CN108543814B

CN108543814B - 一种带钢终轧温度的控制方法

Info

Publication number: CN108543814B
Application number: CN201810258331.3A
Authority: CN
Inventors: 王淑志; 王伦; 王学强; 孙力娟; 崔二宝; 王蕾; 王海玉
Original assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Current assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2038-03-27
Also published as: CN108543814A

Abstract

本发明实施例提供了一种带钢终轧温度的控制方法，包括：获取带钢的钢种、规格以及工况；根据所述钢种、所述规格及所述工况确定控制策略；获得与所述控制策略对应的预设目标函数；根据所述预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量；基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制。本发明解决了现有方法中存在控制效果不佳的技术问题。

Description

一种带钢终轧温度的控制方法

技术领域

本发明涉及轧钢技术领域，尤其涉及一种带钢终轧温度的控制方法。

背景技术

在热轧生产过程中，终轧温度影响轧制力和负荷的分配以及精轧带钢出口厚度的精度，影响带钢性能的重要参数。

现有方法中，一般采用基于速度的调节方法或者机架间冷却水的调节方法，而随着高精度带钢的控制标准越来越高，且热轧带钢生产工况复杂多变，不同工况下对控制系统要求的控制性能会有不同，目前采用单一的控制方法存在稳定性差、温度波动大等问题，无法保证终轧温度的控制效果。

由此可见，现有方法中存在控制效果不佳的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种带钢终轧温度的控制方法，用以解决或者至少部分解决现有方法中存在控制效果不佳的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种带钢终轧温度的控制方法，该方法包括：

获取带钢的钢种、规格以及工况；

根据所述钢种、所述规格及所述工况确定控制策略；

获得与所述控制策略对应的预设目标函数；

根据所述预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量；

基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制。

可选的，所述钢种包括热轧钢板及钢带SPHC、冲压用热轧钢板及钢带SPHD、焊接气瓶用钢板HP295或者抗拉强度为400MPa的普通结构钢SS400；

所述规格包括厚度；

所述工况包括使用板卷箱或者未使用板卷箱；

所述控制策略包括基于速度的第一控制策略、基于机架间水量的第二控制策略以及速度与机架间水量相结合的第三控制策略，

所述根据所述钢种、所述规格及所述工况确定控制策略，包括：

当所述钢种为SPHC或SPHD，带钢的厚度小于3mm时，如果所述带钢的工况为未使用板卷箱，则将所述第一控制策略作为所述控制策略，如果所述带钢的工况为使用板卷箱，则将所述第二控制策略作为所述控制策略；

当所述钢种为SPHC或SPHD，带钢的厚度大于等于3mm且小于等于6mm时，如果所述带钢的工况为未使用板卷箱，则将所述第一控制策略作为所述控制策略，如果所述带钢的工况为使用板卷箱，则将所述第二控制策略作为所述控制策略；

当所述钢种为SPHC或SPHD，带钢的厚度大于6mm时，则将所述第一控制策略作为所述控制策略；

当所述钢种为HP295或SS400，带钢的厚度大于等于3mm且小于等于6mm时，如果所述带钢的工况为未使用板卷箱，则将所述第一控制策略作为所述控制策略，如果所述带钢的工况为使用板卷箱，则将所述第三控制策略作为所述控制策略；

当所述钢种为HP295或SS400，带钢的厚度小于3mm时，如果所述带钢的工况为未使用板卷箱，则将所述第三控制策略作为所述控制策略，如果所述带钢的工况为使用板卷箱，则将所述第二控制策略作为所述控制策略；

