CN110014043B - 一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法 - Google Patents

一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，根据当前带钢成分和FT质量设计进行层别的除鳞水压力设定Pi，在线检测表面对带钢缺陷进行计数，通过表面分级系统获得对应表面质量缺陷级别，读取表面分别压力修正系数Ka，更新下一块带钢除鳞压力设定初始值Pi+1＝Ka*Pi，通过对带钢表面分级动态调整除鳞压力改善带钢表面质量缺陷。本发明通过表面检测系统可以全连续在线检测热轧带钢的表面缺陷，检测的结果准确、完整、稳定，有效地提高了带钢表面质量和提升产品竞争力。

Description

一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法
技术领域
本发明涉及热连轧机机组除鳞控制技术领域，特别是涉及一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法。
背景技术
热轧产线工艺流程结合图1，大致有加热炉1、粗轧2、精轧3、层冷4、卷取5工序。热轧工艺流程如下：210-250mm厚度连铸板坯经过热轧加热炉加热到1200度左右，1#高压水除鳞箱6除鳞后，进入粗轧第一个机架7轧制一道次，之后在粗轧第二个机架8进行轧制五道次，经过粗轧第三机架9和第四机架10各一道次，最终轧成厚度在36-65mm范围的中间坯，同时根据带钢成品不同宽度目标值，完成板坯减宽。中间坯经过飞剪11切去头部不规则部分后进入2#除鳞箱12，之后进入七机架精轧机组3，带钢经过层流系统4冷却至目标温度，通过在线检测设备13后由卷取机5卷成钢卷入库。结合图2，2#高压除鳞箱12位于飞剪11与F1轧机之间，其功能是在带钢进入精轧机组之前，通过高压水除去带钢表面的氧化铁皮，确保带钢表面质量。2#除鳞箱主要部件包括，入口一对夹送辊16，中间辊道17，第一对集管18，中间辊道19，第二对集管20，出口一对夹送辊21。高压除鳞水通过水集管上的喷嘴喷射到带钢表面，反溅回来的水通过水收集器来回收，减少带钢表面温降，两个水收集器14、15安装在两根中间辊道的上方。
现有的2#除鳞箱的除鳞压力为系统压力，不可调节。由于热轧带钢生产线的温度高、速度快，无法通过人工进行表面质量在线检测，为了能够了解热轧带钢的表面质量状况，一般采用打开带卷尾部抽查的方式，但这种离线抽检的方式无法做到对带钢表面质量及时的反馈与全面的了解，不仅会给企业带来经济损失，而且容易造成用户质量异议事件，影响企业的信誉。
通过表面检测系统可以全连续在线检测热轧带钢的表面缺陷，检测的结果准确、完整、稳定。热轧表面检测系统由一套数字照相机加上照明单元集成在检测桥架上，用于从钢卷表面获取图像。照相机采集带钢表面图像，并传送数字图像到相机计算机，第一步是利用简单规则进行快速运算，识别图像是否有异常区域，该过程被称为实时目标检测(OD1)，这一步骤的主要目的是为了减少被处理图像的数量，那些不满足条件的图像将被丢弃；第二步是对第一步中检测认为可疑的图像执行更细致的图像分析，该过程被称为即时目标检测(OD2)，该阶段用于计算缺陷的详细特征；第三步是将OD2中计算得到的缺陷特征与分类器中的缺陷特征进行对比并给出缺陷类别，该过程被称为缺陷分类(CL)；分类的最终结果被存储并显示在终端上。
传统的表面检测系统仅用作表面的评级，并无和其他任何轧制过程控制系统相关联。2050热轧在实际生产过程中，发现带钢表面上存在未除尽的零星铁皮缺陷，结合图3，原有2#除鳞箱压力不可调，为此限制了热轧带钢表面质量提升。同时，对于该缺陷查找过程导致轧线停机损失也比较大。目前，热轧带钢在线检测系统对缺陷进行分类，操作人员根据分类和缺陷程度进行判定，但是没有实现缺陷程度与实际控制系统的结合。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明针对现有技术中除鳞压力不可调节的缺陷和不足，提供了一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，通过对带钢表面分级动态调整除鳞压力，可以有效改善带钢表面质量缺陷，提高了带钢表面质量和提升产品竞争力。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，包括以下步骤：
