CN108655203B - 热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法，带钢在离开精轧机后进入卷取机前以自由状态运行在层流冷区辊道上，测宽仪测量带钢中心线与辊道中心线的偏差数据；测宽仪将测量数据输出给计算机，计算机根据测宽仪的测量数据计算出带钢中心线与辊道中心线的偏差数据，并制作偏差值与长度关系的偏差曲线；若偏差曲线中出现长度达10～50米的平台型偏差，并且偏差曲线中与辊道中心线的偏差数据绝对值在A范围，则判断带钢为L型镰刀弯；若偏差曲线上相邻的波峰和波谷之间落差值中的最大值在B范围，则判断带钢为S型镰刀弯；其中B值大于A值；判断为镰刀弯后，计算机系统输出报警，并对超标钢卷进行自动封锁和记录超标长度。

Description

热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法

技术领域

本发明涉及一种热连轧带钢经轧制后出现类似镰刀形状弯曲的识别方法，尤其涉及一种热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法。

背景技术

热轧工艺流程大致有加热、粗轧、精轧、卷取等工序，参照图1。首先根据轧制计划，将板坯依照顺序装入步进式加热炉1，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2，粗轧机组将200-250mm的板坯轧制为38-60mm的中间坯后，通过带保温罩3的辊道运送至精轧机组。中间坯先经过四连杆式飞剪4切除其头尾不规则部分，然后进入除鳞箱5进行除鳞，再经过F1至F7机架组成的精轧连轧机6轧制成1.2-25.4mm厚度的成品带钢。带钢出F7机架后经过层流冷却设备7，将其温度冷却至规定的温度，最后被送入卷取机8卷取成钢卷。

板坯在热轧粗轧机组、精轧机组轧制过程中，由于板坯两侧厚度偏差、温度偏差、轧辊辊缝偏差等因素都可能导致带钢出精轧机组后两侧延伸长度不一，从而导致带钢跑偏，即带钢镰刀弯缺陷。参见图2，镰刀弯是指带钢在垂直投影形状不是规则的矩形，而是有弧形弯曲的现象。由于在带钢轧制过程中温度、辊缝等因素的不断变化，导致带钢可能出现单边镰刀弯（L型镰刀弯），即带钢弯曲的方向是单一的；也可能出现两边反复的镰刀弯（S型镰刀弯），即带钢弯曲的方向是变化的。镰刀弯缺陷危害极大，不仅会导致本机组轧制过程的不稳定，还影响后续层流冷却和带钢卷取过程的稳定性，甚至在冷轧机组生产时导致穿带困难、圆盘剪堵边等诸多问题，严重时出现热轧带钢跑偏撞坏冷轧对中装置，甚至冷轧轧制时跑偏断带等恶性事故。

目前热轧对于带钢镰刀弯的在线监控主要通过目视观察F7出口带钢形状，但由于热轧带钢运行速度快（10m/s以上）、观察距离远（距离约20m）等因素导致镰刀弯目视监控几近无效。如需较准确的掌握带钢镰刀弯情况，则只能待带钢冷却后在精整机组将带钢重新打开后采用人工拉线的方式测量，通常从带钢生产结束至冷却到常温需要三天左右，因此对于镰刀弯的监控时效性极差。由于不能快速、准确的得到带钢镰刀弯情况，导致镰刀弯在线控制也无法实现。

目前带钢镰刀弯的检测方法存在以下弊端：1、准确性差：由于热轧带钢运行速度快、目视观察距离远（距离约20m）等因素，导致无法准确获取带钢真实镰刀弯。2、时效性差：由于获取准确镰刀弯情况需要人工测量，需要至少三天以上时间，对于镰刀弯控制来说时效性太差。3、覆盖面小：由于目前带钢镰刀弯需要人工测量，因此只能选取少量钢卷抽查，且覆盖长度较短，无法做到钢卷的全覆盖。4、效率低、工作强度大：需要人工在精整线逐段测量，工作量大、效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法，该方法能提高镰刀弯的探测度，减少带钢缺陷发生量，并且能记录下镰刀弯检测结果，用于事后的查阅和分析。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法，

