CN111618092B - 减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法 - Google Patents

减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，在精轧机组各机架之间的带钢抛钢过程中，活套由前机架准备抛钢时的落小套模式切换至等待位置模式时，增加活套对带钢尾部的支撑力矩补偿，避免抛钢时活套角度掉落过低导致带钢下表擦划伤缺陷。本发明在从活套由落小套切换至等待位置时，增加活套对厚板带钢尾部的支撑力矩补偿，避免带钢尾部将活套角度被下压过低，避免活套抛钢活套APC控制时活套角度掉落过低导致带钢下表擦划伤缺陷。

Description

减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法
技术领域
本发明属于钢铁热连轧工艺的技术领域，具体涉及一种减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法。
背景技术
精轧机是热轧生产线的重要设备，用于将粗轧中间坯按照轧制目标要求加工成为合同规格产品。精轧机组位于粗轧机组后，是热连轧生产线轧制工序的最后一道工序。精轧机组通常为七机架连轧机，每个机架按照压下负荷分配，将中间坯轧制到成品厚度，轧制过程根据秒流量相等原则。带钢在各机架间的过渡尤为重要，相邻机架间主要设备有活套、入口导板。活套的作用为：1、消除带钢头部进入下机架时产生的活套量；2、轧制中通过活套的角位移变化吸收张力波动时引起的套量变化，维持恒张力轧制；3、对机架间的带钢施加一定的张力，保持轧制状态的稳定。入口导板作用为：对带钢起到支撑作用，引导带钢顺利进入机架轧制。轧制带钢过程，带钢经过机架间时，先经过活套，然后再经过下一机架入口导板，带钢由入口导板导向进入机架轧制。
现有热连轧的精轧工艺中，活套动作根据轧件在精轧机组中的轧制过程一般是按咬钢、形成连轧、建立连轧张力、稳定连轧、抛钢的顺序进行。主要分为三个阶段：起套阶段、稳定运行阶段、落套阶段。起套阶段：起套主要是指带钢头部被轧辊咬入开始，一直到带钢在机架之间建立张力之前的阶段。稳定运行阶段：稳定运行阶段(恒张)是指带钢被轧辊完全咬入之后，并在机架之间已建立起小张力，而已处于稳定连续轧制的阶段，活套角度通常为22°左右。落套阶段：落套阶段是指活套从接收到来自于跟踪的落套命令到活套下落到零位这一阶段。在落套这一阶段，为了避免带钢发生甩尾和减轻活套下落造成的机械冲击，采用“小套量”控制，也就是把活套的落套过程分成二步进行：当带钢的尾部运行到本机架前3.5S时活套下降到16°；经过3S左右时间后，活套再完全下落到等待位置。
现有精轧工艺在轧制厚板过程中，由于厚板重量大，在带钢尾部活套落套时，如图1所示，活套1’角度被压低到7°左右，带钢2’尾部与入口导板3’两侧下表接触刮蹭，导致带钢尾部两侧出现擦划伤缺陷，缺陷严重时出现拉丝起皮现象，对带钢表面质量造成严重影响。
上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本发明的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本发明的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，用于改善由于活套特殊的控制方式导致的厚板划伤。
本发明的目的通过以下技术方案实现：提供一种减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，在精轧机组各机架之间的带钢抛钢过程中，活套由前机架准备抛钢时的落小套模式切换至等待位置模式时，根据带钢重力增加活套对带钢尾部的支撑力矩补偿，避免抛钢时活套角度掉落过低导致带钢下表擦划伤缺陷。
作为进一步的改进，所述力矩补偿的大小通过计算带钢重力来进行，并通过带钢尾部跟踪逐渐衰减。
作为进一步的改进，所述带钢重力通过带钢体积乘以密度计算得出。
作为进一步的改进，通过控制驱动活套的油缸的内压力来进行力矩补偿。
作为进一步的改进，先通过活套角度反查预设的活套角度-力矩拟合曲线，得到活套在空载情况下，运动到不同角度时油缸所需输出的力矩，加上角度比例积分闭环控制器的力矩补偿，作为油缸力矩的总设定，然后通过油缸压力比例积分闭环控制器来输出油缸伺服阀的开口度，实现活套的位置控制。
