CN107020299B - 一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法 - Google Patents

Abstract

一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，包括带钢、上夹送辊、下夹送辊和卷筒，对夹送辊的夹送辊辊缝Hgap和夹送辊电机电流的综合波动情况进行监控，设置当夹送辊辊缝Hgap阈值大于1.4倍以上，夹送辊电机电流阈值大于1.9倍以上，且持续时间大于0ms时，则判定发生叠板现象，此时监控系统报警，将尾部叠板钢卷自动封锁。操作人员对该钢卷尾部做重点检查，并将叠板部分进行切除。本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，由计算机系统自动判断、监控和控制。解决了人工监控劳动强度高、可靠性差和误判漏判等不足，降低了用户断带风险，有效的提高了热轧带钢的产品质量和生产稳定性。

Description

一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法

技术领域

本发明涉及一种识别监控方法，尤其涉及一种应用于钢铁生产领域中热轧带钢精轧工序的机架抛钢后至卷取卷完过程出现尾部叠板时，对其进行识别和监控的方法。

背景技术

目前，在各家钢铁生产企业的带钢热轧工艺流程大致为加热、粗轧、精轧、卷取等工序。首先根据轧制计划，将板坯依照顺序装入步进式加热炉。板坯被加热到工艺规定的目标温度以后，被运输至粗轧机组。粗轧机组将200～250mm的板坯轧制为30～60mm的中间坯后，通过剪切测量系统的测量后进入精轧机组，先经过四连杆式飞剪切除其头尾不规则部分，然后进入除鳞箱进行除鳞，再经过由F1～F7(机架编号)的各个机架组成的精轧连轧机轧制成1.2～12.7mm厚度的成品带钢，带钢移出F7机架后经过层流冷却设备，将其温度冷却至规定的温度，最后被送入卷取机卷取成钢卷。

经过现场工人长时间作业的反馈，热轧连轧生产线的带钢在尾部出精轧最后一个机架后，带钢尾部成为自由端，也就是带钢尾部在层冷辊道上的运动可控性比较差，同时受到带钢前进的惯性、卷筒牵引作用以及层冷辊道、侧导板和夹送辊的反向牵引作用的影响，特别是在带钢尾部减速阶段，由于作用于带钢尾部的各个作用力匹配不合理以及尾部形状不良等原因，带钢尾部在层冷辊道上出现后段速度比前段速度过快，带钢离开辊道涌向卷取机方向，带钢叠加在一起，经夹送辊咬入后，叠板缺陷被卷入钢卷内。卷取叠板是尾部各作用力不能平滑，带钢不能平稳前进的现象。带钢尾部平稳前进的实现，接触摩擦起决定的作用。欲使带钢尾部平稳前进必须使层冷辊道的反向摩擦力Trot、侧导板的反向摩擦力Tsg与夹送辊的反向摩擦力Tpr之和大于卷筒的拉力Tmd与带钢前进惯性力Tstrip，即，Trot+Tsg+Tpr>Tmd+Tstrip。减速阶段随着带钢速度不断降低，带钢前进惯性力Tstrip增大，而侧导板、夹送辊的反向摩擦力变小，带钢尾部前进变得不稳定，容易出现前涌叠板现象。

实际影响尾部叠板的因素较多，主要有尾部板形、夹送辊辊缝、夹送辊压力、层冷辊道滞后率以及夹送辊滞后率等。一般情况下发生叠板时间在零点几秒内，然后叠板部分一般可咬入夹送辊进入卷取机。

为了应对这种情况，现有技术下只能靠操作观察和人工检验带钢尾部，所以存在着诸多缺陷：

1.检测度低：叠板时间很短，加上叠板时间无法预判，导致难以发现叠板现象；

2.可靠性差：靠操作观察和人工检验很容易发生误判断，导致误封锁或漏检；

3.潜在风险大：如果没被检查出叠板，叠板会在不被发现的情况下到后续工序中再次被轧制，极易发生断带问题，影响产品质量或造成报废，造成极大损失。

发明内容

为了解决现有技术下的带钢叠板只能靠操作观察和人工检验带钢尾部，导致的检测度低、可靠性差及潜在风险大的问题，本发明提供了一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，由计算机系统对叠板进行判断，并对对叠板时间进行实时计算，输出报警信息，报警信息传递到质量判定系统，提示质量判定人员该块带钢尾部有叠板封锁，对尾部进行重点确认，获得了对叠板的识别和监控的功能。

本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，其具体如下所述：

一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，包括带钢、上夹送辊、下夹送辊和卷筒，其具体步骤如下所述：

