CN109692878B - 一种热轧带钢厚度质量精准判定方法 - Google Patents

一种热轧带钢厚度质量精准判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热轧带钢厚度质量精准判定方法。本发明的方法包括如下步骤：步骤1：从精轧出口的厚度检测仪表获得带钢全长每个点厚度实测值；步骤2：计算等级判定的布尔值b；步骤3：计算等级判定的布尔值bhead，步骤4：计算等级判定的布尔值bdead；步骤5：综合等级判定的布尔值b、bhead、bdead的取值情况，得到热轧带钢厚度质量判定结果。本发明能实现对热轧带钢厚度质量的有效、精准判定，能够为企业的质量提升及预警提供有益的帮助。

Description

一种热轧带钢厚度质量精准判定方法
技术领域：
本发明涉及一种热轧带钢厚度质量精准判定方法，属于冷轧工艺控制技术领域。
背景技术：
在钢铁产能过剩环境下，行业市场竞争日趋激烈，对产品质量和性能都提出了更高要求， 热轧带钢的厚度精度是表征最终产品质量的重要指标，成品带钢厚度误差的产生原因十分复 杂，从加热到精轧、后工序的平整等，几乎所有工序都可能产生厚度误差，大致分为下述几 类：
1)轧件因素，例如：板坯温度分布不均、几何尺寸误差、化学成分偏析以及轧制过程中 不均匀变形等；
2)轧机因素，例如：轧辊偏心、热凸度和磨损，油膜轴承厚度波动以及轧机刚度变化等；
3)轧制工艺因素，例如：带钢张力、轧制速度以及轧制润滑条件的变化等；
4)与控制、操作有关的因素，例如：控制模型误差、工艺参数检测误差以及人工干预等。
带钢的厚度精度主要包括头部精度和全长精度。带钢头部厚度精度取决于生产操作状况 和辊缝设定模型的精度，由于带钢头部在穿带时自动厚度控制(AGC)未投用，带钢头部厚 度精度控制不佳，并且头部厚度精度影响着AGC的控制策略，进而影响带钢全长的厚度精度。 全长厚度精度则根据精轧机组出口的厚度检测仪表获得全长厚度实测值，如图1所示为热轧 带钢全长厚度实测值分布曲线，与厚度目标值对比，由AGC动态调节辊缝，力争得到符合厚 度公差要求并且厚度均匀的产品。
热轧带钢全长每个点厚度实测值通过安装在现场的厚度检测仪表可以直接得到，一般100 毫秒左右的时间能够返回给过程控制计算机供分析和存档使用。假设某带钢全长为1000m， 轧制速度为10m/s，轧制时间为100s，总共可获得1000组厚度实测值。
目前热轧带钢厚度质量判定方法主要采用单一的命中率统计方式，即采用精轧出口带钢 厚度命中率来表示，首先已知厚度目标值及正负偏差，计算厚度实测值落到目标相应偏差区 间的数量，得到厚度命中率，通过命中率的大小判断控制质量和控制精度。这一方法在工业 系统的各种质量判定中也被广泛使用，但是，对于热轧带钢来说，这一方法存在着如下不足：
1)如果带钢的厚度在公差范围内剧烈波动，即使有较高的命中率，下游用户的使用效果 也不理想，即单一的命中率不能反映带钢全长的波动情况。命中率好的带钢，其厚度质量不 一定好；
2)如果带钢全长厚度实测值集中分布在公差线附近，且波动平缓，即使全长厚度实测数 据游离在公差线外，命中率为0％，下游用户的使用效果也不会受到太大影响，但会在热轧生 产时直接被判废，即单一的命中率不能完全反映带钢实际的厚度质量，命中率差的带钢，其 厚度质量不一定差；
3)在精轧出口厚度检测仪获得实际值之前，带钢头部厚度精度取决于生产操作状况和辊 缝设定模型的精度，并且头部厚度精度影响着AGC的控制策略，进而影响带钢全长的厚度精 度。当带钢仅在头部存在厚度超差时，对带钢全长厚度命中率的计算影响较小。但其厚度质 量已经无法满足下游用户生产的实际需求，需要切头或降级处理。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种热轧带钢厚度质量精准判定方法，能实现 对热轧带钢厚度质量的有效、精准判定，能够为企业的质量提升及预警提供有益的帮助。
上述的目的通过以下技术方案实现：
一种热轧带钢厚度质量精准判定方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：从精轧出口的厚度检测仪表获得带钢全长每个点厚度实测值hi(i＝0，1，…，n)；
步骤2：已知厚度目标值htarget，根据每个点实测值hi进行如下计算：
2.1计算每个实测值与目标值偏差的绝对值，并进行求和：