作为进一步的改进，在力矩补偿过程中增加力矩变化率，避免由于力矩的突变导致的油缸伺服阀开口度瞬时反向打开。
作为进一步的改进，在轧制厚度大于8mm的厚板时，以等待位置的活套角度为界，当活套角度大于等待位置的角度时，力矩补偿增益减小，当活套角度小于等待位置的角度时，力矩补偿增益增大。
作为进一步的改进，力矩补偿的时序是由等待位置模式开始一直持续到前机架抛钢完成，并根据实际情况进行延时。
作为进一步的改进，所述精轧机组七个机架之间的活套落套时序表如下：
Figure GDA0002556435850000031
其中，LP1为第一机架与第二机架之间的活套，LP2为第二机架与第三机架之间的活套，LP3为第三机架与第四机架之间的活套，LP4为第四机架与第五机架之间的活套，LP5为第五机架与第六机架之间的活套，LP6为第六机架与第七机架之间的活套。
本发明提供的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，在精轧机组各机架之间的带钢抛钢过程中，活套由前机架准备抛钢时的落小套模式切换至等待位置模式时，增加活套对带钢尾部的支撑力矩补偿，避免抛钢时活套角度掉落过低导致带钢下表擦划伤缺陷。本发明在从活套由落小套切换至等待位置时，增加活套对厚板带钢尾部的支撑力矩补偿，避免带钢尾部将活套角度被下压过低，避免活套抛钢活套APC控制(Automatic PositionControl的缩写，中文称作“自动位置控制”)时活套角度掉落过低导致带钢下表擦划伤缺陷。
附图说明
图1为相关技术中带钢尾部与导板位置关系示意图。
图2为活套位置控制原理图。
图3为应用本发明后的带钢尾部与导板位置关系示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
结合图2和图3所示，本发明实施例提供一种减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，在精轧机组各机架之间的带钢抛钢过程中，活套由前机架准备抛钢时的落小套模式切换至等待位置模式时，根据带钢重力增加活套对带钢尾部的支撑力矩补偿，避免抛钢时活套角度掉落过低导致带钢下表擦划伤缺陷。
本发明实施例提供的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，主要包含三大部分：位置控制增益分层、力矩斜坡设定、跟踪力矩补偿。
位置控制增益分层
在轧制厚度大于8mm的厚板时，以等待角度为界，当活套角度大于等待角度时，增益减小，反之则增益增大。使得活套在带钢头部的冲击下能迅速通过积分控制增加力矩，减少由于力矩设定不足导致的伺服阀反向打开时间，减缓角度下降趋势，提高角度控制响应速度。
力矩斜坡设定
在活套由前机架准备抛钢时的落小套模式切换至等待位置控制模式时，在力矩设定模块中增加一个力矩变化率，避免由于力矩的突变导致的伺服阀开口度瞬时反向打开。使活套在机架抛钢时可以更加平缓地下落，同时也减缓了由于力矩突变对阀造成的冲击，避免了由于阀的反向开口度过大造成的活套角度过低。
跟踪力矩补偿
在活套由前机架准备抛钢时的落小套模式切换至等待位置控制模式时，增加一个力矩补偿。力矩补偿大小是通过计算带钢重力来进行补偿的，并通过带钢尾部跟踪逐渐衰减。力矩补偿的时序是由等待位置模式开始一直持续到前机架抛钢，并根据实际情况进行延时。
作为进一步的优选的实施方式，所述力矩补偿的大小通过计算带钢重力来进行，并通过带钢尾部跟踪逐渐衰减。所述带钢重力通过带钢体积乘以密度计算得出，力矩补偿的时序是由前一机架抛钢开始到下一机架抛钢结束。
作为进一步的优选的实施方式，通过控制驱动活套的油缸的内压力来进行力矩补偿，具体的，先通过活套角度反查预设的活套角度-力矩拟合曲线，得到活套在空载情况下，运动到不同角度时油缸所需输出的力矩，加上角度比例积分闭环控制器的力矩补偿，作为油缸力矩的总设定，然后通过油缸压力比例积分闭环控制器来输出油缸伺服阀的开口度，实现活套的位置控制。
作为进一步的改进，在力矩补偿过程中增加力矩变化率，避免由于力矩的突变导致的油缸伺服阀开口度瞬时反向打开。
作为进一步的改进，在轧制厚度大于8mm的厚板时，以等待位置的活套角度为界，当活套角度大于等待位置的角度时，力矩补偿增益减小，当活套角度小于等待位置的角度时，力矩补偿增益增大。
