CN110947772B - 一种热连轧轧制过程数据对应方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热连轧轧制过程数据对应方法，涉及轧钢自动控制技术领域，本发明提供了一种热连轧轧制过程数据对应方法，接收控制系统根据PDI数据计算得到的各工序设定速度，包括粗轧入口辊道速度、粗轧出口辊道速度、精轧入口辊道速度和精轧出口辊道速度，粗轧机组轧辊速度和精轧机组轧辊速度，升速轧制曲线中的穿带速度、加速度1、最高速度、加速度2和抛钢速度，将热轧轧制过程中产生的实测数据对应到轧件长度方向上，根据对应后的数据可以查询任意长度位置上的仪表测量到的数据，为现场的工作人员提供一种方便快捷的产品质量数据查询方式。

Description

一种热连轧轧制过程数据对应方法

技术领域

本发明涉及轧钢自动控制技术领域，尤其涉及一种热连轧轧制过程数据对应方法。

背景技术

在热连轧生产过程中，轧件在由厚变薄的过程中，在长度方向会发生金属流动的同时，宽度方向也会发生金属流动；而在现场数据采集和存储的过程中，实测数据一般是按照固定的采集周期进行数据存储(如WINCC数据采集周期为500ms，过程控制系统数据采集周期为200ms，PDA的数据采集周期为4ms)，因此只能观测到时间轴上的各种轧制数据的变化情况，但在轧件在生产过程中轧件速度会发生变化，由于采样周期固定，导致造成相邻两个采样点之间的轧件长度不相等，轧件实际物理长度和时间长度的数据不再一一对应，当出现质量缺陷时，现场工艺人员难以通过实测数据曲线准确的找出实际缺陷位置与曲线记录数据间的对应关系，给产品质量缺陷追溯造成困难。

在文献《冷连轧生产过程同步数据的建立与应用》中提出了一种应用于冷连轧机轧件段同步数据的建立方法。将轧件实时采集的实测轧制参数映射到成品钢卷的长度上，但是冷轧过程轧件不会出现轧件的头尾发生互换的情况下，在热轧热卷箱成卷和开卷过程，轧件实测数据需要进行头尾互换，文献中所提到的数据对应方式不再适用于热连轧生产过程。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种热连轧轧制过程数据对应方法。

本发明所采取的技术方案是：一种热连轧轧制过程数据对应方法，包括以下步骤：

步骤1：接收控制系统根据PDI数据计算得到的各工序设定速度，包括粗轧入口辊道速度、粗轧出口辊道速度、精轧入口辊道速度和精轧出口辊道速度，粗轧机组轧辊速度和精轧机组轧辊速度，升速轧制曲线中的穿带速度、加速度1、最高速度、加速度2和抛钢速度；

步骤2：存储轧件在生产过程中的实际测量数据；

步骤2.1：粗轧最后一道次开始，轧件到达粗轧入口，获得粗轧入口温度实测值，将粗轧入口温度实测值存入数组K[i]，将粗轧入口轧件速度存入数组v₁[i]，粗轧入口轧件速度为粗轧入口辊道速度；

步骤2.2：轧件到达粗轧机组，获得粗轧机组轧制力实测值，存入数组F[i]，将粗轧机组轧件速度存入数组v₂[i]，粗轧机组轧件速度由过程控制系统计算得到，其中，粗轧机组轧件速度＝粗轧机组轧辊速度×(1+f)，f为本道次前滑，同时更新粗轧入口轧件速度，存入数组v₁[i]；

步骤2.3：轧件到达粗轧出口，获得粗轧出口宽度实测值，存入数组W[i]，将粗轧出口轧件速度，存入数组v₃[i]，粗轧出口轧件速度为粗轧机组轧件速度；若轧件完全通过粗轧机组，粗轧出口轧件速度更新为粗轧出口辊道速度，存入数组v₃[i]；

步骤2.4：轧件通过粗轧出口，进入热卷箱，经历成卷和开卷过程，轧件头尾位置互换；

步骤2.5：轧件到达精轧入口，获得精轧入口温度实测值，存入数组T[i]，将精轧入口轧件速度存入数组v₄[i]，精轧入口轧件速度为精轧入口辊道速度；

步骤2.6：轧件到达精轧机组，获得精轧机组辊缝实测值，存入数组S[i]，将精轧机组轧件速度存入数组v₅[i]，精轧机组轧件速度由过程控制系统计算得到，其中，精轧机组轧件速度＝精轧机组轧辊速度×(1+f)，f为本道次前滑，同时更新精轧入口轧件速度，存入数组v₄[i]；