当所述钢种为HP295或SS400，带钢的厚度大于6mm时，则将所述第一控制策略作为所述控制策略。

可选的，当控制策略为基于速度的第一控制策略时，所述预设目标函数为：

其中，T_j表示第j次计算的终轧温度计算值；

T_target表示终轧温度目标值；

a表示控制速度调节量大小的第一因子；

v^new _j表示第j次计算的速度值；

v^old _j表示上一次计算的速度值。

可选的，当控制策略为基于机架间水量的第二控制策略时，所述预设目标函数为：

其中，

T_j表示第j次计算的终轧温度计算值；

T_target表示终轧温度目标值；

b表示控制机架间水量调节量大小的第二因子；

s^new _ij表示第i个机架间水，第j次计算的水量值；

s^old _ij表示第i个机架间水，上一次计算的水量值。

可选的，当控制策略为基于机架间水量的第三控制策略时，所述预设目标函数为：

其中，

T_j表示第.j次计算的终轧温度计算值；

T_target表示终轧温度目标值；

a表示控制速度调节量大小的第一因子；

v^new _j表示第j次计算的速度值；

v^old _j表示上一次计算的速度值；

b表示控制机架间水量调节量大小的第二因子；

s^new _ij表示第i个机架间水，第j次计算的水量值；

s^old _ij表示第i个机架间水，上一次计算的水量值；

c表示控制机架间水量调节量大小的第三因子；

s^set _i表示第i个机架间水策略表中设定的初始水量值。

可选的，所述基于所述调节量，对所述带钢的终轧温度进行控制，包括：

根据所述调节量调整与控制策略相应的参数；

通过所述与控制策略相应的参数调整所述带钢的终轧温度。

可选的，所述第一因子a的取值范围为：1.0e⁵＜a＜1.0e⁷。

可选的，所述第二因子b的取值范围为：1.0e³＜b＜1.0e⁵。

可选的，所述第一因子a的取值范围为1.0e⁵＜a＜1.0e⁷，所述第二因子b的取值范围为：1.0e³＜b＜1.0e⁵，所述第三因子c的取值范围为：3000＜c＜7000。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例提供的方法中，在获取带钢的钢种、规格以及工况后，可以根据带钢的钢种、规格及工况确定相应的控制策略，并通过与控制策略的预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量，然后通过调节量可以对终轧温度进行控制，相对于现有的单一控制策略而言，由于本发明实施例的方法可以根据带钢的钢种、规格及工况确定相应的控制策略，使得控制策略与钢种的实际参数及工况相适应，不同情况的带钢采用不同的控制策略，可以较好地适应各个钢种，故而可以提高控制效果，并且，并发明实施例还通过预设目标函数来计算调节量，从而可以保证控制的精度。解决了现有方法中存在控制效果不佳的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种带钢终轧温度的控制方法的流程图；

图2是本发明具体实施方式的终轧温度控制界面示意图；

图3是本发明具体实施方式的采用第三控制策略的各机架间冷却水水量设定和速度设定值趋势图；

图4是本发明具体实施方式的采用第三控制策略的终轧温度实测值趋势图；

图5是本发明具体实施方式的采用第二控制策略的各机架间冷却水水量设定和速度设定值趋势图；

图6是本发明具体实施方式的采用第二控制策略的终轧温度实测值趋势图。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：

在带钢的热轧过程中，首先获取带钢的钢种、规格以及工况，并根据所述钢种、所述规格及所述工况确定控制策略，然后选取与所述控制策略对应的预设目标函数，并根据所述预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量；再基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制。

上述方法，相对于现有的单一控制策略而言，可以根据带钢的钢种、规格及工况确定相应的控制策略，使得控制策略与钢种的实际参数及工况相适应，可以较好地适应各个钢种，并提高控制效果，并且，并发明实施例还通过预设目标函数来计算调节量，从而可以保证控制的精度。解决了现有方法中存在控制效果不佳的技术问题。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种带钢终轧温度的控制方法，如图1所示，该方法包括：

首先执行步骤S101：获取带钢的钢种、规格以及工况。

具体来说，带钢的钢种包括热轧钢板及钢带SPHC、冲压用热轧钢板及钢带SPHD、深冲用热轧钢板及钢带SPHE、焊接气瓶用钢板HP295、抗拉强度为400MPa的普通结构钢SS400等，规格包括带钢的厚度，工况包括是否使用板卷箱等，其中板卷箱是为了得到温度良好的中间坯，通常在粗轧和飞剪之间的延迟辊道上使用的。板卷箱在卷曲站将来自粗轧的中间坯卷成卷，然后在开卷站将钢卷反向开卷后送入飞剪和精轧机组。板卷箱一方面要处理好和粗轧精轧之间的数据交换和速度匹配，另一方面钢卷在板卷箱内传送时的各个辊系之间的位置匹配。