Figure BDA0001338260770000021
2.2计算带钢全长厚度偏差绝对值的平均值x＝δ/n，按照厚度规格定义阈值y；
2.2计算等级判定的布尔值b，若x≤y，则b＝1，若x＞y，则b＝0；
步骤3：已知带钢全长l，定义带钢头部长度lhead，lhead＝0.1l～0.2l，根据带钢全长每个点 厚度实测值hi进行如下计算：
3.1计算带钢全长厚度平均值：
Figure BDA0001338260770000022
3.2计算在带钢头部长度lhead内对应的实测值个数：nhead＝nlhead/l；
3.3计算在带钢头部长度lhead内nhead个厚度实测值与带钢全长厚度平均值haverage的偏差， 取绝对值后求和：
Figure BDA0001338260770000023
3.4计算在带钢头部长度lhead内厚度偏差的平均值xhead＝δhead/nhead，按照厚度规格定 义阈值；
3.5计算等级判定的布尔值bhead，若xhead≤yhead，则bhead＝1，若xhead＞yhead，则bhead＝0；
步骤4：定义死亡阈值上限yup＝0.1～0.3mm、死亡阈值下限ydown＝-0.3～-0.1mm，根据带 钢全长每个点厚度实测值hi进行如下计算：
4.1计算每个实测值与目标值的偏差：Δhi＝hi-htarget；
4.2获取所有i个实测点的偏差最大值：ΔhMax＝Max(hi)，最小值：ΔhMin＝Min(hi)；
4.3计算等级判定的布尔值bdead：当且仅当ΔhMax≤yup且ΔhMin≥ydown时bdead＝1，否则， bdead＝0；
步骤5：综合等级判定的布尔值b、bhead、bdead的取值情况，得到热轧带钢厚度质量判定 结果如下：
如果b＝1、bhead＝1、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级：合格；
如果b＝0、bhead＝1、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝1、bhead＝0、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝0、bhead＝0、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝1、bhead＝1、bdead＝0，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝0、bhead＝1、bdead＝0，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝1、bhead＝0、bdead＝0，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝0、bhead＝0、bdead＝0，则厚度质量综合判定等级：不合格。
所述的热轧带钢厚度质量精准判定方法，步骤2中所述的计算带钢全长厚度偏差绝对值 的平均值x＝δ/n，按照厚度规格定义阈值y；具体是：
6)若htarget＜2.0mm，则y＝0.02mm～0.03mm；
7)若2.0mm≤htarget＜4.0mm，则y＝0.03mm～0.04mm；
8)若4.0mm≤htarget＜6.0mm，则y＝0.04mm～0.05mm；
9)若6.0mm≤htarget＜10.0mm，则y＝0.05mm～0.06mm；
10)若htarget≥10.0mm，则y＝0.06mm～0.1mm。
所述的热轧带钢厚度质量精准判定方法，步骤3中所述的带钢头部长度lhead，具体取值 据带钢长度确定，当带钢全长l≤500m,取0.2；当500m<l≤850m，取0.15；当l>850m，取0.1。
所述的热轧带钢厚度质量精准判定方法，步骤3中所述的计算在带钢头部长度lhead内厚 度偏差的平均值xhead＝δhead/nhead，按照厚度规格定义阈值yhead如下：
6)若htarget＜2.0mm，则yhead＝0.03mm～0.04mm；
7)若2.0mm≤htarget＜4.0mm，则yhead＝0.04mm～0.05mm；
8)若4.0mm≤htarget＜6.0mm，则yhead＝0.05mm～0.06mm；
9)若6.0mm≤htarget＜10.0mm，则yhead＝0.06mm～0.08mm；
