CN106914494B - 热轧带钢的板形控制系统及方法 - Google Patents

热轧带钢的板形控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种热轧带钢的板形控制方法，包括测量轧机出口处的带钢的一侧和另一侧的翘曲度λw和λd；计算所述轧机的两侧的压下量的第一倾斜调节量Δs1；若所述第一倾斜调节量Δs1为正值，则将所述轧机的工作辊的所述一侧的压下量增加|Δs1|，若所述第一倾斜调节量Δs1为负值，则将所述轧机的工作辊的所述另一侧的压下量增加|Δs1|。本发明提供了一种热轧带钢的板形控制系统。本发明的热轧带钢的板形控制系统及方法，能够有效地控制热轧带钢的单边浪和跑偏的缺陷，实现对热轧带钢产品的板形控制。

Description

热轧带钢的板形控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种热轧带钢的板形控制系统及方法，特别涉及用于对热轧带钢的单边浪和跑偏的板形控制的系统及方法。
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，其生产工艺流程通常是板坯加热、高压水除鳞、粗轧、切头切尾、精轧、层流冷却、卷取等。
板形是热轧带钢产品的重要质量指标，直接影响用户的加工和使用。所谓板形，主要指平直度和凸度，其外观上表现为带钢的波浪或瓢曲，实质是带钢内部残余应力的不均匀分布。单边浪和跑偏是热轧带钢产品主要的板形缺陷。随着用户对热轧带钢板形质量要求的不断提高，热轧带钢单边浪和跑偏等问题日益突出。
为了有效地控制带钢板形，人们开发了各种控制设备和工艺技术，如液压弯辊、窜辊、交叉辊技术等，现代化的热轧带钢轧机上基本都配置了完备的板形控制手段和控制模型。但这些控制技术都是针对对称性的板形缺陷的，如双边浪、中浪等。而对于非对称性的板形缺陷，例如单边浪、跑偏等问题，目前轧机普遍缺乏相应的控制手段。生产中操作工需要根据实际轧制情况进行及时干预，具有较大的不确定性和误差。
对于板坯来料温度均匀性导致的跑偏问题，专利JP62197209A、JP06007818A公开了一种基于温度检测的镰刀弯和跑偏控制方法，是通过在轧机入口安装温度检测装置，测量板坯横向温度差，由此得到轧机两侧轧制力偏差和辊缝偏差，并对轧机两侧辊缝进行补偿，从而实现镰刀弯和跑偏控制。
为了控制轧制过程的镰刀弯，专利JP62054511A公开了一种基于视觉检测的镰刀弯控制方法，即通过轧机出口安装高速相机，实时检测带钢位置，并把跑偏信息传递给轧机压下系统，动态调整轧机两侧压下倾斜，从而实现镰刀弯和跑偏控制。该方法需要安装板坯位置检测与自动跑偏控制系统，实施投资大，周期长。
对于热轧带钢单边浪问题，由于通常和镰刀弯、跑偏耦合在一起，解决难度更大。通过对国内外相关领域进行详细调研发现，现有技术中并没有提出针对单边浪和镰刀弯的有效解决方案。
因此，需要一种能够有效地控制单边浪和跑偏的热轧带钢的板形缺陷的控制系统及方法。
发明内容
为此，在一个实施例中，本发明提供了一种热轧带钢的板形控制系统，包括缺陷测量模块和压下量控制模块，所述缺陷测量模块包括设置在轧机出口处的带钢上方的板形测量仪，用来测量带钢的一侧和另一侧的翘曲度λw和λd，并将所述一侧和另一侧的翘曲度λw和λd发送到所述压下量控制模块；所述压下量控制模块根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第一倾斜调节量Δs1，并将所述第一倾斜调节量Δs1发送给所述轧机的工作辊的压下量调整装置：其中，k1为第一经验系数，h为所述带钢的厚度；所述压下量调整装置根据所述第一倾斜调节量Δs1对所述轧机的工作辊的辊缝进行控制。