然后执行步骤S102：根据钢种、规格及工况确定控制策略。

具体来说，可以根据实际经验来确定采用的控制策略，控制策略包括基于速度的第一控制策略、基于机架间水量的第二控制策略以及速度与机架间水量相结合的第三控制策略，所述根据所述钢种、所述规格及所述工况确定控制策略。

更为具体地，基于速度的第一控制策略是通过改变带钢在轧线上运行速度来调节终轧温度，使带钢全长终轧温度满足控制要求的策略；基于机架间水量的第二控制策略是通过在线优化机架间冷却水水量调节量，通过改变机架间冷却水水量来调节终轧温度，使带钢全长终轧温度满足控制要求的策略；速度与机架间水量相结合的第三控制策略是在线优化速度调节量和机架间冷却水水量调节量，通过同时改变带钢在轧线上运行速度和机架间冷却水水量来调节终轧温度，使带钢全长终轧温度满足控制要求的策略。

例如，对于某一类型的钢种，如果规格及工况符合第一预设条件则采用第一控制策略，如果符合第二预设条件则采用第二控制策略，如果符合第三预设条件则采用第三控制策略。

在一种可选实施方式中，所述钢种、所述规格及所述工况确定控制策略，包括：

当然对于其他钢种、规格和工况，也可以通过不断的优化，获得相应的控制策略。

接下来执行步骤S103：获得与控制策略对应的预设目标函数。

具体来说，预设目标函数是与终轧温度调节相关的函数，为了提高对终轧温度的调节精度，可以采用预设目标函数对其进行控制。

作为一种实施方式，当控制策略为基于速度的第一控制策略时，所述预设目标函数为：

其中，T_j表示第j次计算的终轧温度计算值；

T_target表示终轧温度目标值；

a表示控制速度调节量大小的第一因子；

v^new _j表示第j次计算的速度值；

v^old _j表示上一次计算的速度值。

具体来说，计算终轧温度的次数可以根据实际情况进行设置，例如根据带钢的长度或者带钢轧制的时间来确定，例如每0.5米测量终轧温度，T_target表示终轧温度目标值，即期望达到的终轧温度，第j次计算的终轧温度计算值即为当前段的终轧温度的测量值，而v^new _i表示当前段的速度测量值，v^old _i表示上一段带钢的速度测量值，作为可选，第一因子a的取值范围为：1.0e⁵＜a＜1.0e⁷。

作为一种实施方式，当控制策略为基于机架间水量的第二控制策略时，所述预设目标函数为：

其中，

T_j表示第j次计算的终轧温度计算值；

T_target表示终轧温度目标值；

b表示控制机架间水量调节量大小的第二因子；

s^new _ij表示第i个机架间水，第j次计算的水量值；

s^old _ij表示第i个机架间水，上一次计算的水量值。

具体来说，计算终轧温度的次数可以根据实际情况进行设置，例如根据带钢的长度或者带钢轧制的时间来确定，例如每0.5米测量终轧温度，T_target表示终轧温度目标值，b表示控制机架间当前水量与前一次水量的差值的控制因子，机架数量可以有多个，作为可选，第二因子b的取值范围为：1.0e³＜b＜1.0e⁵。

其中，

T_j表示第j次计算的终轧温度计算值；

T_target表示终轧温度目标值；

a表示控制速度调节量大小的第一因子；

v^new _j表示第j次计算的速度值；

v^old _j表示上一次计算的速度值；

b表示控制机架间水量调节量大小的第二因子；

s^new _ij表示第i个机架间水，第j次计算的水量值；

s^old _ij表示第i个机架间水，上一次计算的水量值；

c表示控制机架间水量调节量大小的第三因子；

s^set _i表示第i个机架间水策略表中设定的初始水量值。

具体来说，计算终轧温度的次数可以根据实际情况进行设置，例如根据带钢的长度或者带钢轧制的时间来确定，例如每0.5米测量终轧温度，T_target表示终轧温度目标值，a表示控制速度调节量大小的第一因子，b表示控制机架间当前水量与前一次水量的差值的控制因子，c表示控制机架间当前水量与初始水量的差值的控制因子，作为可选，第一因子a的取值范围为1.0e⁵＜a＜1.0e⁷，第二因子b的取值范围为：1.0e³＜b＜1.0e⁵，第三因子c的取值范围为：3000＜c＜7000。