在距离精轧机出口 h 米处配置测宽仪；

带钢在离开精轧机后进入卷取机前以自由状态运行在层流冷区辊道上，在带钢通过测宽仪时，测宽仪测量带钢中心线与辊道中心线的偏差数据；

测宽仪将测量数据输出给计算机，计算机根据测宽仪的测量数据计算出带钢中心线与辊道中心线的偏差数据，并制作偏差值与长度关系的偏差曲线；

若偏差曲线中出现长度达10～50米的平台型偏差，该平台起始点从带钢中心线偏离辊道中心线后的第一个波峰或波谷开始，终点为带钢中心线第一个回归到辊道中心线的位置，并且偏差曲线中与辊道中心线的偏差数据绝对值在A范围，则判断带钢为L型镰刀弯；

若偏差曲线上相邻的波峰和波谷之间落差值中的最大值在B范围，则判断带钢为S型镰刀弯；其中B值大于A值；

判断为镰刀弯后，计算机系统输出报警，并对超标钢卷进行自动封锁和记录超标长度。

所述h值为3米。

所述A范围为40mm以上。

所述B范围为100mm以上。

所述带钢中心线偏差曲线用于判断镰刀弯的有效曲线长度为100米。

本发明热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法通过设置测宽仪测量带钢出精轧机架后进入卷取机前这段运行状态，即测量带钢中心线与辊道中心线之间的偏差数据，经计算机系统计算后得到偏差曲线，对偏差数据进行分析后来判断带钢是否有镰刀弯。对带钢出精轧机架后进入卷取机前由计算机系统对带钢镰刀弯进行快速自动的识别、计算和反馈。本发明的方法可弥补原有技术准确性、时效性差、覆盖面小和工作强度大的问题，大大提高镰刀弯的探测度，能最大程度的减少缺陷发生量，减少对下游用户造成的不良损失，并且全面记录镰刀弯检测结果，用于事后的查阅和分析。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1、时效性好：在带钢轧制过程中即可掌握带钢镰刀弯状态，对镰刀弯的实时调整、控制带来极大便利；

2、覆盖面广：本发明的方法可以做到所有钢卷全覆盖，可避免人工抽查测量导致的样本覆盖面小问题；

3、降低人员劳动强度：可通过计算机进行自动监控和报警，减少大量人工实测工作，劳动强度大幅降低。

4、降低风险：所有带钢镰刀弯可自动识别和监测，减少人工检查漏检风险。

附图说明

图1为热连轧工艺生产线布置示意图；

图2为带钢镰刀弯情况示意图；

图3为L型镰刀弯的识别情况示意图；

图4为S型镰刀弯的识别情况示意图；

图5a为L型镰刀弯引起的带钢中心线偏差情况示意图，图5b为S型镰刀弯引起的带钢中心线偏差情况示意图；

图6为本发明热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图5a、图5b和图6，一种热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法，

在距离精轧机出口 h 米处配置测宽仪，其中，h值取3米；

带钢在离开精轧机6后进入卷取机8前以自由状态运行在层流冷区辊道上，在带钢9通过测宽仪10时，测宽仪测量带钢中心线与辊道中心线11的偏差数据；

测宽仪将测量数据输出给计算机，计算机根据测宽仪的测量数据计算出带钢中心线与辊道中心线的偏差数据，并制作偏差值与长度关系的偏差曲线；

若偏差曲线中出现长度达10～50米的平台型偏差，该平台起始点从带钢中心线偏离辊道中心线后的第一个波峰或波谷开始，终点为带钢中心线第一个回归到辊道中心线的位置，参见图5a,在图5a中标注了平台的起点和终点，以及平台长度，并且偏差曲线中与辊道中心线的偏差数据绝对值在A范围，A范围为40mm以上，则判断带钢为L型镰刀弯。

若偏差曲线上相邻的波峰和波谷之间落差值中的最大值在B范围，参见图5b，即最大波动值为B，B范围为100mm以上，则判断带钢为S型镰刀弯；其中B值大于A值。

判断为镰刀弯后，计算机系统输出报警，在轧钢操作画面进行报警显示，提醒轧钢操作员及时调整，并且计算机系统对超标钢卷进行自动封锁和记录超标长度。

自动封锁的钢卷后续由系统自动更改钢卷去向，并根据超标长度自动安排返修指令，切除超差部分，防止对用户或后工序造成不良影响。

本发明热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法的工作原理为：

带钢在离开精轧机架时由于受到轧辊压力的作用基本处于轧辊中心，此时带钢中心线与轧辊中心线基本重合。但带钢在离开轧机后进入卷取机前将不受外力作用，以自由状态运行在层流冷区辊道上。此时，如带钢不存在镰刀弯，则带钢将基本沿辊道中心线运行，带钢中心线与辊道中心线偏差将维持在10mm以内；如带钢存在镰刀弯，则带钢将在离开机架后沿镰刀弯内弧面方向偏转，带钢中心线将大幅偏离辊道中心线。在距离精轧机出口约3米左右（即距离热轧机）配置有测宽仪，可测量带钢中心线与辊道中心线的偏差数据。

