CN112139251A - 精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置及方法 - Google Patents

精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置及方法，该装置包括粗轧（01）、中间坯（02）、中间辊道（03）、第一光电管（04）、第一测速辊（05）、光栅（06）、飞剪（07）、第二测速辊（09）、精轧F1机架（11）、精轧F2机架（12）和精轧F3机架（13）；中间辊道的上方设有第二光电检测装置，第二光电检测装置位于第一测速辊与光栅之间，中间坯头部到达第一光电管时减速至中间档速度，到达第二光电检测装置时再减速至剪切速度，即在第一测速辊与光栅间增加一档速度级。本发明通过在精轧入口飞剪前的区域内增加光电检测装置，基于前块带钢尾部的位置，对入口区域辊道速度进行精细分级控制，缩短精轧飞剪前区域带钢搬运时间，提升轧制节奏。

Description

精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种热连轧精轧的辊道速度控制装置及方法，尤其涉及一种精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置及方法。
背景技术
轧件的运送是生产工艺所要求的基本功能，热轧板带跟踪及运送的任务是控制各段辊道、轧机的速度及其转、停，使轧件以最快的速度从加热炉入库送入加热炉，运送到粗轧、精轧及卷取，并在各区进行加工处理后运出，热轧带坯在辊道自动运送及轧制时，一方面希望以高节奏运行以提高产量，另一方面又要防止前后轧件碰撞，为此需在轧件位置跟踪基础上进行判断和控制。
请参见附图1，辊道速度控制中，中间辊道由粗轧01和精轧机架共同控制，中间坯02出粗轧01后，中间辊道03以4-4.5m/s的搬运速度VH快速进行搬运，中间坯02在头部到达第一光电管04后，中间辊道03以一定的降速率∆V降至低速飞剪剪切速度VL，降速到位的位置点必须在中间坯02头部位置到达第一测速辊05前，之后中间坯02以低速剪切速度VL运行，直到中间坯02头部到达光栅06时，飞剪07开始启动剪切步骤，通过第一测速辊05反馈速度进行中间坯02头部位置跟踪，中间坯02头部到达飞剪07后，飞剪07进行切头剪切。飞剪07切头后结束后，中间辊道03速度切换到精轧F1机架11同步速度。
由附图1可知，中间坯02减速到低速的剪切速度VL（1.0-1.2m/s）后，距离飞剪07还要较长距离，例如某产线上中间坯02减速到剪切速度VL时，其与飞剪07之间仍有14m左右的距离，因此，中间坯02还要运行14s左右的时间才能到达飞剪07进行切头，低速运行时间较长，与用最快速度进行运送的原则相悖。为了最大程度缩短中间坯02的搬运时间，提升轧制节奏，必须对此区域内的辊道速度控制进行更精细的控制。
现有技术的热轧机组精轧产线大多都采用了在测速辊前降至低速剪切速度的速度控制方法，虽速度值略有差异，但一般在1.0-1.2m/s之间，从而导致低速运行时间较长，一定程度上影响了轧制节奏，降低了生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置及方法，通过在精轧入口飞剪前的区域内增加光电检测装置，同时基于前块带钢尾部在精轧的位置，对入口区域辊道速度进行精细的分级控制，缩短精轧飞剪前区域带钢的搬运时间，提升轧制节奏。
本发明是这样实现的：
一种精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置，包括粗轧、中间坯、中间辊道、第一光电管、第一测速辊、光栅、飞剪、第二测速辊、精轧F1机架、精轧F2机架和精轧F3机架；精轧F1机架、精轧F2机架和精轧F3机架依次设置形成精轧产线，中间坯通过中间辊道从粗轧运输到精轧F1机架；第一光电管、第一测速辊、光栅、飞剪和第二测速辊依次设置在粗轧至精轧F1机架之间的中间辊道上；