接下来执行步骤S104：根据预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量。

在具体的实施过程中，可以通过检测仪器实时检测所需要的参数，具体可以采用包括红外高温计、位置传感器等先进检测仪表，从而为本发明的实施提供可靠的数据来源，上述参数即为求解预设目标函数的参数，将参数的取值带入预设目标函数后则可以获得调节量。

再执行步骤S105：基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制。

具体来说，在获得调节量后，则可以根据调节量对相关参数进行调整，从而使得终轧温度可以到目标值。

在一种实施方式中，基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制，可以通过下述方式来实现：

根据所述调节量调整与控制策略相应的参数；

通过所述与控制策略相应的参数调整所述带钢的终轧温度。

在具体的实施过程中，调节量可以为温度、水量等的调节，对于第一控制策略来说，可以通过增加或减少速度，使得终轧温度可以到达目标值，机架间水量控制也类似。

在具体的实施过程中，本发明实施例中的方法可以通过相应的带钢终轧温度控制装置来实现，上述控制装置包括用于获取带钢的钢种、规格以及工况的第一获取模块、根据所述钢种、所述规格及所述工况确定控制策略的确定模块、获得与所述控制策略对应的预设目标函数的第一获得模块、根据所述预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量的第二获得模块以及基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制的控制模块。

具体来说，上述控制装置还包括相应的控制界面，如图2所示，控制界面上通过设置对应的终轧温度控制功能按钮，AUTO按钮表示自动控制模式，即预设策略控制终轧温度，V按钮表示基于速度的第一控制模式；ISC按钮表示基于机架间水量的第二控制模式；ISC&V按钮表示速度和机架间水耦合的第三控制模式。

为了更清楚地说明本发明实施方式中的方法，下面以两种钢种为例予以详细介绍。

第一种带钢选取钢种SS400，规格2.9*1500mm，工况为使用板卷箱，其精轧各道次工艺参数如表1所示，其中，F1～F6为精轧各个道次。

表1精轧各道次工艺参数

终轧温度控制的具体步骤为：

步骤S11：当带钢进入飞剪机时，获取带钢的钢种、规格以及工况，其中钢种为SS400，厚度为2.9mm，工况为采用板卷箱；

步骤S12：根据钢种、规格以及工况确定相应的控制策略，则控制策略为第三控制策略，以及与第三控制策略相关的参数如表2所示，其中F1’～F5’为各个道次间的参数，例如，F1’为道次F1到F2道次之间的参数，F2’为道次F2到F3道次之间的参数，以此类推。

表2第三控制策略的工艺参数

步骤S13：获得与所述控制策略对应的预设目标函数

二次规划优化法速度和机架间水耦合调节终轧温度的目标函数为：

其中各个参数的取值可以通过检测仪器检测获得。

步骤S14：根据所述预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量，然后求解目标函数，获得调节量。

步骤S15：基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制，其中，按照步骤14得到的调节量进行调节的示意图如图3所示，表示了各机架间冷却水水量设定和速度设定值趋势，以及终轧温度实测值趋势图如图4所示。

第二种带钢选取钢种HP295，规格3.0*1150mm，使用板卷箱，其相关的工艺参数如表3所示，其中，F1～F6为精轧各个道次。

表3精轧各道次工艺参数

终轧温度控制的具体步骤为：

步骤S21：当带钢进入飞剪机时，获取带钢的钢种、规格以及工况，其中钢种为HP295，厚度为3.0mm，工况为采用板卷箱；

步骤S22：根据钢种、规格以及工况确定相应的控制策略，则控制策略为第二控制策略，以及与第二控制策略相关的参数如表4所示，其中，F1’～F5’为各个道次间的参数，例如，F1’为道次F1到F2道次之间的参数，F2’为道次F2到F3道次之间的参数，以此类推。

