CN113333476A - 一种基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，包括如下步骤：S1、两个激光测距装置输出电流信号被传送到PLC控制器求得钢坯宽度值，钢胚宽度与钢胚宽度阈值Ls比较，确定钢胚类型；S2、如果钢胚为横坯1号轧机速度调整系数复位块置0；判断2和3号轧机是否有钢信号，2和3号轧机速度调整系数复位块置0或1；S3、如果钢胚为竖坯，判断1、2、3号轧机是否有钢信号，则1号轧机速度调整系数复位块置1，判断2号轧机是否有钢信号，1、2和3号轧机速度调整系数复位块置0或1。高线厂轧制矩形坯时没有有效检测手段判断钢坯横竖情况，进而无法对轧机进行自动调速，以满足轧线轧制矩形坯的轧制问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金行业轧钢领域，尤其涉及一种基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法。
背景技术
我国自1996年粗钢产量突破1亿吨以来，已连续二十多年成为世界第一产钢大国；钢铁工业在我国的经济发展过程中占有举足轻重的地位，是我国国民经济重要的基础性产业；国家经济发展和社会文明进步离不开钢铁工业的支撑；在钢铁工业给我国经济发展带来巨大效益的同时，另一方面，钢铁企业的高能耗、高污染问题也随之而来；这些问题的解决不能仅靠单项技术或个别产品的开发，必须从钢铁制造流程整体着眼，采用综合集成的理论和方法，解决多目标优化问题。
钢铁制造流程包括原料场、炼焦、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等主体工序；钢铁生产流程各主体工序经过长期的研究已经日臻完善，自动化和信息化水平也相对较高，如高炉专家系统、转炉“一键炼钢”等手段已经在钢铁企业中广泛采用，要进一步提高钢铁制造流程智能化生产水平，就应重视解决生产过程中的动态“短板”问题，重点研究和发展“界面技术”，促进钢铁制造流程的稳定、协同和高效化、连续化。
目前，炼钢厂采用重压下技术生产矩形坯，因不同钢种的压下量不同，故造成连铸坯截面尺寸产生变化；尺寸范围在(140～150)mm×(160～165)mm。轧钢厂因为上料台架等设备的限制导致进炉的坯随机出现横放或者竖放的情况，在后续高线轧制过程中，为了尽可能消除矩形坯对设备、轧制工艺、产品质量的影响，急需一套完整的解决方案以应对不同尺寸和外形的小规格连铸坯交替连续轧制时的轧制问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：高线厂轧制矩形坯时没有有效检测手段判断钢坯横竖情况，进而无法对轧机进行自动调速，以满足轧线轧制矩形坯的轧制问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，包括如下步骤：
S1、出炉辊道进轧机前固定安装两个激光测距装置，测距装置输出电流信号，电流信号被传送到PLC控制器；
两个激光测距装置之间距离总长L，其中，L的值表示两个激光测距装置之间的距离，定期用标准厚度样框进行标定，对L值定期微调；激光测距装置1到钢坯之间距离L1，激光测距装置2到钢坯之间距离L2，钢坯宽度Lk＝L-L1-L2；设定钢胚宽度阈值Ls，如果Lk>＝Ls判断钢胚为横坯，否则钢胚为竖坯，从而确定钢胚横竖坯类型；
钢坯宽度Lk计算步骤包括：
S11、PLC控制器专用块被循环时间中断块调用，第一个T1周期内预采集N条激光测距装置1到钢坯之间距离L1,1至L1,N和激光测距装置2到钢坯之间距离L2,1至L2,N，分别计算出N钢坯之间距离的平均值L1 avg1和L1 avg2，计算公式如下：
其中，L1 1,max、L1 2,max、L1 1,min、L1 2,min分别代表激光测距装置1和2第一个T1周期内的1至N条钢坯之间距离的最大值和最小值；
S12、第二个T1周期内测量出一条激光测距装置1和激光测距装置2到钢坯之间距离L1,N+1和L2,N+1，分别计算出钢坯之间距离平均值L2 avg1和L2 avg2，计算公式如下：
其中，L2 1,max、L2 2,max、L2 1,min、L2 2,min分别代表激光测距装置1和2第二个T1周期内的2至N-1条钢坯之间距离的最大值和最小值；
S13、第M个T1周期内测量出一条激光测距装置1和激光测距装置2到钢坯之间距离L1,N+M-1和L2,N+M-1，分别计算出钢坯之间距离平均值LM avg1和LM avg2，计算公式如下：
其中，LM 1,max、LM 2,max、LM 1,min、LM 2,min分别代表激光测距装置1和2第M个T1周期内的的M至N+M-1条钢坯之间距离的最大值和最小值；
S14、设定T2时刻，取最接近的LM avg1和LM avg2值，其中T2为T1的整数倍，在T3周期内对最接近的T2的LM avg1和LM avg2值取算术平均值，分别计为L1和L2，其中T3为T2的整数倍；
S15、则钢坯宽度Lk＝L-L1-L2；
S2、钢胚为横坯时，根据有钢信号，调整1号轧机、2号轧机和3号轧机的速度调整系数；
S21、如果钢胚为横坯，1号轧机速度调整系数复位块置0；
S22、判断2号轧机是否有钢信号，如果否，则2号轧机速度调整系数复位块置0；
S23、判断3号轧机是否有钢信号，如果否，则3号轧机速度调整系数复位块置0；
S3、钢胚为竖坯时，根据有钢信号，调整1号轧机、2号轧机和3号轧机的速度调整系数；
S31、如果钢胚为竖坯，当1号轧机有钢信号，则1号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则1号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则1号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变；
