CN113020279B - 一种平整机组的开卷平整控制方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平整机组的开卷平整控制方法、装置及系统，平整机组包括开卷机、主轧机以及卷曲机，开卷平整控制方法包括：获取平整机组的带钢减速长度，带钢减速长度包含有带钢从平整轧制速度减速至预设带钢卷曲速度所经历的距离长度；获取开卷机的钢卷剩余长度；获取带钢的参考速度以及主轧机入口处带钢速度；参考速度包含有开卷机的钢卷线速度和/或主轧机出口处带钢速度；根据钢卷剩余长度、带钢减速长度，以及参考速度和主轧机入口处带钢速度，判断平整机组是否满足预设减速条件，若是，则控制平整机组减速。本发明可以对平整机组的运行速度进行控制，防止带钢出现高速甩尾的情况。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁轧制技术领域，尤其涉及一种平整机组的开卷平整控制方法、装置及系统。
背景技术
平整机组生产流程包括开卷、提速、轧制、降速、卷取等工艺步骤，在实际生产过程中，可能出现各种异常情况，例如钢卷初始卷径错误、带钢厚度错误、导向辊打滑、开卷机打滑、码盘故障等，由此引起开卷机的钢卷卷径计算出现较大偏差，从而造成带钢剩余长度计算错误，导致平整机组在带钢的带尾自动减速功能失效，带钢脱离开卷机时仍然保持高速运行，这样会进一步造成开卷机扇形件甩飞、高速运行的带钢损坏平整机组设备等严重后果，进而造成巨大损失，同时也存在严重的安全隐患。因此，需要提供一种平整机组的开卷平整控制方法，对平整机组的运行速度进行控制，防止带钢出现高速甩尾的情况。
发明内容
本申请实施例通过提供一种平整机组的开卷平整控制方法、装置及系统，可以对平整机组的运行速度进行控制，防止带钢出现高速甩尾的情况。
本发明提供一种平整机组的开卷平整控制方法，所述平整机组包括开卷机、主轧机以及卷曲机，所述开卷平整控制方法包括：
获取所述平整机组的带钢减速长度，所述带钢减速长度包含有带钢从平整轧制速度减速至预设带钢卷曲速度所经历的距离长度；
获取所述开卷机的钢卷剩余长度；
获取所述带钢的参考速度以及所述主轧机入口处带钢速度；所述参考速度包含有所述开卷机的钢卷线速度和/或所述主轧机出口处带钢速度；
根据所述钢卷剩余长度、所述带钢减速长度，以及所述参考速度和所述主轧机入口处带钢速度，判断所述平整机组是否满足预设减速条件，若是，则控制所述平整机组减速。
优选的，所述获取所述平整机组的带钢减速长度，包括：
根据所述平整轧制速度以及带钢减速对应的预设加速度，计算得到带钢减速理论长度；
根据所述带钢减速理论长度以及预设安全长度，计算得到所述带钢减速长度。
优选的，所述获取所述开卷机的钢卷剩余长度，包括：
根据所述开卷机的原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到所述钢卷剩余长度。
优选的，所述根据所述开卷机的原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到所述钢卷剩余长度，包括：
根据所述原料钢卷的初始外径、所述钢卷固定内径、所述开卷机卷筒旋转圈数以及所述带钢厚度，计算得到钢卷当前外径；
根据所述钢卷当前外径、所述钢卷固定内径以及所述带钢厚度，计算得到所述钢卷剩余长度。
优选的，所述获取所述带钢的参考速度以及所述主轧机入口处带钢速度，包括：
根据开卷机芯轴转速、钢卷当前外径、钢卷固定内径，计算得到所述开卷机的钢卷线速度；
根据所述主轧机的工作辊线速度、带钢平整延伸率，计算得到所述主轧机出口处带钢速度；
通过测速装置获取所述主轧机入口处带钢速度。
优选的，所述根据所述钢卷剩余长度、所述带钢减速长度，以及所述参考速度和所述主轧机入口处带钢速度，判断所述平整机组是否满足预设减速条件，包括：
判断所述钢卷剩余长度是否小于所述带钢减速长度，若是，则确定所述平整机组满足所述预设减速条件；
判断所述参考速度与所述主轧机入口处带钢速度的差值是否大于第一预设值，若是，则确定所述平整机组满足所述预设减速条件。
优选的，还包括：
判读所述参考速度与所述主轧机入口处带钢速度的差值是否大于第二预设值，若是，则发出报警信号。