1)带钢的头部进入卷取区域后，带钢按照设定的速度被上夹送辊和下夹送辊咬入，由于夹送辊上大下小，带钢受力弯曲，最后带钢头部缠绕到卷筒上；

2)步骤1)中的带钢在正常生产时，夹送辊辊缝比较稳定，设定的正常波动值的带钢夹送辊辊缝上限为设定值的1.3倍及下限为设定值的0.7倍，而夹送辊电机电流波动值上限为设定值的1.4倍及下限为设定值的0.6倍，带钢夹送辊辊缝的正常波动值应在带钢夹送辊辊缝设定值的上、下限之间波动，而夹送辊电机电流的正常波动值则应在夹送辊电机电流设定值的上、下限之间波动，若带钢因冷却或浪形而产生多层叠板时，夹送辊被带钢挤开，辊缝瞬间增大，超出正常设定的上限值，同时夹送辊转动方向上受到反向阻力，夹送辊电流瞬间增大，超出正常设定的上限值，将带钢夹送辊辊缝的波动值和夹送辊电机电流的波动值相结合防止误判风险；

3)步骤2)中，对夹送辊辊缝根据带钢厚度进行设定，如下：

夹送辊辊缝Hgap＝带钢成品厚度Hstrip－夹送辊辊缝附加值αPG；

为保证夹送辊起到夹持传送的功能，上夹送辊和下夹送辊对带钢保持适当压力，且预设定辊缝必然小于带钢成品厚度，夹送辊电机电流维持在一定范围。夹送辊与带钢之间有一定压力，但是压力水平较小，不能使带钢发生塑性变形，带钢正常生产时，夹送辊辊缝Hgap比较稳定，若发生带钢多层叠板，则会导致夹送辊辊缝和电机电流瞬间发生变化，即，当带钢因冷却或浪形而产生多层叠板，夹送辊被带钢挤开，夹送辊辊缝Hgap瞬间增大，超出正常设定的上限值，同时夹送辊转动方向上受到反向阻力，夹送辊电流瞬间增大，超出正常设定的上限值；

4)步骤2)和步骤3)中，夹送辊电机电流控制原则为恒定速度原则，即夹送辊速度值按照过程机计算机系统传输过来的带钢速度实际值进行设定，当夹送辊遇到阻力时，夹送辊电机会通过增加电流的方式来保持设定速度值的稳定；

夹送辊辊缝和电流都可以单独反映叠板现象，但是当夹送辊电机设备本体出现异常时，会造成电流瞬间超出正常值，或者当夹送辊辊缝被人工干预时，也会造成辊缝瞬间超过正常值。因此考虑将带钢夹送辊辊缝的波动值和夹送辊电机电流的波动值相结合可以系统地防止误判风险。

5)对上述步骤1)～步骤4)的夹送辊的夹送辊辊缝Hgap和夹送辊电机电流的综合波动情况进行监控，设置阈值为当多层叠板的叠板部分进入夹送辊时，夹送辊辊缝Hgap变化会达到原设定辊缝的1.4倍以上，而夹送辊电机电流值会达到1.9倍以上，即，当夹送辊辊缝Hgap阈值大于1.4倍以上，夹送辊电机电流阈值大于1.9倍以上，且持续时间大于0ms时，则判定发生叠板现象，此时监控系统报警，将尾部叠板钢卷自动封锁。操作人员对该钢卷尾部做重点检查，并将叠板部分进行切除。

应注意，哪怕叠板部分长度较短，不足以对产品卷形外观造成很大影响，可以继续生产。但根据实际经验，若发生叠板，且未被检出，则用户使用叠板卷开卷时，会造成100％断带的严重影响，所以当叠板时通过辊缝超过可以承受的阈值进行报警显示，并通过计算机控制系统进行自动封锁拦截。

根据本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，其特征在于，所述的夹送辊辊缝附加值αPG按板厚、板宽、钢种进行分类，预先存入数模计算机静态表中。

使用本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法获得了如下有益效果：

1.本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，能大大降低人员劳动强度，只需设定对夹送辊辊缝Hgap和夹送辊电机电流的报警阈值即可，报警画面突出显示，操作只需重点观察报警信息；

2.本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法可靠性高，通过计算机监控和控制，加以人工辅助监控，可避免误判、漏判和干预不及时；

3.本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法能有效地降低生产风险，带钢尾部叠板能被有效地检出，且监控系统自动控制，降低用户断带的风险和事故扩大化。

附图说明

图1为现正常的带钢卷曲过程示意图；

图2为需要本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法识别监控的带钢多层叠板示意图；

图3为发生带钢多层叠板时引起的辊缝值异常的示意图；

图4为发生带钢多层叠板时引起的夹送辊电机电流异常的示意图。

图中：1-带钢，2-上夹送辊，3-下夹送辊，4-卷筒，A-多层叠板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法做进一步的描述。