步骤2.7：轧件到达精轧出口，获得精轧出口厚度实测值，存入数组H[i]，将精轧出口轧件速度存入数组v₆[i]，精轧出口轧件速度为精轧机组轧件速度；

步骤2.8：轧件到达卷取机，按照升速轧制曲线进行卷取过程，更新精轧机组轧件速度 v₅[i]、精轧出口轧件速度v₆[i]；

步骤2.9：轧件通过精轧机组，精轧出口轧件速度更新为升速轧制抛钢速度，直至轧件完全通过精轧出口，数据采集完成。

步骤3：计算轧件通过各工艺段的总长度；

步骤3.1：计算各工艺段内，每个采样周期内轧件采样长度；计算公式如下所示：

s_j[i]＝v_j[i]×0.1(j＝1,2,…,6)

步骤3.2：计算每个采样点对应的轧件实际长度；

l_j[i]＝s_j[i]+s_j[i-1](j＝1,2,…,6)

步骤3.3：计算轧件通过各工艺段的总长度。

步骤4：将轧件实际长度转化为实际位置百分比；

步骤5：将粗轧机前、粗轧机组和粗轧机后的数据进行首尾调换，重新计算实际位置百分比，将对应的实测数据重新记录，并按照前后顺序排列：

ε′_j[i]＝1-ε_j[i](j＝1,2,3)

步骤6：得到轧制过程数据对应结果

分别以轧件长度百分比数据ε′₁[i]，ε′₂[i]，ε′₃[i]，ε₄[i]，ε₅[i]，ε₆[i]为横坐标，实测数据K[i]， F[i]，W[i]，T[i]，S[i]，H[i]为纵坐标轴绘制曲线，实现轧制过程数据对应。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明提供了一种热连轧轧制过程数据对应方法，将热轧轧制过程中产生的实测数据对应到轧件长度方向上，根据对应后的数据可以查询任意长度位置上的仪表测量到的数据，为现场的工作人员提供一种方便快捷的产品质量数据查询方式。

附图说明

图1为本发明实施例提供的轧线位置和测量仪表布置；

图2为本发明实施例提供的轧件通过各测量仪表示意图；

图3为本发明实施例提供的数据对应流程图；

图4为本发明实施例提供的升速轧制曲线；

图5为本发明实施例提供的轧制过程数据对应结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。

本实施例中板坯依次经过粗轧入口、粗轧机组、粗轧出口，热卷箱，精轧入口，精轧机组，精轧出口七个工艺段，得到热轧成品，进入卷取机。其中，粗轧机组和精轧机组中安装有相应的测量仪表。现场实测数据由测量仪表测量得到，后按照固定的数据采样周期100ms，经通讯后存入存储数组。

在生产过程中，轧件粗轧机组共经过奇数次轧制。为便于说明本实施例，选取粗轧最后一道次轧制过程，分别在粗轧入口、粗轧机组、粗轧出口、精轧入口、精轧机组和精轧出口各选择一种仪表进行说明。其中，粗轧入口选取测温仪(用K表示轧件在粗轧入口实测温度)、粗轧机组选取压力传感器(用F表示轧件在粗轧机组实测轧制力)、粗轧出口选取测宽仪(用 W表示轧件在粗轧出口实测宽度)、精轧入口选取测温仪(用T表示轧件在精轧入口实测温度)、精轧机组选取末机架位移传感器(用S表示轧件在精轧机组实测辊缝)和精轧出口选取测厚仪(用H表示轧件在精轧出口实测厚度)，如图1、图2所示。

当轧件全长完全在运输辊道上运行时，轧件速度与运输辊道速度相同；当轧件在粗轧机组或精轧机组时，轧件速度由轧辊速度计算得到；当卷取机咬钢之后，直至卷取机咬钢，后按照升速轧制曲线运行。运输辊道速度、轧辊速度、升速轧制曲线(包括初始速度、加速度 1、最高速度、加速度2、抛钢速度)由过程控制系统根据PDI数据计算得到。

本发明所采取的技术方案是：一种热连轧轧制过程数据对应方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤1：接收控制系统根据PDI数据计算得到的各工序设定速度，包括粗轧入口辊道速度、粗轧出口辊道速度、精轧入口辊道速度和精轧出口辊道速度，粗轧机组轧辊速度和精轧机组轧辊速度，升速轧制曲线中的穿带速度、加速度1、最高速度、加速度2和抛钢速度，其中升速轧制曲线如图4所示；

本实施例中PDI数据如表1所示，过程控制系统计算的设定速度如表2所示。

表1 PDI数据

内容	数值	内容	数值
				钢卷号	RC19101062	化学元素碳(％)	0.15
钢种	65Mn	化学元素硅(％)	0.20
				加热炉号	1	化学元素锰(％)	0.31
卷取机号	1	化学元素铬(％)	0.10
				中间坯厚度	36	化学元素镍(％)	0.12
板坯数据(mm×mm×mm)	8000×1200×200	化学元素磷(％)	0.03
				成品数据(mm×mm)	1200×4.00	化学元素硫(％)	0.03