优选的，还包括：
在所述平整机组减速到预设速度时，判断所述钢卷剩余长度是否达到预设长度值，若是，则控制所述平整机组停止工作。
本发明还提供一种平整机组的开卷平整控制装置，其包括：
减速长度获取模块，用于获取所述平整机组的带钢减速长度，所述带钢减速长度包含有带钢从平整轧制速度减速至预设带钢卷曲速度所经历的距离长度；
剩余长度获取模块，用于获取所述开卷机的钢卷剩余长度；
速度数据获取模块，用于获取所述带钢的参考速度以及所述主轧机入口处带钢速度；所述参考速度包含有所述开卷机的钢卷线速度和/或所述主轧机出口处带钢速度；
控制模块，用于根据所述钢卷剩余长度、所述带钢减速长度，以及所述参考速度和所述主轧机入口处带钢速度，判断所述平整机组是否满足预设减速条件，若是，则控制所述平整机组减速。
本发明还提供一种平整机组的开卷平整控制系统，其包括上述的控制装置以及与所述控制装置通讯连接的平整机组。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供的平整机组的开卷平整控制方法、装置及系统中，根据钢卷剩余长度、带钢减速长度，以及参考速度和主轧机入口处带钢速度，判断平整机组是否满足预设减速条件，若是，则控制平整机组减速。通过本发明提供的控制方法，可以在钢卷剩余长度低于带钢减速长度时，对平整机组减速，避免带钢在达到抵达卷曲机处，还没有减速到相应速度，从而出现带钢甩尾的情况。还根据参考速度和主轧机入口处带钢速度，参考速度包括开卷机的钢卷线速度和/或主轧机出口处带钢速度，判断开卷机的钢卷线速度和主轧机出口处的带钢速度是否过大，根据判断结果对平整机组的速度进行控制，防止带钢速度过大而甩尾，保证了人员及平整机组的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的平整机组的示意图；
图2是本发明提供的一实施例中平整机组的开卷平整控制方法流程图；
图3是本发明提供的另一实施例中平整机组的开卷平整控制方法流程图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
本发明提供一种平整机组的开卷平整控制方法，如图1所示，平整机组1包括依次设置的开卷机11、主轧机12以及卷曲机13。开卷机11用于对钢卷进行处理，得到带钢3；主轧机12用于对带钢3进行平整轧制处理；卷曲机13对经过平整轧制处理后的带钢3进行卷曲处理。平整机组1中还可以包括入口导向辊14和出口导向辊15，开卷机11输出的带钢3通过入口导向辊14进入主轧机12，主轧机12输出的带钢3通过出口导向辊15进入卷曲机13。在主轧机12的入口和出口处均设置有用于测量带钢3速度的测速装置2，测速装置2可以是激光测速仪。
如图2所示，开卷平整控制方法包括：
S1、获取平整机组1的带钢减速长度，带钢减速长度包含有带钢从平整轧制速度减速至预设带钢卷曲速度所经历的距离长度。平整轧制速度即为带钢与主轧机12接触点的速度。
其中，获取平整机组1的带钢减速长度，包括：
S11、根据平整轧制速度以及带钢减速对应的预设加速度，计算得到带钢减速理论长度。平整轧制速度为带钢在被主轧机12平整轧制时对应的速度。
S12、根据带钢减速理论长度以及预设安全长度，计算得到带钢减速长度。
在一具体实施例中，带钢的平整轧制速度为Va，减速对应的预设加速度为a，带钢减速理论长度La＝Va*Va/2a。综合考虑到安全因素和平整机组1成材率的影响，再结合现场实际设备布置情况，带钢的预设安全长度为Ls，计算得到的带钢减速长度L＝La+Ls，其中，Ls的取值范围为15-25米。预设安全长度是灵活设定的补偿长度值，具有良好的实用性。
S2、获取开卷机11的钢卷剩余长度。开卷机11的钢卷剩余长度即开卷机11上的待开卷平整处理钢卷的剩余长度。
其中，获取开卷机11的钢卷剩余长度，包括：
根据开卷机11的原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机11卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到钢卷剩余长度。