S1、判断当前钢种层别；
S2、在轧制第i块带钢之前，读取除鳞压力初始设定表，除鳞水压力设定Pi；
S3、在轧制第i块带钢完毕后，在线检测表面对带钢缺陷进行计数，根据带钢缺陷数量进行分级原则和判断，根据表面质量缺陷级别获得表面缺陷分级修正系数Ka；
S4、除鳞压力设定具备自学习更新功能，根据同层别同钢种的表面缺陷分级修正系数，更新压力设定表，得到Pi+1＝Pi*Ka，存储在除鳞箱设定表中；
S5、在轧制第i+1块带钢之前，过程机根据钢种成分和质量设计层别，读取除鳞压力设定初始值Pi+1来改善带钢表面缺陷。
进一步地，所述步骤S1钢种层别包括三类，分别是含碳量层别、含硅量层别、带钢终轧温度设计分层。
进一步地，所述含碳量层别分三类，分别是1-含碳量C％<0.25％、2-含碳量范围C％0.25-0.60％、3-含碳量C％>0.60％。
进一步地，所述含硅量层别分三类，分别是1-含硅量Si％<0.07％，2-含硅量Si％0.07-0.13％，3-含硅量Si％>0.13％。
进一步地，所述带钢终轧温度设计分层分两类，分别是1-精轧终轧温度800-860℃、2-精轧终轧温度860-930℃。
进一步地，所述步骤S3中带钢缺陷数量与表面质量缺陷级别关系如下，缺陷数量0-50为缺陷级别1、缺陷数量51-100为缺陷级别2、缺陷数量101-150为缺陷级别3、缺陷数量151-200为缺陷级别4、缺陷数量201-250为缺陷级别5、缺陷数量251-300为缺陷级别6、缺陷数量301-400为缺陷级别7、缺陷数量401-500为缺陷级别8、缺陷数量501-600为缺陷级别9、缺陷数量601-700为缺陷级别10、缺陷数量701-800为缺陷级别11、缺陷数量801-900为缺陷级别12、缺陷数量901-1000为缺陷级别13。
进一步地，所述缺陷级别1-4对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.0，缺陷级别5-7对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.1，缺陷级别8-9对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.2，缺陷级别10-12对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.3，缺陷级别13对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.4。
(三)有益效果
本发明的有益效果：一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，根据当前带钢成分和FT质量设计进行层别的除鳞水压力设定Pi，在线检测表面对带钢缺陷进行计数，通过表面分级系统获得对应表面质量缺陷级别，读取表面分级压力修正系数Ka，更新下一块带钢除鳞压力设定初始值Pi+1＝Ka*Pi，通过对带钢表面分级动态调整除鳞压力改善带钢表面质量缺陷；本发明通过表面检测系统可以全连续在线检测热轧带钢的表面缺陷，检测的结果准确、完整、稳定，有效地提高了带钢表面质量和提升产品竞争力。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为热轧轧线工艺流程图；
图2为2#除鳞箱结构示意图；
图3为在线检测设备带钢缺陷形貌示意图；
图4为本发明控制方法流程图；
图中：1、加热炉；2、粗轧；3、精轧；4、层冷；5、卷取；6、1#高压水除鳞箱；7、粗轧第一个机架；8、粗轧第二个机架；9、粗轧第三机架；10、粗轧第四机架；11、飞剪；12、2#高压水除鳞箱；13、在线检测设备；14、水收集器；15、水收集器；16、入口一对夹送辊；17、中间辊道；18、第一对集管；19、中间辊道；20、第二对集管；21、出口一对夹送辊。
具体实施方式
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。
