CN111715702B - 一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法 - Google Patents

一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法，涉及轧钢自动控制技术领域，利用设置在辊道旁的翘扣头检测装置，确定带钢的翘头高度，依据后续机架入口设备的高度判断翘头带钢能否进入机架轧制，如果翘头高度超过了后机架入口设备的高度，则通过控制第一机架的辊缝和轧制方式，自动进行平整后再进行后续轧制，减少废钢和故障停机，也能防止操作人员操作失误导致的故障扩大和对设备的伤害。

Description

一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法
技术领域
本发明涉及轧钢自动控制技术领域，更具体地指一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法。
背景技术
热轧带钢在轧制过程中受板坯上下表温差、上下辊径差、转速差和变形速率等因素的影响会造成轧制过程中板坯翘头或扣头现象。所谓的翘头和扣头，是指带坯头部被轧辊咬入后，在出口侧形成向上或向下的弯曲，向上的弯曲称为翘头，向下的弯曲称为扣头。当粗轧轧制后的带坯翘头和扣头达到一定的程度时，其危害是很大的，例如会影响后一道次的咬入，严重时造成堆钢；会撞击除鳞箱、保温罩、输送辊道等设备造成设备损坏；另外，翘扣头严重时还会造成中间辊道上的一些设备如边部加热器等无法使用，对产品的质量带来影响。因此生产中控制带坯的翘扣头是非常必要的。随着轧制技术的发展，轧制过程自动化程度越来越高，发明了很多粗轧轧制过程中的翘扣头自动检测和控制技术，这些技术使翘扣头控制实现了全自动调整。
粗轧区域的常规工艺流程如图1所示，厚度210-250mm的连铸板坯经加热炉加热到1200度左右，经过高压水除鳞箱除鳞后、进入第一机架1轧制一道次或3道次，之后在第二机架2轧制多道次，轧成厚度36-65mm的中间坯供后续机组精轧轧制成卷。但是，由于一个轧制计划中钢种、规格、炉温等一直在变化，翘扣头系数也始终在变化，难免有时会出现带钢3翘扣头控制不到位的情况，尤其是粗轧机第一机架1最后道次轧制后带钢3出现严重翘头，翘头高度超过了第二机架入口设备6的高度，带钢就会顶在入口设备6上，导致带钢无法进入第二机架2轧制的故障发生，翘头的带钢3只能手动平整或切割后作为废钢处理。
专利CN2860650，公开了一种可在道次间进行调整的带钢热连轧的粗轧机和中(宽)厚板轧机的轧制线标高调整装置,结构简单紧凑、工作效率高。该装置是在机架上设置可通过抬升轨道垂直抬升轴承座的抬升缸,设置在轴承座与机架之间的支撑垫为阶梯垫,轴承座通过圆弧垫支撑在阶梯垫的阶梯面上,阶梯垫上连接有水平推拉机构。通过水平推拉机构的调整使轴承座通过圆弧垫支撑在阶梯垫的不同的阶梯面上,实现每道次间迅速进行轧线标高的上、下调整,结构简单紧凑且调整范围大,工作效率高,在轧辊磨损后可以进行轧线高度补偿,不仅满足了奥氏体不锈钢的轧制,也能在轧制其它钢种时减少叩头、翘头现象,可广泛地用于带钢热连轧的粗轧机和中(宽)厚板轧机。
专利CN1978081，公开了一种可在道次间进行调整的带钢热连轧的粗轧机和中(宽)厚板轧机的轧制线标高调整装置,结构简单紧凑、工作效率高。该装置是在机架上设置可通过抬升轨道垂直抬升轴承座的抬升缸,设置在轴承座与机架之间的支撑垫为阶梯垫,轴承座通过圆弧垫支撑在阶梯垫的阶梯面上,阶梯垫上连接有水平推拉机构。通过水平推拉机构的调整使轴承座通过圆弧垫支撑在阶梯垫的不同的阶梯面上,实现每道次间迅速进行轧线标高的上、下调整,结构简单紧凑且调整范围大,工作效率高,在轧辊磨损后可以进行轧线高度补偿,不仅满足了奥氏体不锈钢的轧制,也能在轧制其它钢种时减少叩头、翘头现象，可广泛地用于带钢热连轧的粗轧机和中(宽)厚板轧机。
上述专利通过预防和控制翘扣头发生的技术，而不能在已经发生带钢翘头的情况下进行快速处理，确保带钢能够进行后续的轧制，不发生废钢事故。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对热轧带钢在轧制过程中发生带钢翘头的情况不能快速处理的缺陷问题，本发明旨在提出一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法，利用设置在辊道旁的翘扣头检测装置，确定带钢的翘头高度，依据后续机架入口设备的高度判断翘头带钢能否进入机架轧制，如果翘头高度超过了后机架入口设备的高度，则通过控制设置在两个机架间的辊道上方的压翘头装置，自动进行平整后再进行后续轧制，减少废钢和故障停机，也能防止操作人员操作失误导致的故障扩大和对设备的伤害。