表4第二控制策略的工艺参数

步骤S23：获得与所述控制策略对应的预设目标函数

其中各个参数的取值可以通过检测仪器检测获得。

步骤S24：根据所述预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量，然后求解目标函数，获得调节量。

步骤S25：基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制，其中，按照步骤14得到的调节量进行调节的示意图如图5所示，表示了各机架间冷却水水量设定值趋势，以及终轧温度实测值趋势图如图6所示。

通过本发明实施例中的带钢终轧温度的控制方法，针对不同钢种、不同工况，采用相适应的控制策略，可以得到较佳的控制效果，并通过预设目标函数，进一步提高了带钢轧制稳定性和终轧温度控制精度，带钢全长终轧温度曲线如图4和6所示，带钢全长终轧温度控制命中率为100％，满足终轧温度稳定性、均匀性的控制要求。

在本发明实施例提供的方法中，在获取带钢的钢种、规格以及工况后，可以根据带钢的钢种、规格及工况确定相应的控制策略，并通过与控制策略的预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量，然后通过调节量可以对终轧温度进行控制，相对于现有的单一控制策略而言，由于本发明实施例的方法可以根据带钢的钢种、规格及工况确定相应的控制策略，使得控制策略与钢种的实际参数及工况相适应，可以较好地适应各个钢种，并提高控制效果，并且，并发明实施例还通过预设目标函数来计算调节量，从而可以保证控制的精度。解决了现有方法中存在控制效果不佳的技术问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种带钢终轧温度的控制方法，其特征在于，包括：

获取带钢的钢种、规格以及工况；

根据所述钢种、所述规格及所述工况确定控制策略；

获得与所述控制策略对应的预设目标函数；

根据所述预设目标函数获得与终轧温度相关的调节量；

基于所述调节量，对所述终轧温度进行控制；

所述钢种包括热轧钢板及钢带SPHC、冲压用热轧钢板及钢带SPHD、焊接气瓶用钢板HP295或者抗拉强度为400 MPa的普通结构钢SS400；

所述规格包括厚度；

所述工况包括使用板卷箱或者未使用板卷箱；

当所述钢种为SPHC或SPHD，带钢的厚度大于6mm时，则将所述第一控制策略作为所述控制策略;

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当控制策略为基于速度的第一控制策略时，所述预设目标函数为：

，

其中，T _j表示第j次计算的终轧温度计算值；

T _target表示终轧温度目标值；

a表示控制速度调节量大小的第一因子；

v ^new _j表示第j次计算的速度值；

v ^old _j表示上一次计算的速度值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当控制策略为基于机架间水量的第二控制策略时，所述预设目标函数为：

，其中，

T _j表示第j次计算的终轧温度计算值；

T _target表示终轧温度目标值；

b表示控制机架间水量调节量大小的第二因子；

s ^new _ij表示第i个机架间水，第j次计算的水量值；

s ^old _ij表示第i个机架间水，上一次计算的水量值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当控制策略为基于机架间水量的第三控制策略时，所述预设目标函数为：

，其中，

T _j表示第j次计算的终轧温度计算值；

T _target表示终轧温度目标值；

a表示控制速度调节量大小的第一因子；

v ^new _j表示第j次计算的速度值；

v ^old _j表示上一次计算的速度值；

b表示控制机架间水量调节量大小的第二因子；

s ^new _ij表示第i个机架间水，第j次计算的水量值；

s ^old _ij表示第i个机架间水，上一次计算的水量值；

c表示控制机架间水量调节量大小的第三因子；

s ^set _i表示第i个机架间水策略表中设定的初始水量值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述调节量，对所述带钢的终轧温度进行控制，包括：

根据所述调节量调整与控制策略相应的参数；

通过所述与控制策略相应的参数调整所述带钢的终轧温度。

6.如权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述第一因子a的取值范围为：1.0e⁵<a<1.0e⁷。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二因子b的取值范围为：1.0e³<b<1.0e⁵。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一因子a的取值范围为1.0e⁵<a<1.0e⁷，所述第二因子b的取值范围为：1.0e³<b<1.0e⁵，所述第三因子c的取值范围为：3000<c<7000。