表2过程控制系统速度计算结果

内容	数值(m/s)	内容	数值(m/s)
				粗轧入口辊道速度	4.0	升速轧制穿带速度	8
粗轧机组轧件速度	4.0	升速轧制加速度1	0.3
				粗轧出口辊道速度	4.2	升速轧制最高速度	10.01
精轧入口辊道速度	1.2	升速轧制加速度2	-0.25
				精轧机组轧件速度	8	升速轧制抛钢速度	7.96
精轧出口辊道速度	8.05

步骤2：存储轧件在生产过程中的实际测量数据；

步骤2.1：粗轧最后一道次开始，轧件到达粗轧入口，获得粗轧入口温度实测值，将粗轧入口温度实测值存入数组K[i]，将粗轧入口轧件速度存入数组v₁[i]，粗轧入口轧件速度为粗轧入口辊道速度；

步骤2.2：轧件到达粗轧机组，获得粗轧机组轧制力实测值，存入数组F[i]，将粗轧机组轧件速度存入数组v₂[i]，粗轧机组轧件速度由过程控制系统计算得到，其中，粗轧机组轧件速度＝粗轧机组轧辊速度×(1+f)，f为本道次前滑，同时更新粗轧入口轧件速度，存入数组v₁[i]；

步骤2.3：轧件到达粗轧出口，获得粗轧出口宽度实测值，存入数组W[i]，将粗轧出口轧件速度，存入数组v₃[i]，粗轧出口轧件速度为粗轧机组轧件速度；若轧件完全通过粗轧机组，粗轧出口轧件速度更新为粗轧出口辊道速度，存入数组v₃[i]；

步骤2.4：轧件通过粗轧出口，进入热卷箱，经历成卷和开卷过程，轧件头尾位置互换；

步骤2.5：轧件到达精轧入口，获得精轧入口温度实测值，存入数组T[i]，将精轧入口轧件速度存入数组v₄[i]，精轧入口轧件速度为精轧入口辊道速度；

步骤2.6：轧件到达精轧机组，获得精轧机组辊缝实测值，存入数组S[i]，将精轧机组轧件速度存入数组v₅[i]，精轧机组轧件速度由过程控制系统计算得到，其中，精轧机组轧件速度＝精轧机组轧辊速度×(1+f)，f为本道次前滑，同时更新精轧入口轧件速度，存入数组v₄[i]；

步骤2.7：轧件到达精轧出口，获得精轧出口厚度实测值，存入数组H[i]，将精轧出口轧件速度存入数组v₆[i]，精轧出口轧件速度为精轧机组轧件速度；

步骤2.8：轧件到达卷取机，按照升速轧制曲线进行卷取过程，更新精轧机组轧件速度 v₅[i]、精轧出口轧件速度v₆[i]；

步骤2.9：轧件通过精轧机组，精轧出口轧件速度更新为升速轧制抛钢速度，直至轧件完全通过精轧出口，数据采集完成。

本实施例中粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口数据记录表如表3所示，精轧入口、精轧机组和精轧出口数据记录表如表5所示。

表3粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口数据记录表

表4精轧入口、精轧机组和精轧出口数据记录表

步骤3：计算轧件通过各工艺段的总长度；

步骤3.1：计算各工艺段内，每个采样周期内轧件采样长度；计算公式如下所示：

s_j[i]＝v_j[i]×0.1(j＝1,2,…,6)

本实施例中粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口轧件采样长度如表5所示，精轧入口、精轧机组和精轧出口轧件采样长度如表6所示；

表5粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口轧件采样长度计算表

表6精轧入口、精轧机组和精轧出口轧件采样长度计算表

步骤3.2：计算每个采样点对应的轧件实际长度；

l_j[i]＝s_j[i]+s_j[i-1](j＝1,2,…,6)

本实施例中粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口轧件长度如表7所示、精轧入口、精轧机组和精轧出口轧件长度如表8所示；

表7粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口轧件长度计算表

表8精轧入口、精轧机组和精轧出口轧件长度计算表

步骤3.3：计算轧件通过各工艺段的总长度。

步骤4：将轧件实际长度转化为实际位置百分比；

本实施例中粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口轧件长度百分比如表9所示，精轧入口、精轧机组和精轧出口轧件长度百分比如表10所示；

表9粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口轧件长度百分比计算表

表10精轧入口、精轧机组和精轧出口轧件长度百分比计算表

步骤5：将粗轧机前、粗轧机组和粗轧机后的数据进行首尾调换，重新计算实际位置百分比，将对应的实测数据重新记录，并按照前后顺序排列：

ε′_j[i]＝1-ε_j[i](j＝1,2,3)