结合图4，一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，包括以下步骤：
S1、判断当前钢种层别，钢种层别包括三类，分别是含碳量层别(Sfc-C)、含硅量层别(Sfc-Si)、带钢终轧温度设计分层(Sfc-FT)，FT(Finishing Rolling Temperature)，其中含碳量层别(Sfc-C)分三类，分别是1-含碳量C％<0.25％、2-含碳量范围C％0.25-0.60％、3-含碳量C％>0.60％，含硅量层别(Sfc-Si)分三类，分别是1-含硅量Si％<0.07％，2-含硅量Si％0.07-0.13％，3-含硅量Si％>0.13％，带钢终轧温度设计分层(Sfc-FT)分两类，分别是1-精轧终轧温度800-860℃、2-精轧终轧温度860-930℃；
S2、读取除鳞压力初始设定表，对于所有钢种在轧制第i块带钢之前，过程机2#除鳞箱根据带钢成分和FT质量设计进行层别的除鳞水压力设定Pi，读取表1；
表1：2#除鳞箱压力设定表
Desc-plan Sfc-C Sfc-Si Sfc-FT Desc Press(MPa)
3001 1 1 1 18
3002 1 1 2 18
3003 1 2 1 18
3004 1 2 2 18
3005 1 3 1 18
3006 1 3 2 18
3007 2 1 1 20
3008 2 1 2 20
3009 2 2 1 20
3010 2 2 2 20
3011 2 3 1 22
3012 2 3 2 22
3013 3 1 1 25
3014 3 1 2 25
3015 3 2 1 28
3016 3 2 2 28
3017 3 3 1 28
3018 3 3 2 28
S3、热轧表面检测系统由一套数字照相机加上照明单元集成在检测桥架上，用于从钢卷表面获取图像，图像由相机计算机进行初步评价，结果被发送到服务器计算机，引入根据带钢缺陷数量(Defect-number)进行分级原则和判断，在轧制第i块带钢完毕后，在线检测表面对带钢缺陷进行计数，轧制完毕后带钢累计缺陷图片个数，读取表2，根据表面分级系统获得对应表面质量缺陷级别，过程机读取表3，获得表面缺陷分级修正系数Corr-facter(Ka)；
表2：在线检测表面缺陷分级表
Figure GDA0002396879190000061
Figure GDA0002396879190000071
表3：缺陷分级和修正系数对应表
Grade Corr-facter(Ka)
1 1.0
2 1.0
3 1.0
4 1.0
5 1.1
6 1.1
7 1.1
8 1.2
9 1.2
10 1.3
11 1.3
12 1.3
13 1.4
S4、除鳞压力设定具备自学习更新功能，根据同层别同钢种的表面缺陷分级修正系数Corr-facter(Ka)，更新压力设定表，得到Pi+1＝Pi*Ka，存储在除鳞箱设定表中；
S5、在轧制第i+1块带钢之前，过程机根据钢种成分和质量设计层别，读取除鳞压力设定初始值Pi+1来改善带钢表面缺陷。
具体实施时，用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，在宝钢2050热轧产线得到实施，有效改善了热轧带钢边部质量，提高了热轧产品竞争力。
实施例1：
用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，包括以下步骤：
S1、对于钢种A，含碳量0.15％，含硅量0.12％，FT设计为870℃；
S2、钢种A在轧制第i块带钢之前，过程机根据钢种A的成分和FT质量设计层别，读取3003层别号的除鳞压力设定初始值Pi＝18MPa；
S3、带钢在生产过程中，在线检测表面对带钢缺陷进行计数，轧制完毕后带钢累计227个缺陷图片，根据表面分级系统获得对应表面质量缺陷级别为5，读取表面分级压力修正系数为1.1；
S4、对于3003层别号的钢种A，除鳞箱压力设定根据自学习功能，更新压力设定表18.8MPa(18MPa*1.1)；
S5、钢种A在轧制第i+1块带钢之前，过程机根据钢种A的成分和FT质量设计层别，读取3003层别号的除鳞压力设定初始值Pi+1＝18.8MPa.