(二)技术方案
一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法，包括以下步骤：
S1、利用翘扣头检测装置检测出带钢翘头的高度，判断是否要平整，如果翘头的高度超过了第二机架入口设备的高度Xmm，则启动平整程序；
S2、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；
S3、L1判断第一机架已无轧制力信号且带钢尾部已过第二光电管52，辊道停止输送，带钢停止在辊道上；
S4、第一机架水平辊辊缝抬起Xmm(平整辊缝)，机架后侧导板按照带钢宽度+Xmm、机架前侧导板按照带钢宽度X+Xmm设定，立辊辊缝按照带钢宽度+Xmm设定；
S5、第一机架所有设定到位后，平整进钢条件满足，启动第一机架轧机、第一机架前后辊道执行同步速度协调控制，翘头带钢以X米/秒的速度反转往第一机架方向运行，带钢的翘头部分在经过第一机架时被压低；
S6、当带钢尾部离开第一机架轧机，辊道停止，机架前侧导板按照带钢宽度+Xmm、机架后侧导板按照带钢宽度X+Xmm设定，立辊辊缝按照带钢宽度+Xmm设定；防止带钢被轧制或撞击后再翘头，第一机架水平辊辊缝在原辊缝的基础上再抬起Xmm；
S7、当第一机架所有设定到位后，第一机架进入无连锁保护进钢条件模式，向第二机架方向传输，当翘扣头检测装置检测带钢头部正常，并且带钢尾部离开第一机架和第二机架交接点，带钢控制完全进入第二机架逻辑工作区，交付第二机架协调控制。
根据本发明的一实施例，所述步骤S1，带钢经过第一机架轧制时，奇数道次的带钢头部都会被设置在辊道边上的翘扣头检测装置检测到并拍下头部形状，图像通过数据电缆传输到图像处理计算机，图像处理算法分割出板坯的头部形状数据，并将数据传递给控制算法进行翘曲方向及翘曲程度计算，然后根据翘曲程度确定是否需要平整，如果翘头的高度超过了第二机架入口设备的高度Xmm，则启动平整程序。
根据本发明的一实施例，还包括跟踪信号处理步骤S8，为了实现带钢在平整时跟踪精确无误，必须实现带钢的逻辑跟踪区能够同步带钢影像，程序新增在平整模式下的逻辑跟踪控制跟随影像回退控制功能，当翘扣头检测装置检测带钢翘头超，辊道停止，程序将已经传递给第二机架逻辑跟踪区的控制权返还给第一机架机架，带钢的跟踪同步停止在第一机架后，带钢的头尾位置调换，带钢头部变尾部，尾部变头部，第一机架后辊道反转，同时通过辊道间光电管将带钢头尾位置进一步修正，带钢停止在第一机架机架出口处，第一机架轧机进行平整模式控制，平整完成后，带钢翘头检测正常，控制权再由第一机架轧机交给第二机架轧机，进行正常逻辑控制。
(三)有益效果
采用了本发明的技术方案，一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法，利用设置在辊道旁的翘扣头检测装置，确定带钢的翘头高度，依据后续机架入口设备的高度判断翘头带钢能否进入机架轧制，如果翘头高度超过了后机架入口设备的高度，则通过控制第一机架的辊缝和轧制方式，自动进行平整后再进行后续轧制，减少废钢和故障停机，也能防止操作人员操作失误导致的故障扩大和对设备的伤害。
附图说明
在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1是粗轧区域的常规工艺流程图。
图2是本发明平整方法流程图。
图3是原有上游机架控制步流程图。
图4是原有下游机架控制步流程图。
图5是优化后的上游机架控制步流程图。
图6是优化后的下游机架控制步流程图。
附图标记说明：
1、第一机架；2、第二机架；3、带钢；4、翘扣头检测装置；51、第一光电管；52、第二光电管；6、第二机架的入口设备。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法，包括以下步骤：
S1、利用翘扣头检测装置检测出带钢翘头的高度，判断是否要平整；
如图1所示，带钢3经过第一机架1轧制时，奇数道次的带钢头部都会被设置在辊道边上的翘扣头检测装置4检测到并拍下头部形状，图像通过数据电缆传输到图像处理计算机，图像处理算法分割出板坯的头部形状数据，并将数据传递给控制算法进行翘曲方向及翘曲程度计算，然后根据翘曲程度确定是否需要平整，如果翘头的高度超过了第二机架2入口设备6的高度Xmm，则启动平整程序；
