℃。

两侧横向温差为：

ΔT＝T_w-T_d (3)

式中：ΔT为两侧横向温差，单位℃。

S3：判断横向温度差是否大于允许值？若否，则结束，若是，则进入S4。

S4：计算轧机两侧的轧制力偏差。

式中：ΔF为两侧轧制力偏差，单位kN；F为轧机总轧制力，单位kN。

S5：计算轧机两侧弹跳与辊缝楔形补偿量。

式中：ds为轧机辊缝楔形补偿量，单位mm；M为轧机刚度，单位mm/kN。

S6：输出辊缝楔形补偿量。

下面通过实施例来进一步说明上述技术方案。

实施例

对某热轧产品生产过程，板坯规格1200×220mm，加热温度1230℃。由出炉温度检测仪测量实际加热温度，工作侧T_w＝1237℃，传动侧T_d＝1190℃。轧制过程轧机轧制力18000kN，轧机刚度5300kN/mm。

出炉温度检测仪测量实际加热温度如下表所示。

出炉温度实测结果

测量位置	工作侧温度(℃)	操作侧温度(℃)
			点1	1234.2	1193.1
点2	1240.7	1187.7
			点3	1237.4	1188.8
点4	1238.1	1193.5
			点5	1233.8	1185.7
点6	1238.4	1190.4
			点7	1236.3	1188.4
点8	1239.1	1192.7

由上述式(1)和(2)可以计算出：T_w＝1237.3℃，T_d＝1190.0℃。

根据上述式(3)，两侧温度差：

ΔT＝T_w-T_d＝1237.3-1190.0＝47.3℃

根据式(5)，辊缝楔形补偿量与两侧温度偏差的关系如图6所示，当温度偏差为47℃时辊缝楔形补偿量为：

轧机辊缝楔形补偿量由计算机控制系统进行轧机辊缝设定。通过对轧机辊缝进行预先补偿，可以改善楔形轧制和最终带钢楔形，同时提高热轧轧制稳定性和带钢产品板形质量。

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，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种热轧带钢楔形控制系统，其特征在于，包括：

温度仪、控制单元、粗轧机、精轧机、层流冷却装置；

所述温度仪、粗轧机、精轧机和层流冷却装置沿生产线依次连接，所述控制单元接收温度仪的信号，并分别与粗轧机和精轧机信号连接；

所述温度仪检测板坯的横向温度分布，所述控制单元计算横向温度的差值，并进一步计算轧制力的偏差、以及弹跳与辊缝楔形补偿量，最后将所述补偿量输出至粗轧机和精轧机。

2.如权利要求1所述的热轧带钢楔形控制系统，其特征在于，所述温度仪设置于加热炉的出口附近。

3.如权利要求1所述的热轧带钢楔形控制系统，其特征在于，所述层流冷却装置后端设有卷取机。

4.一种热轧带钢楔形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，测量板坯出炉温度数据；

步骤2，计算板坯横向温度差；

步骤3，判断横向温度差是否大于允许值？若否，则结束，若是，则进入步骤4；

步骤4，计算轧机两侧的轧制力偏差；

步骤5，计算轧机两侧弹跳与辊缝楔形补偿量；

步骤6，输出辊缝楔形补偿量。

5.如权利要求4所述的热轧带钢楔形控制方法，其特征在于，步骤2的计算方法为：

$T_w=\frac{1}{n}(a_1+a_2+...+a_n);$

$T_d=\frac{1}{n}(b_1+b_2+...+b_n);$

其中：

a₁、a₂、...a_n为测量到的一组工作侧温度值，T_w为工作侧平均温度，单位℃；

b₁、b₂、...b_n为测量到的一组传动侧温度值，T_d为传动侧平均温度，单位℃；

两侧横向温差为：

ΔT＝T_w-T_d；其中，ΔT为两侧横向温差，单位℃。

6.如权利要求4所述的热轧带钢楔形控制方法，其特征在于，步骤4的计算方法为：

$\mathrm{\Δ}F=\frac{-\mathrm{\Δ}T}{T_w+T_d}\·F;$

其中，ΔF为两侧轧制力偏差，单位kN；F为轧机总轧制力，单位kN。

7.如权利要求4所述的热轧带钢楔形控制方法，其特征在于，步骤5的计算方法为：

$ds=-\frac{2F}{M}\left(\frac{\mathrm{\Δ}T}{T_w+T_d}\right);$

其中，ds为轧机辊缝楔形补偿量，单位mm；M为轧机刚度，单位mm/kN。