CN109604349B - 一种铝合金热轧带材板型控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种铝合金热轧带材板型控制方法，用于带轧机板型控制系统的铝材热精轧工序，所述控制方法为在铝材轧制通道内选定一个或多个轧制机架的入口作为带材测温点，所述带材测温点处安装有带材高温检测仪，在铝材轧制过程中，当带材通过带材测温点时，所述带材高温检测仪对轧制机架入口的带材横向温度进行检测并把检测数据反馈至轧机板型控制系统，所述轧机板型控制系统根据检测数据对铝材轧制通道内的轧制机架进行控制，通过轧制机架对带材板型进行前馈调节，从而对铝材热精轧工序的带材成品板型进行调整和控制；本发明既使板型有好的控制精度、又不过于增加成本，并能满足不同热精轧机架数量的控制需求。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属加工技术领域，尤其是一种铝合金热轧带材板型控制方法。
背景技术
由于铝合金热轧生产的高效、快速、低成本等特点，国内大型的铝合金热轧厂如雨后春笋，市场竞争也更加激烈。表面质量高、板型好的热轧卷占据明显竞争优势，更能争取客户的认可。因此，不论是1+1、1+2，还是精轧更多机列，都对热轧板型更加重视。
但实际上，目前热轧机列的板型控制，主要靠后馈控制，即通过最后一个机架出口侧的板型检测情况，将板型信息反馈给轧机控制系统，通过控制系统调节辊缝、工作辊弯辊、中间辊弯辊、倾辊等，来改善板型。这种控制方法的一个极大的弊端在于，因出口侧板型检测是在最后一个机架出口，与轧辊有一段距离，一般为3~5m，同时，板型信息反馈至轧机控制系统后，系统存在一个响应时间，响应结束后，再通过系统自动计算，对板型进行调节，这种调节具有严重的滞后性，极易出现超调、过调等现象，无法实现带材板型的精准控制。
为了能够提前控制板型，避免后馈调节的滞后性，一般会在精轧机架入口安装入口板型检测仪，通过提前检测板型情况，对精轧生产参数进行预设定，提前进行干预。这种控制方法有两个较大的弊端：其一是成本高，板型检测仪价格昂贵，维护成本高；其二是当精轧机架在2个及以上时，仅能对第一机架进行提前控制，对最后一个机架的板型控制无明显帮助，而热轧板型最关键就在于最后一机架的板型控制。
对于铝合金热轧带材而言，影响其板型的因素主要为带材的横向厚度分布情况。而热轧铝合金带材温度基本控制在200~500℃，铝合金带材的温度不仅受轧制环境条件的影响，也影响带材横向厚度有关。在轧制过程中，带材的温度越高，越有利于金属流动性，在同样轧制厚度条件下，轧制变形抗力小，轧辊弹跳变形小，实际辊缝与预设辊缝偏差小；带材的稳定越低，金属流动性差，轧制过程变形抗力大，轧辊弹跳变形大，实际辊缝与预设辊缝偏差大。
通过利用轧制过程中，铝合金带材的温度与实际轧制力、轧制变形抗力、轧辊弹跳、辊缝变化之间的关系，按照一定的关系式，对轧制过程中的辊缝进行调整，使得其实际辊缝与目标辊缝接近。
为了能实现上述控制手段，通过在精轧机架入口加装高温仪，测量入口带材横向温度分布情况，并将该温度情况反馈给轧机控制系统，对轧机辊缝进行微调，得到板型控制良好的效果。
发明内容
本发明提出一种铝合金热轧带材板型控制方法，既使板型有好的控制精度、又不过于增加成本，并能满足不同热精轧机架数量的控制需求。
本发明采用以下技术方案。
一种铝合金热轧带材板型控制方法，用于带轧机板型控制系统的铝材热精轧工序，所述控制方法为在铝材轧制通道内选定一个或多个轧制机架的入口作为带材测温点，所述带材测温点处安装有带材高温检测仪，在铝材轧制过程中，当带材通过带材测温点时，所述带材高温检测仪对轧制机架入口的带材横向温度进行检测并把检测数据反馈至轧机板型控制系统，所述轧机板型控制系统根据检测数据对铝材轧制通道内的轧制机架进行控制，通过轧制机架对带材板型进行前馈调节，从而对铝材热精轧工序的带材成品板型进行调整和控制。