参见图3，当带钢9存在L型镰刀弯时，带钢9在离开精轧机架6后由于处于自由状态则将沿镰刀弯内弧面方向发生偏转，带钢9中心线也会随之大幅偏离辊道中心线11，偏离程度远远超出正常水平。在带钢9通过测宽仪10时带钢中心线与辊道中心线的偏差情况将被记录下来。

参见图4，当带钢存在S型镰刀弯时，带钢9在离开精轧机架6后由于处于自由状态则将首先沿镰刀弯第一个内弧面方向发生偏转，随后沿第二个内弧面方向偏转，带钢9中心线也会随之沿此轨迹偏离辊道中心线11，偏离程度远远超出正常水平。在带钢通过测宽仪10时带钢中心线与辊道中心线的偏差情况将被记录下来。

所以，通过对测宽仪上带钢中心线偏差曲线的监控，就可以实现热轧镰刀弯缺陷的自动识别。

从生产实际中可知，当带钢存在L型镰刀弯时，带钢出精轧机6后会沿一个方向持续偏转，但由于辊道两侧有护板，当带钢碰到护板时会停止偏转，此时带钢中心线与辊道中心线的偏差将在某一位置波动，直至带钢镰刀弯状态发生改变。当带钢存在S型镰刀弯时，带钢出精轧机6后会偏转方向会发生改变，带钢中心线偏差也将呈S型波动。同时，由于带钢一旦进入卷取机后则将不再是自由状态，此时通过带钢中心线偏差将不再能够识别出带钢镰刀弯的真实情况，因此，对于镰刀弯的识别仅适用于带钢出精轧后未进卷取机之间的范围。

实施例：某企业采用本发明的方法后，能够快速识别和监控热连轧带钢镰刀弯缺陷，在轧钢的计算机系统操作画面进行报警显示，提醒轧钢操作员及时调整，并且计算机系统对超标钢卷进行自动封锁和记录超标长度。根据超标长度安排返修指令，切除超差部分，防止对用户或后工序造成不良影响。

具体参数如下:

首先，在距离精轧机出口3米处配置测宽仪；第二，带钢在离开精轧机后进入卷取机前以自由状态运行在层流冷区辊道上，由于精轧机至卷取机之间的辊道长度为120米左右，带钢中心线偏差曲线可以用于判断镰刀弯的有效曲线长度为100米（即有效长度范围）；第三，当带钢中心线出现20米平台型偏差，且偏差值在50mm以上，则判断带钢为L型镰刀弯；当带钢中心线上下波动值在120mm以上，则判断带钢为S型镰刀弯。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法，其特征是：

在距离精轧机出口h米处配置测宽仪；

带钢在离开精轧机后进入卷取机前以自由状态运行在层流冷区辊道上，在带钢通过测宽仪时，测宽仪测量带钢中心线与辊道中心线的偏差数据；

测宽仪将测量数据输出给计算机，计算机根据测宽仪的测量数据计算出带钢中心线与辊道中心线的偏差数据，并制作偏差值与长度关系的偏差曲线；

若偏差曲线中出现长度达10～50米的平台型偏差，该平台起始点从带钢中心线偏离辊道中心线后的第一个波峰或波谷开始，终点为带钢中心线第一个回归到辊道中心线的位置，并且偏差曲线中与辊道中心线的偏差数据绝对值在A范围，则判断带钢为L型镰刀弯；

若偏差曲线上相邻的波峰和波谷之间落差值中的最大值在B范围，则判断带钢为S型镰刀弯；其中B值大于A值；

所述A范围为40mm以上，所述B范围为100mm以上；

判断为镰刀弯后，计算机系统输出报警，并对超标钢卷进行自动封锁和记录超标长度。

2.根据权利要求1所述的热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法，其特征是：所述h值为3米。

3.根据权利要求1所述的热连轧带钢镰刀弯缺陷的快速识别和监控方法，其特征是：所述带钢中心线偏差曲线用于判断镰刀弯的有效曲线长度为100米。

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