所述的中间辊道的上方设有第二光电检测装置，第二光电检测装置位于第一测速辊与光栅之间，中间坯的头部到达第一光电管时减速至中间档速度，中间坯的头部到达第二光电检测装置时再减速至剪切速度，即在第一测速辊与光栅之间增加一档速度级。
前块带钢的尾部离开所述的精轧F3机架时，中间坯的头部能恰好达到飞剪处进行剪切。
一种精轧飞剪前辊道的速度分级控制方法，包括以下步骤：
步骤1：中间坯出粗轧后，中间辊道以高速搬运速度VH进行搬运；
步骤2：中间坯在头部到达第一光电管后，中间辊道的搬运速度从高速搬运速度VH降至中间档速度VM，并以中间档速度VM继续搬运中间坯；
步骤3：中间坯在头部到达第二光电检测装置后，中间辊道的搬运速度从中间档速度VM降至剪切速度VL，并以剪切速度VL继续搬运中间坯。
所述的中间档速度VM的计算公式如下：
VM=L1/（T0-L2/VL-L3/VL）
其中，T0为中间坯头部到达第一光电管时，前块带钢尾部距离精轧F3机架抛钢的时间；L1为第一光电管与第二光电检测装置之间的距离，L2为第二光电检测装置与光栅之间的距离， L3为光栅与飞剪之间的距离。
所述的中间坯头部到达第一光电管时，前块带钢尾部距离精轧F3机架抛钢的时间T0的计算公式如下：
T0=T1+T2+T3
其中，T1为中间坯在L1区域内的搬运时间，T2为中间坯在L2区域内的搬运时间，T3为中间坯在L3区域内的搬运时间。
所述的中间档速度VM的取值范围为：剪切速度VL≤中间档速度VM≤中间档限幅速度Vlimit＜高速搬运速度VH。
所述的中间档限幅速度Vlimit的取值范围为3-3.5m/s。
本发明通过在精轧入口飞剪前的区域内增加光电检测装置，同时基于前块带钢尾部在精轧的位置，对入口区域辊道速度进行分级控制，实现对带钢搬运速度的精细控制，从而缩短精轧飞剪前区域带钢的搬运时间，提升轧制节奏，效果明显，一定程度上提升了生产效率。
附图说明
图1是现有技术精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置的原理图；
图2是本发明精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置的原理图；
图3是本发明精轧飞剪前辊道的速度分级控制方法的流程图。
图中，01粗轧，02中间坯，03中间辊道，04第一光电管，05第一测速辊，06光栅，07飞剪，09第二测速辊，11精轧F1机架，12精轧F2机架，13精轧F3机架，15前块带钢，16第二光电检测装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图2，一种精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置，包括粗轧01、中间坯02、中间辊道03、第一光电管04、第一测速辊05、光栅06、飞剪07、第二测速辊09、精轧F1机架11、精轧F2机架12和精轧F3机架13；精轧F1机架11、精轧F2机架12和精轧F3机架13依次设置形成精轧产线，中间坯02通过中间辊道03从粗轧01运输到精轧F1机架11；第一光电管04、第一测速辊05、光栅06、飞剪07和第二测速辊09依次设置在粗轧01至精轧F1机架11之间的中间辊道03上。
所述的中间辊道03的上方设有第二光电检测装置16，第二光电检测装置16位于第一测速辊05与光栅06之间，中间坯02的头部到达第一光电管04时减速至中间档速度，中间坯02的头部到达第二光电检测装置16时再减速至剪切速度，即在第一测速辊05与光栅06之间增加一档速度级。优选的，第二光电检测装置16可采用热金属检测光电管。