所述热精轧工序中，当铝材轧制通道内仅有一个轧制机架时，所述带材测温点设于该轧制机架的入口处；当铝材轧制通道内有N个轧制机架时，若N>1，则带材测温点的位置为任一机架的入口或是任选多个机架的入口。
所述带材高温检测仪的温度检测范围在100~500℃，测量精度为-1~+1℃。
所述带材高温检测仪设于轧制机架的入口机架牌坊处。
所述带材高温检测仪可对距轧制机架的带材入口0.5~2.5m范围内的带材温度进行检测。
所述带材高温检测仪对带材横向温度进行检测的检测数据包括铝合金带材宽度方向的横向温度分布情况；所述横向温度检测为对带材宽度方向各点温度的连续实时检测，或是对在带材宽度方向上至少间隔50mm分布的检测点的温度进行实时检测。
所述轧机板型控制系统根据带材高温检测仪反馈的数据形成温度特性曲线；轧机板型控制系统根据温度特性曲线按预设的计算模型对铝材轧制通道的辊缝设定进行调整，以使铝材热精轧工序的带材成品板型达到板型控制的要求。
所述计算模型包括辊缝设定模型，所述轧机板型控制系统根据辊缝设定模型及铝带材横向温度分布情况，对铝带材轧制前的辊缝进行预设定。
所述辊缝设定模型为
，其中SB为带材某宽度位置处的辊缝，S0为初始设定辊缝，TB为带材某宽度位置的温度，
为宽度方向上所有温度的求和后的平均值，h为目标轧制厚度。
与传统技术相比，本发明的创新点在于：
①板型前馈控制：实现在轧制过程中，对板型进行前馈调节，并能运用到精轧的各个机架。
②通过带材横向温度控制板型：通过在线检测带材横向温度分布情况，对板型进行实时调节与控制；按照本专利的控制手段及相关参数可得到具有板型良好的热轧带材，并确保在轧制控制的过程中，避免因板型调节提前、滞后等不良现象，造成板型缺陷。
本发明的有益效果在于：本发明是在热精轧机架入口，通过安装入口带材横向温度检测仪，对轧制前的辊缝进行预设定与调节，有效避免因后馈控制带来的板型调节滞后，出现过调、超调等现象；从而提供一种即满足板型要求、又确保不过于增加成本，具有良好板型的热轧卷材生产方法。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
附图2是对带材横向温度进行检测的示意图；
附图3是使用本发明后，铝带轧制成品的厚度变化示意图；
图中：1-带材；2-带材高温检测仪；3-轧制机架；4-轨制机架的入口；5-铝材轧制通道；6-轧辊；7-带材测温点。
具体实施方式
如图1-3所示，一种铝合金热轧带材板型控制方法，用于带轧机板型控制系统的铝材热精轧工序，所述控制方法为在铝材轧制通道5内选定一个或多个轧制机架3的入口4作为带材测温点，所述带材测温点处安装有带材高温检测仪2，在铝材轧制过程中，当带材1通过带材测温点7时，所述带材高温检测仪对轧制机架入口的带材横向温度进行检测并把检测数据反馈至轧机板型控制系统，所述轧机板型控制系统根据检测数据对铝材轧制通道内的轧制机架进行控制，通过轧制机架对带材板型进行前馈调节，从而对铝材热精轧工序的带材成品板型进行调整和控制。
所述热精轧工序中，当铝材轧制通道内仅有一个轧制机架时，所述带材测温点设于该轧制机架的入口处；当铝材轧制通道内有N个轧制机架时，若N>1，则带材测温点的位置为任一机架的入口或是任选多个机架的入口。
所述带材高温检测仪的温度检测范围在100~500℃，测量精度为-1~+1℃。
所述带材高温检测仪设于轧制机架的入口机架牌坊处。
所述带材高温检测仪可对距轧制机架的带材入口0.5~2.5m范围内的带材温度进行检测。
所述带材高温检测仪对带材横向温度进行检测的检测数据包括铝合金带材宽度方向的横向温度分布情况；所述横向温度检测为对带材宽度方向各点温度的连续实时检测，或是对在带材宽度方向上至少间隔50mm分布的检测点的温度进行实时检测。
所述轧机板型控制系统根据带材高温检测仪反馈的数据形成温度特性曲线；轧机板型控制系统根据温度特性曲线按预设的计算模型对铝材轧制通道的辊缝（上下两轧辊6间用于轧制带材的缝隙）设定进行调整，以使铝材热精轧工序的带材成品板型达到板型控制的要求。