参考图1至图4所示，一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，包括带钢1、上夹送辊2、下夹送辊3和卷筒4，其具体步骤如下所述：

1)带钢1的头部进入卷取区域后，带钢按照设定的速度被上夹送辊2和下夹送辊3咬入，由于夹送辊上大下小，带钢受力弯曲，最后带钢头部缠绕到卷筒4上；

2)步骤1)中的带钢1在正常生产时，夹送辊辊缝比较稳定，设定的正常波动值的带钢夹送辊辊缝上限为设定值的1.3倍及下限为设定值的0.7倍，而夹送辊电机电流波动值上限为设定值的1.4倍及下限为设定值的0.6倍，带钢夹送辊辊缝的正常波动值应在带钢夹送辊辊缝设定值的上、下限之间波动，而夹送辊电机电流的正常波动值则应在夹送辊电机电流设定值的上、下限之间波动，若带钢因冷却或浪形而产生多层叠板A时，夹送辊被带钢挤开，辊缝瞬间增大，超出正常设定的上限值，同时夹送辊转动方向上受到反向阻力，夹送辊电流瞬间增大，超出正常设定的上限值，将带钢夹送辊辊缝的波动值和夹送辊电机电流的波动值相结合防止误判风险；

3)步骤2)中，对夹送辊辊缝根据带钢厚度进行设定，如下：

夹送辊辊缝Hgap＝带钢成品厚度Hstrip－夹送辊辊缝附加值αPG；

为保证夹送辊起到夹持传送的功能，上夹送辊2和下夹送辊3对带钢1保持适当压力，且预设定辊缝必然小于带钢成品厚度，夹送辊电机电流维持在一定范围。夹送辊与带钢之间有一定压力，但是压力水平较小，不能使带钢发生塑性变形，带钢正常生产时，夹送辊辊缝Hgap比较稳定，若发生带钢多层叠板，则会导致夹送辊辊缝和电机电流瞬间发生变化(参考图3和图4)，即，当带钢因冷却或浪形而产生多层叠板A，夹送辊被带钢挤开，夹送辊辊缝Hgap瞬间增大，超出正常设定的上限值，同时夹送辊转动方向上受到反向阻力，夹送辊电流瞬间增大，超出正常设定的上限值；

4)步骤2)和步骤3)中，夹送辊电机电流控制原则为恒定速度原则，即夹送辊速度值按照过程机计算机系统传输过来的带钢速度实际值进行设定，当夹送辊遇到阻力时，夹送辊电机会通过增加电流的方式来保持设定速度值的稳定；

夹送辊辊缝和电流都可以单独反映叠板现象，但是当夹送辊电机设备本体出现异常时，会造成电流瞬间超出正常值，或者当夹送辊辊缝被人工干预时，也会造成辊缝瞬间超过正常值。因此考虑将带钢夹送辊辊缝的波动值和夹送辊电机电流的波动值相结合可以系统地防止误判风险。

5)对上述步骤1)～步骤4)的夹送辊的夹送辊辊缝Hgap和夹送辊电机电流的综合波动情况进行监控，设置阈值为当多层叠板A的叠板部分进入夹送辊时，夹送辊辊缝Hgap变化会达到原设定辊缝的1.4倍以上，而夹送辊电机电流值会达到1.9倍以上，即，当夹送辊辊缝Hgap阈值大于1.4倍以上，夹送辊电机电流阈值大于1.9倍以上，且持续时间大于0ms时，则判定发生叠板现象，此时监控系统报警，将尾部叠板钢卷自动封锁。操作人员对该钢卷尾部做重点检查，并将叠板部分进行切除。

应注意，哪怕叠板部分长度较短，不足以对产品卷形外观造成很大影响，可以继续生产。但根据实际经验，若发生叠板，且未被检出，则用户使用叠板卷开卷时，会造成100％断带的严重影响，所以当叠板时通过辊缝超过可以承受的阈值进行报警显示，并通过计算机控制系统进行自动封锁拦截。

夹送辊辊缝附加值αPG按板厚、板宽、钢种进行分类，预先存入数模计算机静态表中。

实施例

本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法应用于1580产线，具体参数如下表：

表1尾部叠板识别监控参数

轧制某卷带钢时尾部发生叠板，监控报警拦截过程如下：

尾部发生叠板带钢成品厚度为4.96mm，夹送辊辊缝附加值αPG＝0.50mm，则夹送辊辊缝设定值为4.46mm(夹送辊辊缝Hgap＝带钢成品厚度Hstrip－夹送辊辊缝附加值αPG，即，4.96-0.50＝4.46)；夹送辊电机电流设定值0.75A。正常生产卷取时，该带钢夹送辊辊缝在上限(设定值的1.3倍)和下限(设定值的0.7倍)之间波动；夹送辊电机电流在上限(设定值的1.4倍)和下限(设定值的0.6倍)之间波动。