作为进一步的改进，力矩补偿的时序是由等待位置模式开始一直持续到前机架抛钢完成，并根据实际情况进行延时。应用于七机架连轧机精轧机组时，七个机架之间的活套落套时序表如下：
Figure GDA0002556435850000051
其中，LP1为第一机架与第二机架之间的活套，LP2为第二机架与第三机架之间的活套，LP3为第三机架与第四机架之间的活套，LP4为第四机架与第五机架之间的活套，LP5为第五机架与第六机架之间的活套，LP6为第六机架与第七机架之间的活套。
如图2所示，湛江2250热轧精轧机架间配置了可根据带钢张力进行快速动作的液压活套，为保证其张力控制的精度和响应速度，其控制模式是以活套油缸内压力控制为主，活套角度控制为辅。具体的控制方法如下：先通过活套角度反查活套角度-力矩拟合曲线，得到活套在空载情况下，运动到不同角度时油缸所需输出的力矩(以下简称“重力参数”)，加上角度比例积分闭环控制器的力矩补偿，作为活套力矩的总设定，然后通过油缸压力比例积分闭环控制器来输出伺服阀的开口度，最终实现活套的位置控制。
如图3所示，通过应用本发明的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，根据带钢重力增加活套对带钢尾部的支撑力矩补偿，1活套角度相对较高，带钢尾部与导板位置保持一定距离，避免了带钢2尾部与入口导板3两侧下表接触刮蹭。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，其特征在于，包含跟踪力矩补偿、位置控制增益分层和力矩斜坡设定三大部分，所述跟踪力矩补偿：在精轧机组各机架之间的带钢抛钢过程中，活套由前机架准备抛钢时的落小套模式切换至等待位置控制模式时，根据带钢重力增加活套对带钢尾部的支撑力矩补偿，避免抛钢时活套角度掉落过低导致带钢下表擦划伤缺陷；所述位置控制增益分层：在轧制厚度大于8mm的厚板时，以等待位置的活套角度为界，当活套角度大于等待位置的活套角度时，力矩补偿增益减小，反之则力矩补偿增益增大；所述力矩斜坡设定：在活套由前机架准备抛钢时的落小套模式切换至等待位置控制模式时，力矩补偿过程中，在力矩设定模块中增加一个力矩变化率，避免由于力矩的突变导致伺服阀开口度瞬时反向打开。
2.根据权利要求1所述的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，其特征在于，所述力矩补偿的大小通过计算带钢重力来进行，并通过带钢尾部跟踪逐渐衰减。
3.根据权利要求2所述的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，其特征在于，所述带钢重力通过带钢体积乘以密度计算得出。
4.根据权利要求3所述的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，其特征在于，通过控制驱动活套的油缸的内压力来进行力矩补偿。
5.根据权利要求4所述的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，其特征在于，先通过活套角度反查预设的活套角度-力矩拟合曲线，得到活套在空载情况下，运动到不同角度时油缸所需输出的力矩，加上角度比例积分闭环控制器的力矩补偿，作为油缸力矩的总设定，然后通过油缸压力比例积分闭环控制器来输出油缸伺服阀的开口度，实现活套的位置控制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，其特征在于，所述力矩补偿的时序是由等待位置控制模式开始一直持续到前机架抛钢完成，并根据实际情况进行延时。
7.根据权利要求6所述的减少厚板精轧擦划伤缺陷的控制方法，其特征在于，精轧机组七个机架之间的活套落套时序表如下：
Figure FDA0003540034840000021
其中，LP1为第一机架与第二机架之间的活套，LP2为第二机架与第三机架之间的活套，LP3为第三机架与第四机架之间的活套，LP4为第四机架与第五机架之间的活套，LP5为第五机架与第六机架之间的活套，LP6为第六机架与第七机架之间的活套。
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