进一步地，所述缺陷测量模块还包括设置在轧机出口处的带钢上方的宽度测量仪，用来测量所述带钢的中心线的偏移量δ，并将所述偏移量δ发送到所述压下量控制模块；所述压下量控制模块根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2，并将所述第二倾斜调节量Δs2发送给所述轧机的工作辊的压下量调整装置：其中，k2为第二经验系数，h为所述带钢的厚度，b为所述带钢的宽度，L为所述轧机与所述宽度测量仪之间的横向距离；所述压下量调整装置根据所述第一倾斜调节量Δs1和所述第二倾斜调节量Δs2对所述轧机的工作辊的辊缝进行控制。
在另一个实施例中，本发明提供了一种热轧带钢的板形控制系统，包括缺陷测量模块和压下量控制模块，所述缺陷测量模块包括设置在轧机出口处的带钢上方的宽度测量仪，用来测量所述带钢的中心线的偏移量δ，并将所述偏移量δ发送到所述压下量控制模块；所述压下量控制模块根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2，并将所述第二倾斜调节量Δs2发送给所述轧机的工作辊的压下量调整装置：其中，k2为第二经验系数，h为所述带钢的厚度，b为所述带钢的宽度，L为所述轧机与所述宽度测量仪之间的横向距离；所述压下量调整装置根据所述第二倾斜调节量Δs2对所述轧机的工作辊的辊缝进行控制。
作为本发明的另一个方面，在一个实施例中，本发明还提供了一种热轧带钢的板形控制方法，包括：测量轧机出口处的带钢的一侧和另一侧的翘曲度λw和λd；根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第一倾斜调节量Δs1：其中，k1为第一经验系数，h为所述带钢的厚度；若所述第一倾斜调节量Δs1为正值，则将所述轧机的工作辊的一侧的压下量增加|Δs1|，若所述第一倾斜调节量Δs1为负值，则将所述轧机的工作辊的另一侧的压下量增加|Δs1|。
进一步地，该方法还包括：测量轧机出口处的带钢的中心线的偏移量δ，其中，当所述带钢的中心线偏向一侧时，所述偏移量δ为正值，当所述带钢的中心线偏向另一侧时，所述偏移量δ为负值；根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2：其中，k2为第二经验系数，h为所述带钢的厚度，b为所述带钢的宽度，L为所述轧机与所述宽度测量仪之间的横向距离；根据如下公式计算总倾斜调节量Δs：Δs＝Δs1+Δs2；若所述总倾斜调节量Δs为正值，则将所述轧机的工作辊的一侧的压下量增加|Δs|，若所述总倾斜调节量Δs为负值，则将所述轧机的工作辊的另一侧的压下量增加|Δs|。
在另一个实施例中，本发明提供了一种热轧带钢的板形控制方法，包括：测量轧机出口处的带钢的中心线的偏移量δ，其中，当所述带钢的中心线偏向一侧时，所述偏移量δ为正值，当所述带钢的中心线偏向另一侧时，所述偏移量δ为负值；根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2：其中，k2为第二经验系数，h为所述带钢的厚度，b为所述带钢的宽度，L为所述轧机与所述宽度测量仪之间的横向距离；若所述第二倾斜调节量Δs2为正值，则将所述轧机的工作辊的一侧的压下量增加|Δs2|，若所述第二倾斜调节量Δs2为负值，则将所述轧机的工作辊的另一侧的压下量增加|Δs2|。
优选地，所述第一经验系数k1的取值范围为1.2～20.0，所述第二经验系数k2的取值范围为4.0～16.0。
本发明的本发明的热轧带钢的板形控制系统及方法，利用设置在轧机出口处的板形测量仪测量带钢两侧的翘曲度、宽度测量仪测量带钢中心线的偏移量，根据翘曲度和偏移量判断是否需要对轧机两侧的压下量进行倾斜调节、以及所需的调节量，由此实现对带钢的单边浪和跑偏的综合控制。