所述计算模型包括辊缝设定模型，所述轧机板型控制系统根据辊缝设定模型及铝带材横向温度分布情况，对铝带材轧制前的辊缝进行预设定。
所述辊缝设定模型为
，其中SB为带材某宽度位置处的辊缝，S0为初始设定辊缝，TB为带材某宽度位置的温度，
为宽度方向上所有温度的求和后的平均值，h为目标轧制厚度。
实施例：
一种5052铝合金，终轧温度320℃，热轧状态为F态，在1+3热轧机上生产，仅在最后一个机架F3入口前安装带材温度检测仪。最后一机架F3辊径为700mm，生产厚度2.5mm，宽度1450mm，带材总长度为1000m的轧制过程中，轧制预设辊缝为2.43mm，其板型控制的生产方法如下：
1、合理安装入口带材高温检测仪，其温度检测范围在100~500℃，测量精度为-1~+1℃。
2、在线检测入口带材的横向温度情况，将轧制过程中的温度实时检测，检测出铝合金带材宽度方向的温度分布情况。
3、根据反馈的温度特性曲线，按照一定的计算模型，及时调整辊缝设定，从而达到板型控制的要求。辊缝设定模型为
。其中，SB为带材某宽度位置处的辊缝，S0为初始设定辊缝2.43，TB为带材某宽度位置的温度，
为宽度方向上所有温度的求和后的平均值，h为目标轧制厚度2.5mm。
如图3所示本实施例制得的5052铝合金热轧带材，其带材中凸度为0.2%，厚度偏差为-8~+10um，无明显突变，出口无边波、中波，板型良好。
Claims (3)
1.一种铝合金热轧带材板型控制方法，用于带轧机板型控制系统的铝合金带材热精轧工序，其特征在于：所述控制方法为在铝合金带材轧制通道内选定一个或多个轧制机架的入口作为带材测温点，所述带材测温点处安装有带材高温检测仪，在铝合金带材轧制过程中，当铝合金带材通过带材测温点时，所述带材高温检测仪对轧制机架入口的带材横向温度进行检测并把检测数据反馈至轧机板型控制系统，所述轧机板型控制系统根据检测数据对铝合金带材轧制通道内的轧制机架进行控制，通过轧制机架对带材板型进行前馈调节，从而对铝合金带材热精轧工序的带材成品板型进行调整和控制；
所述带材高温检测仪的温度检测范围在100～500℃，测量精度为-1～+1℃；
所述带材高温检测仪可对距轧制机架的带材入口0.5～2.5m范围内的带材温度进行检测；
所述带材高温检测仪对带材横向温度进行检测的检测数据包括铝合金带材宽度方向的横向温度分布情况；所述横向温度检测为对带材宽度方向各点温度的连续实时检测，或是对在带材宽度方向上至少间隔50mm分布的检测点的温度进行实时检测；
所述轧机板型控制系统根据带材高温检测仪反馈的数据形成温度特性曲线；轧机板型控制系统根据温度特性曲线按预设的计算模型对铝合金带材轧制通道的辊缝设定进行调整，以使铝合金带材热精轧工序的带材成品板型达到板型控制的要求；
所述计算模型包括辊缝设定模型，所述轧机板型控制系统根据辊缝设定模型及铝带材横向温度分布情况，对铝带材轧制前的辊缝进行预设定；
所述辊缝设定模型为
其中SB为带材某宽度位置处的辊缝，S0为初始设定辊缝，TB为带材某宽度位置的温度，
为宽度方向上所有温度的求和后的平均值，h为目标轧制厚度。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金热轧带材板型控制方法，其特征在于：所述热精轧工序中，当铝合金带材轧制通道内仅有一个轧制机架时，所述带材测温点设于该轧制机架的入口处；当铝合金带材轧制通道内有N个轧制机架时，若N>1，则带材测温点的位置为任一机架的入口或是任选多个机架的入口。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金热轧带材板型控制方法，其特征在于：所述带材高温检测仪设于轧制机架的入口机架牌坊处。
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