更具体的，根据开卷机11的原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机11卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到钢卷剩余长度，包括：
S21、根据原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机11卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到钢卷当前外径。
S22、根据钢卷当前外径、钢卷固定内径以及带钢厚度，计算得到钢卷剩余长度。
S3、获取带钢的参考速度以及主轧机12入口处带钢速度；参考速度包含有开卷机11的钢卷线速度和/或主轧机12出口处带钢速度。
其中，获取带钢的参考速度以及主轧机12入口处带钢速度，包括：
S31、根据开卷机11芯轴转速、开卷机的钢卷当前外径、开卷机的钢卷固定内径，计算得到开卷机11的钢卷线速度。
S32、根据主轧机12的工作辊线速度、带钢平整延伸率，计算得到主轧机12出口处带钢速度。
S33、通过测速装置获取主轧机12入口处带钢速度。
S4、根据钢卷剩余长度、带钢减速长度，以及参考速度和主轧机12入口处带钢速度，判断平整机组1是否满足预设减速条件，若是，则控制平整机组1减速。控制平整机组1减速即控制开卷机11、主轧机12、卷曲机13减速。
其中，根据钢卷剩余长度、带钢减速长度，以及参考速度和主轧机12入口处带钢速度，判断平整机组1是否满足预设减速条件，包括：
S41、判断钢卷剩余长度是否小于带钢减速长度，若是，则确定平整机组1满足预设减速条件。
S42、判断参考速度与主轧机12入口处带钢速度的差值是否大于第一预设值，若是，则确定平整机组1满足预设减速条件。
平整机组的开卷平整控制方法还包括：
判读参考速度与主轧机12入口处带钢速度的差值是否大于第二预设值，若是，则发出报警信号。其中，第一预设值大于第二预设值。
在平整机组1减速到预设速度时，判断钢卷剩余长度是否达到预设长度值，若是，则控制平整机组1停止工作。
在一具体实施例中，原料钢卷的初始外径为Di，钢卷固定内径为d，开卷机11卷筒旋转圈数为n，带钢厚度为h，实施循环计算得出钢卷当前外径Da＝Di-2*h*n，钢卷剩余长度Lr＝(Da2-d2)/4h。
如图3所示，当开卷机11的剩余长度Lr小于带钢减速长度L时，启动平整机组1的自动减速功能，即启动主轧机12和卷曲机13的自动减速功能，进而控制带钢减速，同时根据开卷机11芯轴实时转速Nc，计算开卷机11的钢卷线速度Vc，Vc＝Nc*(Da-d)/2。
根据平整机组1入口处激光测速仪，检测主轧机12入口处带钢速度VL，当|Vc-VL|/VL大于等于第二预设值时，例如|Vc-VL|/VL≥3％时，发出报警信号，提醒操作人员确认开卷机11的钢卷卷径并注意小心操作，当|Vc-VL|/VL大于等于第一预设值时，例如|Vc-VL|/VL≥5％时，则平整机组1自动减速到预设低速度运行，防止带钢高速甩尾。
同时，根据主轧机12的工作辊线速度Vr和带钢平整延伸率η，计算主轧机12出口处带钢速度Vm，Vm＝Vr*(1-η)，当|Vc-Vm|/VL大于等于第二预设值时，例如|Vc-Vm|/VL≥3％时，发出报警信号，提醒操作人员确认开卷机11的钢卷卷径并注意小心操作，当|Vc-Vm|/VL大于等于第一预设值时，例如|Vc-Vm|/VL≥5％时，则平整机组1自动减速到预设低速度运行，防止带钢高速甩尾。
在平整机组1启动自动减速功能之后，当平整机组1速度按照减速对应的预设加速度降低到预设爬行速度(例如0.5m/s)时继续运行，当带钢尾部长度剩余长度为2米时，平整机组1停机，将带钢尾部剩余部分作为废卷卸掉。
考虑到平整机组1低速运行状态下的影响程度较小以及避免非轧制状态下的误操作，此功能只在平整机组1上的带钢速度大于50米/分钟、且开卷张力、轧制力大于80吨的情况下投用。
本发明还提供一种平整机组的开卷平整控制装置，开卷平整控制装置包括：减速长度获取模块、剩余长度获取模块、速度数据获取模块、控制模块。
