CN108971233A - 一种炉卷轧机厚度控制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炉卷轧机厚度控制工艺，特点是在连铸板坯装入加热炉后，通过二级过程控制系统数学模型计算出精轧机各道次的目标厚度、辊缝、压下率、轧制力、速度等控制参数，然后将计算结果发送至一级自动控制系统，在预定的时点完成对精轧机设备设定，精轧机实际轧制过程中，厚度自动控制系统实时调整厚度偏差。本发明根据实际生产情况灵活调整，实现前端道次头尾厚度偏薄压延，解决炉卷轧机头尾厚度控制在订单公差范围内，减少后端道次压下大对轧辊的损伤，其中头尾厚度不良长度下降60％，整体成材率提高1.6～2.1％。
Description
技术领域
本发明属于轧钢领域，尤其涉及一种炉卷轧机带钢的厚度自动控制工艺，具体的说是通过合理设计精轧机各道次的辊缝设定、厚度自动控制工艺，使不锈钢带头尾厚度超过订单公差范围的长度尽可能短的的一种厚度自动控制工艺。
背景技术
炉卷轧机是在单机架轧机的入口和出口两侧增加两台卷炉保温，每台卷炉中间安装转鼓实现带钢的往返轧制。连铸板坯经过加热炉加热到工艺要求的目标温度后再粗轧往返轧制7～9次，精轧往返轧制5～7次。在空气中停留时间长、与温度低的转鼓接触，温度下降快，正常情况下精轧终轧温度对比中间温度低100℃。由于不锈钢的热轧加工硬度高，温度越低轧制越困难，头尾的轧制力比中间的轧制力增加2～3倍，且在短距离内迅速变化，极易产生厚度不良。后端道次头尾压下过大时易损伤轧辊后产生辊印缺陷，发生生产异常的比例大幅增加。
厚度是热轧带钢最重要的质量指标之一。现有炉卷轧机的厚度控制主要是按照二级系统的辊缝设定和一级自动控制系统的厚度自动调整，目前头尾厚度控制结果超过订单公差的长度在18～30m，整体成材率比设定的低2.6～4.3％，而且冷轧轧制时头尾与中间的控制差异大，易造成生产、品质异常。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种炉卷轧机厚度控制工艺，解决现有炉卷轧机头尾厚度超过订单公差范围长度方面的问题，大幅度提升热轧工厂及整体成材率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种炉卷轧机厚度控制工艺，连铸板坯在加热炉加热到工艺要求的温度，经高压除磷后在粗轧机进行7～9道次往返轧制；然后在飞剪处去除头部、尾部形状不良部分；再经过精轧机5～7道次往返轧制到目标厚度尺寸；最后经过层流冷却后卷取完成；其特点是：
在连铸板坯装入加热炉后，通过二级过程控制系统数学模型计算出精轧机各道次的目标厚度、辊缝、压下率、轧制力、速度等控制参数，然后将计算结果发送至一级自动控制系统，在预定的时点完成对精轧机设备设定，精轧机实际轧制过程中，厚度自动控制系统实时调整厚度偏差；
其中，在辊缝计算中增加辊缝调节量，辊缝计算公式如下：
式1：S＝H-P/K+S0+Sc新增
其中，S：辊缝设定值；
H：目标厚度；
P：轧制力；
K：轧机弹性模量；
S0：轧机零位标定值，轧辊咬合状态下1000吨轧制力时的辊缝值；
Sc新增：辊缝调节量，考虑设备能力、现场生产实际、品质影响等按照不同钢种、尺寸细分差异化设定。
另，前馈厚度自动控制在原调节基础上新增调整增加量系数，增加测量值减去目标值得到的测量厚度偏差过程调整量，前馈厚度自动控制辊缝调整计算公式如下：
式2：△S＝[(1-α)+β新增)]*M/K*Gain*△h
其中，△S：前馈厚度自动控制辊缝调节量；
α：前馈厚度自动控制调整系数；
β新增：前馈厚度自动控制调整增加量系数，调节量根据现场生产实际、品质影响等按照不同钢种、尺寸、道次细分差异化设定；
M：当前道次材料塑性系数(入口厚度变化后轧制力变化影响系数，轧制力变化量，入口厚度变化量)；
K：轧机弹性模量；
Gain：前馈厚度自动控制使用比例值；
△h：轧制方向入口厚度。