附图说明
图1为本发明的热轧带钢的板形控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的热轧带钢的板形控制系统及方法作进一步的详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明提供了一种热轧带钢的板形控制系统，如图1所示。该系统包括缺陷测量模块300和压下量控制模块400。其中，缺陷测量模块300设置在轧机100的出口处的带钢200的上方，用来测量带钢200的板形缺陷的参数，并将测量到的参数传输给压下量控制模块400；压下量控制模块400根据接收到的参数计算压下量的调整量，并将计算出的调整量发送到轧机100的压下量调整装置，压下量调整装置对轧机100的工作辊的辊缝进行调整。
实施例一
在该实施例中，本发明的热轧带钢的板形控制系统及方法对板形缺陷中的单边浪进行控制。
在该实施例中，缺陷测量模块300包括设置在轧机100出口处、带钢200上方的板形测量仪，用来测量带钢200的两侧的翘曲度。通常，将各种操作平台所在的带钢的一侧称为工作侧，另一侧称为传动侧。将板形测量仪测量的带钢200的两侧的翘曲度分别用符号表示，其中工作侧的翘曲度为λw，传动侧的翘曲度为λd，翘曲度的单位为％。板形测量仪将工作侧和传动侧的翘曲度λw和λd均发送到压下量控制模块400。
压下量控制模块400根据如下公式1计算轧机100的两侧的压下量的第一倾斜调节量Δs1：
公式1
其中，k1为第一经验系数，取值范围为1.2～20.0；h为带钢的厚度，单位为mm。
压下量控制模块400将计算出来的第一倾斜调节量Δs1发送给轧机100的工作辊的压下量调整装置，压下量调整装置根据第一倾斜调节量Δs1对轧机100的工作辊的辊缝进行调节：
当第一倾斜调节量Δs1为正值时，将轧机100的工作辊的工作侧的压下量增加|Δs1|；
当第一倾斜调节量Δs1为负值时，将轧机100的工作辊的传动侧的压下量增加|Δs1|。
可以理解的是，当“一侧”和“另一侧”的定义与本实施例中定义的相反时，则根据第一倾斜调节量Δs1的正负进行的压下量调节的方向(工作侧或者传动侧)也与本实施例中调节的方向相反。
实施例二
在该实施例中，本发明的热轧带钢的板形控制系统及方法对板形缺陷中的跑偏进行控制。
在该实施例中，缺陷测量模块300包括设置在轧机100出口处、带钢200上方的宽度测量仪，用来测量带钢200的中心线的偏移量δ。该偏移量δ为矢量，即其绝对值表示跑偏的大小(单位为mm)、其符号表示跑偏的方向。该系统的使用者可以自定义该偏移量δ的符号与跑偏方向的对应关系，例如，当带钢200的中心线偏向工作侧时，定义偏移量δ的符号为正；当带钢200的中心线偏向传动侧时，定义偏移量δ的符号为负。当然，使用者也可以做出与示例中完全相反的定义。宽度测量仪将测得的偏移量δ发送给压下量控制模块400。
压下量控制模块400根据如下公式2计算轧机100的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2：
公式2
其中，k2为第二经验系数，取值范围为4.0～16.0；h为带钢的厚度，单位为mm；b为带钢的宽度，单位为mm；L为轧机与宽度测量仪之间的横向距离，单位为mm。
压下量控制模块400将第二倾斜调节量Δs2发送给轧机100的工作辊的压下量调整装置，压下量调整装置根据第二倾斜调节量Δs2对轧机100的工作辊的辊缝进行调整：
当第二倾斜调节量Δs2为正值时，将轧机100的工作辊的工作侧的压下量增加|Δs2|；
当第二倾斜调节量Δs2为负值时，将轧机100的工作辊的传动侧的压下量增加|Δs2|。
可以理解的是，当偏移量δ的符号的正负表示的跑偏方向与本实施例中定义的相反时，根据第二倾斜调节量Δs2的正负进行的压下量调节的方向(工作侧或者传动侧)也与本实施例中调节的方向相反。