在更新的除鳞压力下，钢种A第i+1块带钢轧制时在线检测表面缺陷图片的缺陷个数控制在154个，缺陷受控。
实施例2：
用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，包括以下步骤：
S1、对于钢种B，含碳量0.68％，含硅量0.17％，FT设计为850℃；
S2、钢种B在轧制第i块带钢之前，过程机根据钢种B的成分和FT质量设计层别，读取3017层别号的除鳞压力设定初始值Pi＝28MPa；
S3、钢种B在轧制第i块带钢完毕后，在线检测表面对带钢缺陷进行计数，轧制完毕后带钢累计563个缺陷图片，根据表面分级系统获得对应表面质量缺陷级别为9，读取表面分级压力修正系数为1.2；
S4、对于3017层别号的钢种B，除鳞箱压力设定根据自学习功能，更新压力设定表33.6MPa(28MPa*1.2)；
S5、钢种B在轧制第i+1块带钢之前，过程机根据钢种A的成分和FT质量设计层别，读取3017层别号的除鳞压力设定初始值Pi+1＝33.6MPa；
在更新的除鳞压力下，钢种B第i+1块带钢轧制时在线检测表面缺陷图片的缺陷个数控制在93个，改善效果显著。
综上所述，本发明实施例，用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，根据当前带钢成分和FT质量设计进行层别的除鳞水压力设定Pi，在线检测表面对带钢缺陷进行计数，通过表面分级系统获得对应表面质量缺陷级别，读取表面分级压力修正系数Ka，更新下一块带钢除鳞压力设定初始值Pi+1＝Ka*Pi，通过对带钢表面分级动态调整除鳞压力改善带钢表面质量缺陷；本发明通过表面检测系统可以全连续在线检测热轧带钢的表面缺陷，检测的结果准确、完整、稳定，有效地提高了带钢表面质量和提升产品竞争力。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、判断当前钢种层别；
S2、在轧制第i块带钢之前，读取除鳞压力初始设定表，除鳞水压力设定Pi；
S3、在轧制第i块带钢完毕后，在线检测表面对带钢缺陷进行计数，根据带钢缺陷数量进行分级原则和判断，根据表面质量缺陷级别获得表面缺陷分级修正系数Ka；
S4、除鳞压力设定具备自学习更新功能，根据同层别同钢种的表面缺陷分级修正系数，更新压力设定表，得到Pi+1＝Pi*Ka，存储在除鳞箱设定表中；
S5、在轧制第i+1块带钢之前，过程机根据钢种成分和质量设计层别，读取除鳞压力设定初始值Pi+1来改善带钢表面缺陷。
2.如权利要求1所述的一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，其特征在于：所述步骤S1钢种层别包括三类，分别是含碳量层别、含硅量层别、带钢终轧温度设计分层。
3.如权利要求2所述的一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，其特征在于：所述含碳量层别分三类，分别是1-含碳量C％<0.25％、2-含碳量范围C％0.25-0.60％、3-含碳量C％>0.60％。
4.如权利要求2所述的一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，其特征在于：所述含硅量层别分三类，分别是1-含硅量Si％<0.07％，2-含硅量Si％0.07-0.13％，3-含硅量Si％>0.13％。
5.如权利要求2所述的一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，其特征在于：所述带钢终轧温度设计分层分两类，分别是1-精轧终轧温度800-860℃、2-精轧终轧温度860-930℃。
6.如权利要求1所述的一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，其特征在于：所述步骤S3中带钢缺陷数量与表面质量缺陷级别关系如下，缺陷数量0-50为缺陷级别1、缺陷数量51-100为缺陷级别2、缺陷数量101-150为缺陷级别3、缺陷数量151-200为缺陷级别4、缺陷数量201-250为缺陷级别5、缺陷数量251-300为缺陷级别6、缺陷数量301-400为缺陷级别7、缺陷数量401-500为缺陷级别8、缺陷数量501-600为缺陷级别9、缺陷数量601-700为缺陷级别10、缺陷数量701-800为缺陷级别11、缺陷数量801-900为缺陷级别12、缺陷数量901-1000为缺陷级别13。
7.如权利要求6所述的一种用于带钢表面分级动态可调整除鳞压力控制方法，其特征在于：所述缺陷级别1-4对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.0，缺陷级别5-7对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.1，缺陷级别8-9对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.2，缺陷级别10-12对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.3，缺陷级别13对应的表面缺陷分级修正系数Ka＝1.4。
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