参考图2～图4，该块带钢在F7段抛钢后局部发生尾部叠板，且进入夹送辊。夹送辊辊缝瞬间抬升至8.40mm以上，即设定值的1.88倍，超出设定阈值1.4倍；而夹送辊电机电流瞬间升至1.67A以上，即设定值的2.23倍，超出设定阈值1.9倍，且持续时间超过0ms，现场一级计算机控制系统中的跳出报警提示。

带钢尾部发现叠板问题后，一级计算机控制系统将问题传送给质量控制判断系统，根据约定，将尾部叠板钢卷自动封锁。操作人员对该钢卷尾部做重点检查，并将叠板部分进行切除。

本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，由计算机系统自动判断、监控和控制。解决了人工监控劳动强度高、可靠性差和误判漏判等不足，降低了用户断带风险，有效的提高了热轧带钢的产品质量和生产稳定性。

由于热连轧产线都存在类似问题，故本发明的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法可应用于各种钢铁行业的热连轧产线上，具有很大的应用推广价值。

Claims (2)

1.一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，包括带钢(1)、上夹送辊(2)、下夹送辊(3)和卷筒(4)，其具体步骤如下所述：

1)带钢(1)的头部进入卷取区域后，带钢按照设定的速度被上夹送辊(2)和下夹送辊(3)咬入，由于夹送辊上大下小，带钢受力弯曲，最后带钢头部缠绕到卷筒(4)上；

2)步骤1)中的带钢(1)在正常生产时，夹送辊辊缝比较稳定，设定的正常波动值的带钢夹送辊辊缝上限为设定值的1.3倍及下限为设定值的0.7倍，而夹送辊电机电流波动值上限为设定值的1.4倍及下限为设定值的0.6倍，带钢夹送辊辊缝的正常波动值应在带钢夹送辊辊缝设定值的上、下限之间波动，而夹送辊电机电流的正常波动值则应在夹送辊电机电流设定值的上、下限之间波动，若带钢因冷却或浪形而产生多层叠板(A)时，夹送辊被带钢挤开，辊缝瞬间增大，超出正常设定的上限值，同时夹送辊转动方向上受到反向阻力，夹送辊电流瞬间增大，超出正常设定的上限值，将带钢夹送辊辊缝的波动值和夹送辊电机电流的波动值相结合防止误判风险；

3)步骤2)中，对夹送辊辊缝根据带钢厚度进行设定，如下：

夹送辊辊缝Hgap＝带钢成品厚度Hstrip－夹送辊辊缝附加值αPG；

为保证夹送辊起到夹持传送的功能，上夹送辊(2)和下夹送辊(3)对带钢(1)保持适当压力，且预设定辊缝必然小于带钢成品厚度，夹送辊电机电流维持在一定范围，夹送辊与带钢之间有一定压力，但是压力水平较小，不能使带钢发生塑性变形，带钢正常生产时，夹送辊辊缝Hgap比较稳定，若发生带钢多层叠板，则会导致夹送辊辊缝和电机电流瞬间发生变化，即，当带钢因冷却或浪形而产生多层叠板(A)，夹送辊被带钢挤开，夹送辊辊缝Hgap瞬间增大，超出正常设定的上限值，同时夹送辊转动方向上受到反向阻力，夹送辊电流瞬间增大，超出正常设定的上限值；

4)步骤2)和步骤3)中，夹送辊电机电流控制原则为恒定速度原则，即夹送辊速度值按照过程机计算机系统传输过来的带钢速度实际值进行设定，当夹送辊遇到阻力时，夹送辊电机会通过增加电流的方式来保持设定速度值的稳定；

5)对上述步骤1)～步骤4)的夹送辊的夹送辊辊缝Hgap和夹送辊电机电流的综合波动情况进行监控，设置阈值为当多层叠板(A)的叠板部分进入夹送辊时，夹送辊辊缝Hgap变化会达到原设定辊缝的1.4倍以上，而夹送辊电机电流值会达到1.9倍以上，即，当夹送辊辊缝Hgap阈值大于1.4倍以上，夹送辊电机电流阈值大于1.9倍以上，且持续时间大于0ms时，则判定发生叠板现象，此时监控系统报警，将尾部叠板钢卷自动封锁，操作人员对该钢卷尾部做重点检查，并将叠板部分进行切除。

2.如权利要求1所述的一种热轧卷取机的尾部叠板识别监控方法，其特征在于，所述的夹送辊辊缝附加值αPG按板厚、板宽、钢种进行分类，预先存入数模计算机静态表中。