本实施例中粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口头尾数据互换如表11所示，精轧入口、精轧机组和精轧出口头尾数据互换如表12所示；

表11粗轧入口、粗轧机组和粗轧出口头尾数据互换

表12精轧入口、精轧机组和精轧出口头尾数据互换

步骤6：得到轧制过程数据对应结果；

分别以轧件长度百分比数据ε′₁[i]，ε′₂[i]，ε′₃[i]，ε₄[i]，ε₅[i]，ε₆[i]为横坐标，实测数据K[i]， F[i]，W[i]，T[i]，S[i]，H[i]为纵坐标轴绘制曲线，如图5所示，实现轧制过程数据对应。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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权利要求所限定的范围。

Claims (2)

1.一种热连轧轧制过程数据对应方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：接收控制系统根据PDI数据计算得到的各工序设定速度，包括粗轧入口辊道速度、粗轧出口辊道速度、精轧入口辊道速度和精轧出口辊道速度，粗轧机组轧辊速度和精轧机组轧辊速度，升速轧制曲线中的穿带速度、加速度1、最高速度、加速度2和抛钢速度；

步骤2：存储轧件在生产过程中的实际测量数据；

步骤2.1：粗轧最后一道次开始，轧件到达粗轧入口，获得粗轧入口温度实测值，将粗轧入口温度实测值存入数组K[i]，将粗轧入口轧件速度存入数组v₁[i]，粗轧入口轧件速度为粗轧入口辊道速度；

步骤2.2：轧件到达粗轧机组，获得粗轧机组轧制力实测值，存入数组F[i]，将粗轧机组轧件速度存入数组v₂[i]，粗轧机组轧件速度由过程控制系统计算得到，其中，粗轧机组轧件速度＝粗轧机组轧辊速度×(1+f)，f为本道次前滑，同时更新粗轧入口轧件速度，存入数组v₁[i]；

步骤2.3：轧件到达粗轧出口，获得粗轧出口宽度实测值，存入数组W[i]，将粗轧出口轧件速度，存入数组v₃[i]，粗轧出口轧件速度为粗轧机组轧件速度；若轧件完全通过粗轧机组，粗轧出口轧件速度更新为粗轧出口辊道速度，存入数组v₃[i]；

步骤2.4：轧件通过粗轧出口，进入热卷箱，经历成卷和开卷过程，轧件头尾位置互换；

步骤2.5：轧件到达精轧入口，获得精轧入口温度实测值，存入数组T[i]，将精轧入口轧件速度存入数组v₄[i]，精轧入口轧件速度为精轧入口辊道速度；

步骤2.6：轧件到达精轧机组，获得精轧机组辊缝实测值，存入数组S[i]，将精轧机组轧件速度存入数组v₅[i]，精轧机组轧件速度由过程控制系统计算得到，其中，精轧机组轧件速度＝精轧机组轧辊速度×(1+f)，f为本道次前滑，同时更新精轧入口轧件速度，存入数组v₄[i]；

步骤2.7：轧件到达精轧出口，获得精轧出口厚度实测值，存入数组H[i]，将精轧出口轧件速度存入数组v₆[i]，精轧出口轧件速度为精轧机组轧件速度；

步骤2.8：轧件到达卷取机，按照升速轧制曲线进行卷取过程，更新精轧机组轧件速度v₅[i]、精轧出口轧件速度v₆[i]；

步骤2.9：轧件通过精轧机组，精轧出口轧件速度更新为升速轧制抛钢速度，直至轧件完全通过精轧出口，数据采集完成；

步骤3：计算轧件通过各工艺段的总长度；

步骤4：将轧件实际长度转化为实际位置百分比；

步骤5：将粗轧机前、粗轧机组和粗轧机后的数据进行首尾调换，重新计算实际位置百分比，将对应的实测数据重新记录，并按照前后顺序排列：

ε′_j[i]＝1-ε_j[i](j＝1,2,3)

步骤6：得到轧制过程数据对应结果；

分别以轧件长度百分比数据ε′₁[i]，ε′₂[i]，ε′₃[i]，ε₄[i]，ε₅[i]，ε₆[i]为横坐标，实测数据K[i]，F[i]，W[i]，T[i]，S[i]，H[i]为纵坐标轴绘制曲线，实现轧制过程数据对应。

2.根据权利要求1所述的一种热连轧轧制过程数据对应方法，其特征在于：所述步骤3具体包括：

步骤3.1：计算各工艺段内，每个采样周期内轧件采样长度；计算公式如下所示：

s_j[i]＝v_j[i]×0.1(j＝1,2,…,6)

步骤3.2：计算每个采样点对应的轧件实际长度；

l_j[i]＝s_j[i]+s_j[i-1](j＝1,2,…,6)

步骤3.3：计算轧件通过各工艺段的总长度。

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