S2、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；
S3、L1判断第一机架已无轧制力信号且带钢尾部已过第二光电管52，辊道停止输送，带钢停止在辊道上；L1为设备运转控制计算机系统。
S4、第一机架水平辊辊缝抬起Xmm(平整辊缝)，机架后侧导板按照带钢宽度+Xmm、机架前侧导板按照带钢宽度X+Xmm设定，立辊辊缝按照带钢宽度+Xmm设定；
S5、第一机架所有设定到位后，平整进钢条件满足，启动第一机架轧机、第一机架前后辊道执行同步速度协调控制，翘头带钢以X米/秒的速度反转往第一机架方向运行，带钢的翘头部分在经过第一机架时被压低；
S6、当带钢尾部离开第一机架轧机，辊道停止，机架前侧导板按照带钢宽度+Xmm、机架后侧导板按照带钢宽度X+Xmm设定，立辊辊缝按照带钢宽度+Xmm设定；防止带钢被轧制或撞击后再翘头，第一机架水平辊辊缝在原辊缝的基础上再抬起Xmm；
S7、当第一机架所有设定到位后，第一机架进入无连锁保护进钢条件模式，向第二机架方向传输，当翘扣头检测装置检测带钢头部正常，并且带钢尾部离开第一机架和第二机架交接点，带钢控制完全进入第二机架逻辑工作区，交付第二机架协调控制；
S8、跟踪信号处理；由于热轧跟踪的复杂性与跟踪要求的准确性，利用现有轧机对带钢的严重翘头进行平整，必须保证带钢在平整时跟踪精确无误；在目前的跟踪体系下难以完成平整功能，必须对带钢的跟踪与控制逻辑进行相应的功能设计。由于带钢已过了第一机架，且道次计划策略已把此带钢的信息交由第二机架处理，如果此时带钢返回第一机架机架，带钢的跟踪可以返回，但带钢的控制权仍然停留在第二机架机架，造成逻辑跟踪控制与实际带钢影像的混乱，无法实现带钢继续轧制，只能将本块带钢当废钢处理；
为了实现带钢在平整时跟踪精确无误，必须实现带钢的逻辑跟踪区能够同步带钢影像，程序新增在平整模式下的逻辑跟踪控制跟随影像回退控制功能，当翘扣头检测装置检测带钢翘头超，辊道停止，程序将已经传递给第二机架逻辑跟踪区的控制权返还给第一机架机架，带钢的跟踪同步停止在第一机架后，带钢的头尾位置调换，带钢头部变尾部，尾部变头部，第一机架后辊道反转，同时通过辊道间光电管将带钢头尾位置进一步修正，带钢停止在第一机架机架出口处，第一机架轧机进行平整模式控制，平整完成后，带钢翘头检测正常，控制权再由第一机架轧机交给第二机架轧机，进行正常逻辑控制。
实施例：
一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法，包括以下步骤：
S1、带钢出第一机架；翘扣头检测装置检测到翘头高度为320mm；L1确认是第一机架的最后道次，翘头高度超过了第二机架的入口设备高度300mm；
S2、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；
S3、L1判断第一机架已无轧制力信号且带钢尾部已过52光电管，辊道停止输送，带钢停止在辊道上；
S4、第一机架水平辊辊缝抬起10mm(平整辊缝)，机架后侧导板按照带钢宽度+100mm、机架前侧导板按照带钢宽度200mm设定，立辊辊缝按照带钢宽度+100mm设定；
S5、第一机架所有设定到位后，平整进钢条件满足，启动第一机架轧机、第一机架前后辊道执行同步速度协调控制，翘头带钢以1米/秒的速度反转往第一机架方向运行，带钢的翘头部分在经过第一机架时被压低；
S6、当带钢尾部离开第一机架轧机，辊道停止，机架前侧导板按照带钢宽度+100mm、机架后侧导板按照带钢宽度200mm设定，立辊辊缝按照带钢宽度+100mm设定；防止带钢被轧制或撞击后再翘头，第一机架水平辊辊缝在原辊缝的基础上再抬起50mm；
S7、当第一机架所有设定到位后，第一机架进入无连锁保护进钢条件模式，向第二机架方向传输，当翘扣头检测装置检测带钢头部正常，并且带钢尾部离开第一机架和第二机架交接点，带钢控制完全进入第二机架逻辑工作区，交付第二机架协调控制。
S8、跟踪信号处理；为了实现带钢在平整时跟踪精确无误，必须实现带钢的逻辑跟踪区能够同步带钢影像，程序新增在平整模式下的逻辑跟踪控制跟随影像回退控制功能，当翘扣头检测装置检测带钢翘头超，辊道停止，程序将已经传递给第二机架逻辑跟踪区的控制权返还给第一机架机架，带钢的跟踪同步停止在第一机架后，带钢的头尾位置调换，带钢头部变尾部，尾部变头部，第一机架后辊道反转，同时通过辊道间光电管将带钢头尾位置进一步修正，带钢停止在第一机架机架出口处，第一机架轧机进行平整模式控制，平整完成后，带钢翘头检测正常，控制权再由第一机架轧机交给第二机架轧机，进行正常逻辑控制。