10)若htarget≥10.0mm，则yhead＝0.08mm～0.1mm。
有益效果：
本发明无需对现有系统硬件进行改造，也无需对软件系统结构进行大幅度修改，只需要 在现有系统中，对质量判定方法和算法进行重新编写和替换即能实现对热轧带钢厚度质量的 有效、精准判定，能够为企业的质量提升及预警提供有益的帮助。
附图说明
图1热轧带钢全长厚度实测值分布曲线。
图2热轧带钢厚度质量精准判定方法流程图。
图3为表3热轧带钢全长厚度实测值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发 明而不用于限制本发明的范围。
以某钢铁企业热连轧生产牌号为QStE420TM，厚度规格为3.07mm，宽度规格为1160mm 的品种钢为例，介绍本专利的具体实施方式。
步骤1：从厚度检测仪表获得带钢全长每个点厚度实测值，如表3所示，其中序号为检 测仪表总共获取到的此品种钢的点数，整卷带钢在生产过程中一共获得812个厚度实测值， 长度为每个点对应的带钢长度；厚度为每个点对应的厚度实测值。
步骤2：已知厚度目标值htarget＝3.07mm，根据每个点实测值hi进行如下计算：
2.1 计算每个实际值与目标值偏差的绝对值，并进行求和：
Figure BDA0001338260770000041
2.2 计算带钢全长厚度偏差绝对值的平均值x＝δ/n＝0.014mm，按照厚度规格定义阈 值y＝0.035mm；
2.3 计算等级判定的布尔值b，因为0.014＜0.035，所以b＝1；
步骤3：已知带钢全长l＝811.013m，因500m<l≤850m，故带钢头部长度 lhead＝0.15l≈122.652m。根据带钢全长812个厚度实测值hi进行如下计算：
3.1 计算带钢全长812个厚度实值hi的平均值：
Figure BDA0001338260770000042
3.2 计算在带钢头部长度122.652m内对应的实测值个数：nhead＝nlhead/l≈123；
3.3 计算在带钢头部长度122.652m内123个厚度实测值与带钢全长厚度平均值3.068mm 的偏差，取绝对值后求和：
Figure BDA0001338260770000043
3.4 计算在带钢头部长度122.652m内厚度偏差的平均值：
xhead＝δhead/nhead＝0.022mm，按厚度规格定义阈值yhead＝0.050mm；
3.5 计算等级判定的布尔值bhead，因为0.022＜0.050，所以bhead＝1；
步骤4：定义死亡阈值上限yup＝0.2mm、死亡阈值下限ydown＝-0.1mm，根据带钢全长每 个点厚度实测值hi进行如下计算：
4.1 计算每个实测值与目标值的偏差：Δhi＝hi-htarget(i＝0，1，…，812)；
4.2 确定偏差最大值：ΔhMax＝Max(hi)＝0.187mm、偏差最小值：
ΔhMin＝Min(hi)＝-0.065mm；
4.3计算等级判定的布尔值bdead，因为0.187＜0.2且-0.065＞-0.1，所以bdead＝1；
步骤5：综上可知b＝1、bhead＝1、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级为合格，判定结束。
本发明所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术 特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本 发明方法的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种热轧带钢厚度质量精准判定方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
步骤1：从精轧出口的厚度检测仪表获得带钢全长每个点厚度实测值hi(i＝0，1，…，n)；
步骤2：已知厚度目标值htarget，根据每个点实测值hi进行如下计算：
2.1计算每个实测值与目标值偏差的绝对值，并进行求和：
Figure FDA0002442720430000011
2.2计算带钢全长厚度偏差绝对值的平均值x＝δ/n，按照厚度规格定义阈值y；
2.2计算等级判定的布尔值b，若x≤y，则b＝1，若x＞y，则b＝0；