由于精轧区域进钢条件受精轧辊缝、速度等参数设定的影响，对前后带钢头、尾间距有一定要求。前后带钢头、尾间距最短为：前块带钢15的尾部离开所述的精轧F3机架13时，中间坯02的头部能恰好达到飞剪07处进行剪切。
请参见附图3，一种精轧飞剪前辊道的速度分级控制方法，包括以下步骤：
步骤1：中间坯02出粗轧01后，中间辊道03以高速搬运速度VH进行搬运。
步骤2：中间坯02在头部到达第一光电管04后，中间辊道03的搬运速从高速搬运速度VH以一定的降速率∆V降至中间档速度VM，并以中间档速度VM继续搬运中间坯02。降速率∆V可根据实际速度变化调节。
所述的中间档速度VM的计算公式如下：
VM=L1/（T0-L2/VL-L3/VL）
其中，T0为中间坯02头部到达第一光电管04时，前块带钢15尾部距离精轧F3机架13抛钢的时间，且T0=T1+T2+T3；L1为第一光电管04与第二光电检测装置16之间的距离，T1为中间坯02在L1区域内的搬运时间（忽略中间坯02减速的影响）；L2为第二光电检测装置16与光栅06之间的距离，T2为中间坯02在L2区域内的搬运时间（忽略中间坯02减速的影响）；L3为光栅06与飞剪07之间的距离，T3为中间坯02在L3区域内的搬运时间（忽略中间坯02减速的影响）。
优选的，剪切速度VL≤中间档速度VM≤中间档限幅速度Vlimit＜高速搬运速度VH。由于中间档速度VM的设定必须保证中间坯02能在2~3s内由高速搬运速度VH降到低速剪切速度VL，一般的，光栅06与飞剪07之间的距离L3为4m，为确保中间坯02减速到光栅06时能稳定到剪切速度VL，第二光电检测装置16与光栅06之间的距离L2取1.5-3m，则第一光电管04与第二光电检测装置16之间的距离L1取7-9.5m，剪切速度VL为1-1.2m/s，降速率最高在1m/s左右，高速搬运速度VH在4-4.5m/s左右，因此，应当设定中间档限幅速度Vlimit用于限制中间档速度VM，结合搬运距离、时间等参数的计算，中间档限幅速度Vlimit必须控制在3~3.5m/s之间，即控制中间档速度VM不超过3~3.5m/s才能确保中间坯02能稳定的降速到剪切速度VL。
步骤3：中间坯02在头部到达第二光电检测装置16后，中间辊道03的搬运速度从中间档速度VM以一定的降速率∆V进一步降至剪切速度VL，并以剪切速度VL继续搬运中间坯02至飞剪07处。降速率∆V可根据实际速度变化调节。
实施例：
将本发明应用于某钢铁生产线，中间坯02出粗轧01后，中间辊道03以4.5m/s的高速搬运速度VH快速进行搬运，飞剪07的剪切速度为1m/s。中间坯02的头部在第一测速辊05前中间辊道03速度先切换为中间档速度VM，其中，VL≤VM≤Vlimit＜VH，在本实施例中，中间档限幅速度Vlimit取值3m/s，到新增的第二光电检测装置16处，切换至低速剪切速度VL，既缩短了中间坯02的运行时间，同时也保证了飞剪7的低速剪切，不影响剪切精度。
增加中间档速度VM（1m/s<VM<3 m/s）后，通过公式VM=L1/（T0-L2/VL-L3/VL）计算，如表1所示：
表1 中间档速度VM计算和取值
前块带钢15尾部位置 T0(s) L1(m) L2(m) L3(m) V<sub>L</sub>(m/s) V<sub>M</sub>计算值(m/s) V<sub>M</sub>取值(m/s)
实施例1 飞剪07处 20 8 2 4 1 0.571 1
实施例2 第二测速辊09处 12 8 2 4 1 1.33 1.33
实施例3 精轧F1机架11处 8 8 2 4 1 4 3
从表1可知：
在实施例1中，中间坯02的头部达到第一光电管04时，前块带钢15的尾部位于飞剪07处，中间辊道03的速度直接降至VL，即1m/s，运行时间不变。
在实施例2中，中间坯02的头部达到第一光电管04时，前块带钢15的尾部位于第二测速辊09处，中间辊道03以中间档速度VM（1.33m/s）的运行长度为8m，增加一档速度级可节省的时间为8/1-8/1.33=1.98秒。每块带钢的生产时间可节省1.98秒，有效提高了生产节奏。