原有上游机架控制步流程图如图3所示，原有下游机架控制步流程图如图4所示；表1为上游机架逻辑控制步链，表2为下游机架逻辑控制步链。
表1：上游机架逻辑控制步链
Figure BDA0001999212010000071
Figure BDA0001999212010000081
表2：下游机架逻辑控制步链
Figure BDA0001999212010000082
Figure BDA0001999212010000091
从原有的上下游机架逻辑控制链来看，上游机架完成交接给下游机架后不能再返回上游机架控制，必须新增下游到上游机架反向步链控制。优化后的上游机架控制步流程图如图5所示，优化后的下游机架控制步流程图如图6所示。表3为优化后的上游机架逻辑控制步链，表4为优化后的下游机架逻辑控制步链。
表3：优化后的上游机架逻辑控制步链
Figure BDA0001999212010000092
Figure BDA0001999212010000101
表4：优化后的下游机架逻辑控制步链
Figure BDA0001999212010000102
Figure BDA0001999212010000111
综上所述，采用了本发明的技术方案，粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法，利用设置在辊道旁的翘扣头检测装置，确定带钢的翘头高度，依据后续机架入口设备的高度判断翘头带钢能否进入机架轧制，如果翘头高度超过了后机架入口设备的高度，则通过控制第一机架的辊缝和轧制方式，自动进行平整后再进行后续轧制，减少废钢和故障停机，也能防止操作人员操作失误导致的故障扩大和对设备的伤害。

Claims (1)

1.一种粗轧轧制过程中的带钢翘头平整方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用翘扣头检测装置检测出带钢翘头的高度，判断是否要平整，如果翘头的高度超过了第二机架入口设备的高度，第二机架入口设备的高度为300mm，则启动平整程序；
S2、立刻停止第一机架前面机组抽钢、轧制，已在进行中的，本作业步骤完成后停止下一步作业，在机架前后等待；
S3、设备运转控制计算机系统L1判断第一机架已无轧制力信号且带钢尾部已过第二光电管，辊道停止输送，带钢停止在辊道上；
S4、第一机架水平辊辊缝抬起10mm，机架后侧导板按照带钢宽度+100mm、机架前侧导板按照带钢宽度200mm设定，立辊辊缝按照带钢宽度+100mm设定；
S5、第一机架所有设定到位后，平整进钢条件满足，启动第一机架轧机、第一机架前后辊道执行同步速度协调控制，翘头带钢以1米/秒的速度反转往第一机架方向运行，带钢的翘头部分在经过第一机架时被压低；
S6、当带钢翘头部分离开第一机架轧机，辊道停止，机架前侧导板按照带钢宽度+100mm、机架后侧导板按照带钢宽度200mm设定，立辊辊缝按照带钢宽度+100mm设定；防止带钢被轧制或撞击后再翘头，第一机架水平辊辊缝在原轧制辊缝的基础上再抬起50mm；
S7、当第一机架所有设定到位后，第一机架进入无连锁保护进钢条件模式，向第二机架方向传输，当翘扣头检测装置检测带钢头部正常，并且带钢尾部离开第一机架和第二机架交接点，带钢控制完全进入第二机架逻辑工作区，交付第二机架协调控制，
其中，所述步骤S1，带钢经过第一机架轧制时，奇数道次的带钢头部都会被设置在辊道边上的翘扣头检测装置检测到并拍下头部形状，图像通过数据电缆传输到图像处理计算机，图像处理算法分割出板坯的头部形状数据，并将数据传递给控制算法进行翘曲方向及翘曲程度计算，然后根据翘曲程度确定是否需要平整，如果翘头的高度超过了第二机架入口设备的高度，第二机架入口设备的高度为300mm，则启动平整程序，
还包括跟踪信号处理步骤S8，为了实现带钢在平整时跟踪精确无误，必须实现带钢的逻辑跟踪区能够同步带钢影像，平整程序新增在平整模式下的逻辑跟踪控制跟随影像回退控制功能，当翘扣头检测装置检测带钢翘头超出范围，辊道停止，平整程序将已经传递给第二机架逻辑跟踪区的控制权返还给第一机架，带钢的跟踪同步停止在第一机架后，带钢的头尾位置调换，带钢头部变尾部，尾部变头部，第一机架后辊道反转，同时通过辊道间光电管将带钢头尾位置进一步修正，带钢停止在第一机架出口处，第一机架轧机进行平整模式控制，平整完成后，带钢翘头检测正常，控制权再由第一机架轧机交给第二机架轧机，进行正常逻辑控制。
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