与现有技术相比，本发明建立炉卷轧机厚度控制相适应的二级模型和一级自动控制程序，实现炉卷轧机厚度自动控制工艺，根据实际生产情况灵活的调整辊缝设定、前馈厚度测量偏差自动控制，并且能够实现前端道次头尾厚度偏薄压延，解决现有炉卷轧机头尾厚度超过订单公差范围长的控制方面的问题，减少后端道次压下大对轧辊的损伤，其中头尾厚度不良长度平均从18～30m下降到7～15m，下降60％，整体成材率提高1.6～2.1％。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
一种炉卷轧机厚度控制工艺，连铸板坯在加热炉加热到工艺要求的温度，经高压除磷后在粗轧机进行7～9道次往返轧制；然后在飞剪处去除头部、尾部形状不良部分；再经过精轧机5～7道次往返轧制到目标厚度尺寸；最后经过层流冷却后卷取完成；其特点是：
在连铸板坯装入加热炉后，通过二级过程控制系统数学模型计算出精轧机各道次的目标厚度、辊缝、压下率、轧制力、速度等控制参数，然后将计算结果发送至一级自动控制系统，在预定的时点完成对精轧机设备设定，精轧机实际轧制过程中，厚度自动控制系统实时调整厚度偏差；
其中，在辊缝计算中增加辊缝调节量，辊缝计算公式如下：
式1：S＝H-P/K+S0+Sc新增
其中，S：辊缝设定值；
H：目标厚度；
P：轧制力；
K：轧机弹性模量；
S0：轧机零位标定值，轧辊咬合状态下1000吨轧制力时的辊缝值；
Sc新增：辊缝调节量，考虑设备能力、现场生产实际、品质影响等按照不同钢种、尺寸细分差异化设定。
另，前馈厚度自动控制在原调节基础上新增调整增加量系数，增加测量值减去目标值得到的测量厚度偏差过程调整量，前馈厚度自动控制辊缝调整计算公式如下：
式2：△S＝[(1-α)+β新增)]*M/K*Gain*△h
其中，△S：前馈厚度自动控制辊缝调节量；
α：前馈厚度自动控制调整系数；
β新增：前馈厚度自动控制调整增加量系数，调节量根据现场生产实际、品质影响等按照不同钢种、尺寸、道次细分差异化设定；
M：当前道次材料塑性系数(入口厚度变化后轧制力变化影响系数，轧制力变化量，入口厚度变化量)；
K：轧机弹性模量；
Gain：前馈厚度自动控制使用比例值；
△h：轧制方向入口厚度。
实施例1
本实施例选择304不锈钢坯料100块，坯料尺寸为220mm*1280mm*12.85m，精轧目标厚度3.2mm。该连铸板坯在加热炉加热到工艺要求的温度，经高压除磷后在粗轧机进行7道次往返轧制；在飞剪处去除头部、尾部形状不良部分；再经过精轧机7道次往返轧制到目标厚度尺寸；最后经过层流冷却后卷取完成。
对于上述过程，连铸板坯装入加热炉后，二级模型根据指示的坯料尺寸正常计算出精轧机1～7道次的目标厚度h为16.71/11.10/7.75/5.73/4.49/3.73/3.24mm，辊缝S为13.83/8.68/6.03/4.15/3.47/3.23/3.29mm，辊缝调节量Sc为1.2/0.5/0.5/0.9/0.9/0.8/0mm,前馈厚度控制调节量系数β为0.5/0.5/0.5/0.5/0.3/0/0，轧制力P为3042/2614/2012/1728/1216/1055/665Ton，轧制速度Vr为250/382/534/750/750/750/620mpm。
精轧机各道次轧制前将道次数据按照二级模型计算结果设定，轧制过程中前馈厚度控制输出时按照调节量系数控制，经过精轧机7道次往返轧制后头尾厚度不良长度为4/4m，头尾无咬钢异常情况。
实施例2
本实施例选择316L不锈钢坯料100块，坯料尺寸为220mm*1270mm*12.45m，精轧目标厚度3.54mm。该连铸板坯在加热炉加热到工艺要求的温度，经高压除磷后在粗轧机进行9道次往返轧制；在飞剪处去除头部、尾部形状不良部分；再经过精轧机7道次往返轧制到目标厚度尺寸；最后经过层流冷却后卷取完成。
对于上述过程，连铸板坯装入加热炉后，二级模型根据指示的坯料尺寸正常计算出精轧机1～7道次的目标厚度h为17.49/12.27/8.94/6.75/5.28/4.27/3.54mm，辊缝S为14.72/10.15/7.40/5.31/4.57/3.84/3.11mm，辊缝调节量Sc为0.4/0.4/0.4/0.6/0.6/0.5mm,前馈厚度控制调节量系数β为0.5/0.5/0.5/0.5/0.5/0.0/0.0，轧制力P为2675/2212/1855/1613/1358/1189/1124Ton，轧制速度Vr为250/279/598/650/750/750/750/450mpm。