步骤3：已知带钢全长l，定义带钢头部长度lhead，lhead＝0.1l～0.2l，根据带钢全长每个点厚度实测值hi进行如下计算：
3.1计算带钢全长厚度平均值：
Figure FDA0002442720430000012
3.2计算在带钢头部长度lhead内对应的实测值个数：nhead＝nlhead/l；
3.3计算在带钢头部长度lhead内nhead个厚度实测值与带钢全长厚度平均值haverage的偏差，取绝对值后求和：
Figure FDA0002442720430000013
3.4计算在带钢头部长度lhead内厚度偏差的平均值xhead＝δhead/nhead，按照厚度规格定义阈值yhead；
3.5计算等级判定的布尔值bhead，若xhead≤yhead，则bhead＝1，若xhead＞yhead，则bhead＝0；
步骤4：定义死亡阈值上限yup＝0.1～0.3mm、死亡阈值下限ydown＝-0.3～-0.1mm，根据带钢全长每个点厚度实测值hi进行如下计算：
4.1计算每个实测值与目标值的偏差：Δhi＝hi-htarget；
4.2获取所有i个实测点的偏差最大值：ΔhMax＝Max(hi)，最小值：ΔhMin＝Min(hi)；
4.3计算等级判定的布尔值bdead：当且仅当ΔhMax≤yup且ΔhMin≥ydown时bdead＝1，否则，bdead＝0；
步骤5：综合等级判定的布尔值b、bhead、bdead的取值情况，得到热轧带钢厚度质量判定结果如下：
如果b＝1、bhead＝1、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级：合格；
如果b＝0、bhead＝1、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝1、bhead＝0、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝0、bhead＝0、bdead＝1，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝1、bhead＝1、bdead＝0，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝0、bhead＝1、bdead＝0，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝1、bhead＝0、bdead＝0，则厚度质量综合判定等级：不合格；
如果b＝0、bhead＝0、bdead＝0，则厚度质量综合判定等级：不合格。
2.根据权利要求1所述的热轧带钢厚度质量精准判定方法，其特征是：步骤2中所述的计算带钢全长厚度偏差绝对值的平均值x＝δ/n，按照厚度规格定义阈值y；具体是：
1)若htarget＜2.0mm，则y＝0.02mm～0.03mm；
2)若2.0mm≤htarget＜4.0mm，则y＝0.03mm～0.04mm；
3)若4.0mm≤htarget＜6.0mm，则y＝0.04mm～0.05mm；
4)若6.0mm≤htarget＜10.0mm，则y＝0.05mm～0.06mm；
5)若htarget≥10.0mm，则y＝0.06mm～0.1mm。
3.根据权利要求1或2所述的热轧带钢厚度质量精准判定方法，其特征是：步骤3中所述的带钢头部长度lhead，具体取值据带钢长度确定，当带钢全长l≤500m,取0.2；当500m<l≤850m，取0.15；当l>850m，取0.1。
4.根据权利要求1或2所述的热轧带钢厚度质量精准判定方法，其特征是：步骤3中所述的计算在带钢头部长度lhead内厚度偏差的平均值xhead＝δhead/nhead，按照厚度规格定义阈值yhead如下：
1)若htarget＜2.0mm，则yhead＝0.03mm～0.04mm；
2)若2.0mm≤htarget＜4.0mm，则yhead＝0.04mm～0.05mm；
3)若4.0mm≤htarget＜6.0mm，则yhead＝0.05mm～0.06mm；
4)若6.0mm≤htarget＜10.0mm，则yhead＝0.06mm～0.08mm；
5)若htarget≥10.0mm，则yhead＝0.08mm～0.1mm。
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