实施例三
在该实施例中，本发明的热轧带钢的板形控制系统及方法对板形缺陷中的单边浪和跑偏进行控制。
在该实施例中，缺陷测量模块300包括分别设置在轧机100的出口处、带钢200的上方的板形测量仪和宽度测量仪。其中，板形测量仪用来测量带钢200的工作侧和传动侧的翘曲度λw和λd，并将工作侧和传动侧的翘曲度λw和λd发送到压下量控制模块400；宽度测量仪用来测量带钢200的中心线的偏移量δ，并将偏移量δ发送到压下量控制模块400。
压下量控制模块400根据公式1计算轧机100的两侧的压下量的第一倾斜调节量Δs1，并根据公式2计算轧机100的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2，然后根据如下公式3计算总倾斜调节量Δs：
Δs＝Δs1+Δs2 公式3
然后，压下量控制模块400将总倾斜调节量Δs发送给轧机100的工作辊的压下量调整装置，压下量调整装置根据总倾斜调节量Δs对轧机100的工作辊的辊缝进行控制：
当总倾斜调节量Δs为正值时，将轧机100的工作辊的工作侧的压下量增加|Δs|；
当总倾斜调节量Δs为负值时，将轧机100的工作辊的传动侧的压下量增加|Δs|。
可以理解的是，当“一侧”和“另一侧”的定义与本实施例中定义的相反时，则根据第一倾斜调节量Δs1的正负进行的压下量调节的方向(工作侧或者传动侧)也与本实施例中调节的方向相反。
以下以一个实例进行示意性说明。
在某热轧产品的生产过程中，轧机100的出口处的带钢200的尺寸为4.5mm(高度)×1560mm(宽度)。宽度测量仪距离轧机100的横向距离为L＝6000mm。工作侧与传动侧的翘曲度分别为λw＝4.6％和λd＝0.7％，带钢200的跑偏量为δ＝22mm。
根据公式1，并取k1＝8.0，则控制单边浪的板形缺陷所需的轧机100的两侧的压下量的倾斜调节量为：
根据公式2，并取k2＝6.0，则控制跑偏的板形缺陷所需的轧机100的两侧的压下量的倾斜调节量为：
根据公式3，轧机100的两侧的压下量的总的倾斜调节量为：
Δs＝Δs1+Δs2＝0.206mm。
由于总倾斜调节量Δs为正值，则将轧机100的工作辊的工作侧的压下量增加0.206mm。
本发明的热轧带钢的板形控制系统及方法，通过对轧机100的两侧的压下量进行倾斜调整，可以改善带钢200的单边浪和跑偏的问题，从而提高热轧的轧制稳定性和带钢产品的板形质量。
以上具体实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不能用于限定本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热轧带钢的板形控制系统，其特征在于，包括缺陷测量模块和压下量控制模块，
所述缺陷测量模块包括设置在轧机出口处的带钢上方的板形测量仪，用来测量带钢的一侧和另一侧的翘曲度λw和λd，并将所述一侧和另一侧的翘曲度λw和λd发送到所述压下量控制模块；
所述压下量控制模块根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第一倾斜调节量Δs1，并将所述第一倾斜调节量Δs1发送给所述轧机的工作辊的压下量调整装置：
其中，k1为第一经验系数，h为所述带钢的厚度；
所述压下量调整装置根据所述第一倾斜调节量Δs1对所述轧机的工作辊的辊缝进行控制。
2.一种热轧带钢的板形控制系统，其特征在于，包括缺陷测量模块和压下量控制模块，
所述缺陷测量模块包括设置在轧机出口处的带钢上方的宽度测量仪，用来测量所述带钢的中心线的偏移量δ，并将所述偏移量δ发送到所述压下量控制模块；