减速长度获取模块用于获取平整机组1的带钢减速长度，带钢减速长度包含有带钢从平整轧制速度减速至预设带钢卷曲速度所经历的距离长度。
减速长度获取模块进一步用于根据平整轧制速度以及带钢减速对应的预设加速度，计算得到带钢减速理论长度，再根据带钢减速理论长度以及预设安全长度，计算得到带钢减速长度。
剩余长度获取模块用于获取开卷机11的钢卷剩余长度。
进一步的，剩余长度获取模块用于根据开卷机11的原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机11卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到钢卷剩余长度。
更具体的，剩余长度获取模块用于根据原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机11卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到钢卷当前外径，再根据钢卷当前外径、钢卷固定内径以及带钢厚度，计算得到钢卷剩余长度。
速度数据获取模块用于获取带钢的参考速度以及主轧机12入口处带钢速度；参考速度包含有开卷机11的钢卷线速度和/或主轧机12出口处带钢速度。
具体的，速度数据获取模块用于根据开卷机11芯轴转速、钢卷当前外径、钢卷固定内径，计算得到开卷机11的钢卷线速度，还根据主轧机12的工作辊线速度、带钢平整延伸率，计算得到主轧机12出口处带钢速度，以及通过测速装置获取主轧机12入口处带钢速度。
控制模块用于根据钢卷剩余长度、带钢减速长度，以及参考速度和主轧机12入口处带钢速度，判断平整机组1是否满足预设减速条件，若是，则控制平整机组1减速。
具体的，控制模块用于判断钢卷剩余长度是否小于带钢减速长度，若是，则确定满足平整机组1减速条件，以及判断参考速度与主轧机12入口处带钢速度的差值是否大于第一预设值，若是，则确定满足预设平整机组1减速条件。
开卷平整控制装置还包括：报警模块、停工控制模块。
报警模块用于判读参考速度与主轧机12入口处带钢速度的差值是否大于第二预设值，若是，则发出报警信号。
停工控制模块用于在平整机组1减速到预设速度时，判断钢卷剩余长度是否达到预设长度值，若是，则控制平整机组1停止工作。
本发明还提供一种平整机组的开卷平整控制系统，开卷平整控制系统包括上述的控制装置以及与控制装置通讯连接的平整机组1。
平整机组1包括依次设置的开卷机11、主轧机12以及卷曲机13。开卷机11用于对钢卷进行处理，得到带钢3；主轧机12用于对带钢3进行平整轧制处理；卷曲机13对经过平整轧制处理后的带钢3进行卷曲处理。平整机组1中还可以包括入口导向辊14和出口导向辊15，开卷机11输出的带钢3通过入口导向辊14进入主轧机12，主轧机12输出的带钢3通过出口导向辊15进入卷曲机13。在主轧机12的入口和出口处均设置有用于测量带钢3速度的测速装置2，测速装置2可以是激光测速仪。
综上所述，本发明提供的平整机组的开卷平整控制方法、装置及系统中，根据钢卷剩余长度、带钢减速长度，以及参考速度和主轧机12入口处带钢速度，判断平整机组1是否满足预设减速条件，若是，则控制平整机组1减速。通过本发明提供的控制方法，可以在钢卷剩余长度低于带钢减速长度时，对平整机组1减速，避免带钢在达到抵达卷曲机13处，还没有减速到相应速度，从而出现带钢甩尾的情况。还根据参考速度和主轧机12入口处带钢速度，参考速度包括开卷机11的钢卷线速度和/或主轧机12出口处带钢速度，判断开卷机11的钢卷线速度和主轧机12出口处的带钢速度是否过大，根据判断结果对平整机组1的速度进行控制，防止带钢速度过大而甩尾，保证了人员及平整机组1的安全。
而且，本发明提供的方案中，还可以根据实际判断情况发出报警提示以及控制平整机组1降速或停机，可以有效保证开卷机11高速运行状态下的稳定性。本发明所提供的方法是基于现有设备基础上的功能开发，可以适用于其他含有开卷机11的机组，具有良好的推广性。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种平整机组的开卷平整控制方法，其特征在于，所述平整机组包括开卷机、主轧机以及卷曲机，所述开卷平整控制方法包括：