在实施例3中，中间坯02的头部达到第一光电管04时，前块带钢15的尾部位于精轧F1机架11处，中间辊道03以中间档速度VM（3m/s）的运行长度为8m，增加一档速度级可节省的时间为8/1-8/3=5.33秒。每块带钢的生产时间可节省5.33秒，有效提高了生产节奏。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置，包括粗轧（01）、中间坯（02）、中间辊道（03）、第一光电管（04）、第一测速辊（05）、光栅（06）、飞剪（07）、第二测速辊（09）、精轧F1机架（11）、精轧F2机架（12）和精轧F3机架（13）；精轧F1机架（11）、精轧F2机架（12）和精轧F3机架（13）依次设置形成精轧产线，中间坯（02）通过中间辊道（03）从粗轧（01）运输到精轧F1机架（11）；第一光电管（04）、第一测速辊（05）、光栅（06）、飞剪（07）和第二测速辊（09）依次设置在粗轧（01）至精轧F1机架（11）之间的中间辊道（03）上；
其特征是：所述的中间辊道（03）的上方设有第二光电检测装置（16），第二光电检测装置（16）位于第一测速辊（05）与光栅（06）之间，中间坯（02）的头部到达第一光电管（04）时减速至中间档速度，中间坯（02）的头部到达第二光电检测装置（16）时再减速至剪切速度，即在第一测速辊（05）与光栅（06）之间增加一档速度级。
2.根据权利要求1所述的精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置，其特征是：前块带钢（15）的尾部离开所述的精轧F3机架（13）时，中间坯（02）的头部能恰好达到飞剪（07）处进行剪切。
3.一种采用精轧飞剪前辊道的速度分级控制装置的控制方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：中间坯（02）出粗轧（01）后，中间辊道（03）以高速搬运速度VH进行搬运；
步骤2：中间坯（02）在头部到达第一光电管（04）后，中间辊道（03）的搬运速度从高速搬运速度VH降至中间档速度VM，并以中间档速度VM继续搬运中间坯（02）；
步骤3：中间坯（02）在头部到达第二光电检测装置（16）后，中间辊道（03）的搬运速度从中间档速度VM降至剪切速度VL，并以剪切速度VL继续搬运中间坯（02）。
4.根据权利要求3所述的精轧飞剪前辊道的速度分级控制方法，其特征是：所述的中间档速度VM的计算公式如下：
VM=L1/（T0-L2/VL-L3/VL）
其中，T0为中间坯（02）头部到达第一光电管（04）时，前块带钢（15）尾部距离精轧F3机架（13）抛钢的时间；L1为第一光电管（04）与第二光电检测装置（16）之间的距离，L2为第二光电检测装置（16）与光栅（06）之间的距离， L3为光栅（06）与飞剪（07）之间的距离。
5.根据权利要求4所述的精轧飞剪前辊道的速度分级控制方法，其特征是：所述的中间坯（02）头部到达第一光电管（04）时，前块带钢（15）尾部距离精轧F3机架（13）抛钢的时间T0的计算公式如下：
T0=T1+T2+T3
其中，T1为中间坯（02）在L1区域内的搬运时间，T2为中间坯（02）在L2区域内的搬运时间，T3为中间坯（02）在L3区域内的搬运时间。
6.根据权利要求3所述的精轧飞剪前辊道的速度分级控制方法，其特征是：所述的中间档速度VM的取值范围为：剪切速度VL≤中间档速度VM≤中间档限幅速度Vlimit＜高速搬运速度VH。
7.根据权利要求6所述的精轧飞剪前辊道的速度分级控制方法，其特征是：所述的中间档限幅速度Vlimit的取值范围为3-3.5m/s。
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