所述压下量控制模块根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2，并将所述第二倾斜调节量Δs2发送给所述轧机的工作辊的压下量调整装置：
其中，k2为第二经验系数，h为所述带钢的厚度，b为所述带钢的宽度，L为所述轧机与所述宽度测量仪之间的横向距离；
所述压下量调整装置根据所述第二倾斜调节量Δs2对所述轧机的工作辊的辊缝进行控制。
3.根据权利要求1所述的热轧带钢的板形控制系统，其特征在于，
所述缺陷测量模块还包括设置在轧机出口处的带钢上方的宽度测量仪，用来测量所述带钢的中心线的偏移量δ，并将所述偏移量δ发送到所述压下量控制模块；
所述压下量控制模块根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2，并将所述第二倾斜调节量Δs2发送给所述轧机的工作辊的压下量调整装置：
其中，k2为第二经验系数，h为所述带钢的厚度，b为所述带钢的宽度，L为所述轧机与所述宽度测量仪之间的横向距离；
所述压下量调整装置根据所述第一倾斜调节量Δs1和所述第二倾斜调节量Δs2对所述轧机的工作辊的辊缝进行控制。
4.根据权利要求1或3所述的热轧带钢的板形控制系统，其特征在于，所述第一经验系数k1的取值范围为1.2～20.0。
5.根据权利要求2或3所述的热轧带钢的板形控制系统，其特征在于，所述第二经验系数k2的取值范围为4.0～16.0。
6.一种热轧带钢的板形控制方法，其特征在于，包括：
测量轧机出口处的带钢的一侧和另一侧的翘曲度λw和λd；
根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第一倾斜调节量Δs1：其中，k1为第一经验系数，h为所述带钢的厚度；
若所述第一倾斜调节量Δs1为正值，则将所述轧机的工作辊的所述一侧的压下量增加|Δs1|，若所述第一倾斜调节量Δs1为负值，则将所述轧机的工作辊的所述另一侧的压下量增加|Δs1|。
7.一种热轧带钢的板形控制方法，其特征在于，包括：
测量轧机出口处的带钢的中心线的偏移量δ，其中，当所述带钢的中心线偏向一侧时，所述偏移量δ为正值，当所述带钢的中心线偏向另一侧时，所述偏移量δ为负值；
根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2：其中，k2为第二经验系数，h为所述带钢的厚度，b为所述带钢的宽度，L为所述轧机与宽度测量仪之间的横向距离；
若所述第二倾斜调节量Δs2为正值，则将所述轧机的工作辊的所述一侧的压下量增加|Δs2|，若所述第二倾斜调节量Δs2为负值，则将所述轧机的工作辊的所述另一侧的压下量增加|Δs2|。
8.根据权利要求6所述的热轧带钢的板形控制方法，其特征在于，还包括：
测量轧机出口处的带钢的中心线的偏移量δ，其中，当所述带钢的中心线偏向所述一侧时，所述偏移量δ为正值，当所述带钢的中心线偏向所述另一侧时，所述偏移量δ为负值；
根据如下公式计算所述轧机的两侧的压下量的第二倾斜调节量Δs2：其中，k2为第二经验系数，h为所述带钢的厚度，b为所述带钢的宽度，L为所述轧机与宽度测量仪之间的横向距离；
根据如下公式计算总倾斜调节量Δs：Δs＝Δs1+Δs2；
若所述总倾斜调节量Δs为正值，则将所述轧机的工作辊的所述一侧的压下量增加|Δs|，若所述总倾斜调节量Δs为负值，则将所述轧机的工作辊的所述另一侧的压下量增加|Δs|。
9.根据权利要求6或8所述的热轧带钢的板形控制方法，其特征在于，所述第一经验系数k1的取值范围为1.2～20.0。
10.根据权利要求7或8所述的热轧带钢的板形控制方法，其特征在于，所述第二经验系数k2的取值范围为4.0～16.0。
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