获取所述平整机组的带钢减速长度，所述带钢减速长度包含有带钢从平整轧制速度减速至预设带钢卷曲速度所经历的距离长度；
获取所述开卷机的钢卷剩余长度；
获取所述带钢的参考速度以及所述主轧机入口处带钢速度；所述参考速度包含有所述开卷机的钢卷线速度和/或所述主轧机出口处带钢速度；
根据所述钢卷剩余长度、所述带钢减速长度，以及所述参考速度和所述主轧机入口处带钢速度，判断所述平整机组是否满足预设减速条件，若是，则控制所述平整机组减速；
所述根据所述钢卷剩余长度、所述带钢减速长度，以及所述参考速度和所述主轧机入口处带钢速度，判断所述平整机组是否满足预设减速条件，包括：
判断所述钢卷剩余长度是否小于所述带钢减速长度，若是，则确定所述平整机组满足所述预设减速条件；
判断所述参考速度与所述主轧机入口处带钢速度的差值是否大于第一预设值，若是，则确定所述平整机组满足所述预设减速条件。
2.根据权利要求1所述的平整机组的开卷平整控制方法，其特征在于，所述获取所述平整机组的带钢减速长度，包括：
根据所述平整轧制速度以及带钢减速对应的预设加速度，计算得到带钢减速理论长度；
根据所述带钢减速理论长度以及预设安全长度，计算得到所述带钢减速长度。
3.根据权利要求1所述的平整机组的开卷平整控制方法，其特征在于，所述获取所述开卷机的钢卷剩余长度，包括：
根据所述开卷机的原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到所述钢卷剩余长度。
4.根据权利要求3所述的平整机组的开卷平整控制方法，其特征在于，所述根据所述开卷机的原料钢卷的初始外径、钢卷固定内径、开卷机卷筒旋转圈数以及带钢厚度，计算得到所述钢卷剩余长度，包括：
根据所述原料钢卷的初始外径、所述钢卷固定内径、所述开卷机卷筒旋转圈数以及所述带钢厚度，计算得到钢卷当前外径；
根据所述钢卷当前外径、所述钢卷固定内径以及所述带钢厚度，计算得到所述钢卷剩余长度。
5.根据权利要求1所述的平整机组的开卷平整控制方法，其特征在于，所述获取所述带钢的参考速度以及所述主轧机入口处带钢速度，包括：
根据开卷机芯轴转速、钢卷当前外径、钢卷固定内径，计算得到所述开卷机的钢卷线速度；
根据所述主轧机的工作辊线速度、带钢平整延伸率，计算得到所述主轧机出口处带钢速度；
通过测速装置获取所述主轧机入口处带钢速度。
6.根据权利要求1所述的平整机组的开卷平整控制方法，其特征在于，还包括：
判断所述参考速度与所述主轧机入口处带钢速度的差值是否大于第二预设值，若是，则发出报警信号。
7.根据权利要求1所述的平整机组的开卷平整控制方法，其特征在于，还包括：
在所述平整机组减速到预设速度时，判断所述钢卷剩余长度是否达到预设长度值，若是，则控制所述平整机组停止工作。
8.一种平整机组的开卷平整控制装置，所述平整机组包括开卷机、主轧机以及卷曲机，其特征在于，包括：
减速长度获取模块，用于获取所述平整机组的带钢减速长度，所述带钢减速长度包含有带钢从平整轧制速度减速至预设带钢卷曲速度所经历的距离长度；
剩余长度获取模块，用于获取所述开卷机的钢卷剩余长度；
速度数据获取模块，用于获取所述带钢的参考速度以及所述主轧机入口处带钢速度；所述参考速度包含有所述开卷机的钢卷线速度和/或所述主轧机出口处带钢速度；
控制模块，用于根据所述钢卷剩余长度、所述带钢减速长度，以及所述参考速度和所述主轧机入口处带钢速度，判断所述平整机组是否满足预设减速条件，若是，则控制所述平整机组减速；
所述根据所述钢卷剩余长度、所述带钢减速长度，以及所述参考速度和所述主轧机入口处带钢速度，判断所述平整机组是否满足预设减速条件，包括：
判断所述钢卷剩余长度是否小于所述带钢减速长度，若是，则确定所述平整机组满足所述预设减速条件；
判断所述参考速度与所述主轧机入口处带钢速度的差值是否大于第一预设值，若是，则确定所述平整机组满足所述预设减速条件。
9.一种平整机组的开卷平整控制系统，其特征在于，包括权利要求8所述的控制装置以及与所述控制装置通讯连接的平整机组。
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