精轧机各道次轧制前将道次数据按照二级模型计算结果设定，轧制过程中前馈厚度控制输出时按照调节量系数控制，经过精轧机7道次往返轧制后头尾厚度不良长度为6/5m，头尾无咬钢异常情况。
实施例3
本实施例选择双相不锈钢329J3L坯料100块，坯料尺寸为220mm*1580mm*10.2m，精轧目标厚度4.78mm。该连铸板坯在加热炉加热到工艺要求的温度，经高压除磷后在粗轧机进行7道次往返轧制；在飞剪处去除头部、尾部形状不良部分；再经过精轧机7道次往返轧制到目标厚度尺寸；最后经过层流冷却后卷取完成。
对于上述过程，连铸板坯装入加热炉后，二级模型根据指示的坯料尺寸正常计算出精轧机1～7道次的目标厚度h为20.33/14.48/10.78/8.37/6.72/5.58/4.78mm，辊缝S为18.18/12.55/9.52/7.81/6.26/5.57/3.83mm，辊缝调节量Sc为-0.4/0.5/0.5/0.5/0.2/0.2/0.0mm,前馈厚度控制调节量系数β为0.3/0.3/0.5/0.5/0.5/0.0/0.0，轧制力P为2575/2110/1703/1233/1272/1005/948Ton，轧制速度Vr为200/200/425/500/500/400/231mpm。
精轧机各道次轧制前将道次数据按照二级模型计算结果设定，轧制过程中前馈厚度控制输出时按照调节量系数控制，经过精轧机7道次往返轧制后头尾厚度不良长度为2/3m，头尾无咬钢异常情况。
该发明能够满足所有不锈钢种、尺寸的生产要求，并可以根据实际生产结果调整，已累计生产40余种不锈钢，约20000块板坯，均无生产异常。
以上所述实施示例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明及工艺优化的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围。
Claims (1)
1.一种炉卷轧机厚度控制工艺，连铸板坯在加热炉加热到工艺要求的温度，经高压除磷后在粗轧机进行7～9道次往返轧制；然后在飞剪处去除头部、尾部形状不良部分；再经过精轧机5～7道次往返轧制到目标厚度尺寸；最后经过层流冷却后卷取完成；其特征在于：
在连铸板坯装入加热炉后，通过二级过程控制系统数学模型计算出精轧机各道次的目标厚度、辊缝、压下率、轧制力、速度等控制参数，然后将计算结果发送至一级自动控制系统，在预定的时点完成对精轧机设备设定，精轧机实际轧制过程中，厚度自动控制系统实时调整厚度偏差；
其中，在辊缝计算中增加辊缝调节量，辊缝计算公式如下：
式1：S＝H-P/K+S0+Sc新增
其中，S：辊缝设定值；
H：目标厚度；
P：轧制力；
K：轧机弹性模量；
S0：轧机零位标定值，轧辊咬合状态下1000吨轧制力时的辊缝值；
Sc新增：辊缝调节量，考虑设备能力、现场生产实际、品质影响等按照不同钢种、尺寸细分差异化设定。
另，前馈厚度自动控制在原调节基础上新增调整增加量系数，增加测量值减去目标值得到的测量厚度偏差过程调整量，前馈厚度自动控制辊缝调整计算公式如下：
式2：△S＝[(1-α)+β新增)]*M/K*Gain*△h
其中，△S：前馈厚度自动控制辊缝调节量；
α：前馈厚度自动控制调整系数；
β新增：前馈厚度自动控制调整增加量系数，调节量根据现场生产实际、品质影响等在二级过程控制系统里按照不同钢种、尺寸、道次细分差异化设定，并与轧制道次表一起发送至一级自动控制系统，从而实现厚度偏差前馈控制时的差异化控制。该调节量可以灵活的调整各种生产材料，补充前馈厚度自动控制量在电气单一控制方面的不足。当在生产过程中材料出现厚度偏差时，可以在特定的道次、厚度上差异化调整，增加或者减少厚度偏差的控制量。
M：当前道次材料塑性系数(入口厚度变化后轧制力变化影响系数，轧制力变化量，入口厚度变化量)；
K：轧机弹性模量；
Gain：前馈厚度自动控制使用比例值；
△h：轧制方向入口厚度。
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