S32、判断2号轧机是否有钢信号，如果否，则2号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则2号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则2号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变；
S33、判断3号轧机是否有钢信号，如果否，则3号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则2号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则2号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变。
进一步的，判断钢胚横竖坯类型方法还包括：夹送辊下辊的下角钢处设置拉绳传感器，夹送辊上辊的上角钢处设置拉绳点，当钢胚通过夹送辊上下辊时，拉绳传感器测得上下辊中心间距离高度Ly，拉绳传感器设定钢胚高度阈值Lg(Lg通过系统界面设置，可微调)，如果Ly>＝Lg判断钢胚为竖坯，否则钢胚为横坯。
由于矩形坯横放时，夹送辊夹持的面为矩形坯的窄面；矩形坯竖放时，夹送辊夹持的面为矩形坯的宽面；窄面和宽面即对应矩形坯的高和宽，假设宽大于高，所以夹送辊夹持窄面时比夹持宽面时上下辊中心间距要小，对应的拉绳传感器显示的数值会有不同。
进一步的，轧机速度调整系数计算过程包括：正常钢坯时1号轧机、2号轧机和3号轧机的电机转速分别为V1，V2，V3，然后轧制竖放矩形坯，调整好堆拉关系稳定轧制后，3架轧机电机转速为V1x，V2x，V3x，3架轧机的调整系数分别为V1x/V1，V2x/V2，V3x/V3，其中，正常钢胚为160×160方坯。
例如，先轧制160×160正常坯时前3架的轧机电机转速记录好分别为V1，V2，V3，然后轧制竖放的140×165和150×165的矩形坯，调整好堆拉关系稳定轧制后，记录前3架轧机电机转速为V1A，V2A，V3A和V1B，V2B，V3B；所以轧制竖放的140×165矩形坯时，前3架轧机的调整系数分别为V1A/V1，V2A/V2，V3A/V3；轧制竖放的150×165矩形坯时，前3架轧机的调整系数分别为V1B/V1，V2B/V2，V3B/V3。
进一步的，不同尺寸钢胚的调整好堆拉关系稳定轧制后3架轧机电机转速不同；
针对不同尺寸的矩形坯竖放情况，对1号2号3号轧机分别升速的系数会有不同，系统界面可以选择切换。
本发明的有益效果是：
1、轧线具备轧制矩形坯的能力，应对不同的矩形坯生产任务，保证正常生产。
附图说明
图1为本发明基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法的流程图；
图2为本发明激光测距装置测量钢胚宽度原理图；
图3为本发明拉绳传感器测量钢胚宽度原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例作进一步的详细说明：
一种基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，如参考图1，包括如下步骤：
S1、出炉辊道进轧机前固定安装两个激光测距装置，测距装置输出电流信号，电流信号被传送到PLC控制器；
两个激光测距装置之间距离总长L，其中，L的值表示两个激光测距装置之间的距离，为固定值，每天用标准厚度样框进行标定，标定L值定期微调；激光测距装置1到钢坯之间距离L1，激光测距装置2到钢坯之间距离L2，钢坯宽度＝L-L1-L2；设定钢胚宽度阈值Ls，如果Lk>＝Ls判断钢胚为横坯，否则钢胚为竖坯，从而确定钢胚横竖坯类型；
钢坯宽度Lk计算步骤包括：
S11、专用块被循环时间中断块调用，第一个T1周期内预采集N条激光测距装置1到钢坯之间距离L1,1至L1,N和激光测距装置2到钢坯之间距离L2,1至L2,N，分别计算出N条平均值L1 avg1和L1 avg2，
计算公式如下：
以实际生产为例，一次生产过程中标定L＝2535mm，T1＝100ms，N＝10次预采集的L1,1至L1,10，L2,1至L2,10的数据如下：
| L<sub>1,1</sub>至L<sub>1,10</sub>(单位mm) | 1243 | 1230 | 1265 | 1253 | 1248 | 1256 | 1261 | 1249 | 1246 | 1255 |
| L<sub>2,1</sub>至L<sub>2,10</sub>(单位mm) | 1127 | 1140 | 1123 | 1230 | 1118 | 1104 | 1115 | 1119 | 1126 | 1123 |
其中L1 1,max、L1 2,max、L1 1,min、L1 2,min取值分别为1265mm、1230mm、1230mm、1104mm，计算出L1 avg1和L1 avg2分别为1251.38mm和1123.88mm；
S12、第二个T1周期内测量出一条激光测距装置1和激光测距装置2到钢坯之间距离L1,N+1和L2,N+1，分别计算出平均值L2 avg1和L2 avg2，计算公式如下：
其中，L2 1,max、L2 2,max、L2 1,min、L2 2,min分别代表激光测距装置1和2第二个T1周期内的2至N-1条钢坯之间距离的最大值和最小值；
以实际生产为例，第二个100ms测得L1,11和L2,11的值分别为1246mm和1113mm，计算出2至11钢胚距离的剔除最大值和最小值后的平均值，L2 avg1和L2 avg2分别为1251.75mm和1122.13mm，以此类推计算出M次后的值LM avg1和LM avg2；
S14、设定T2时刻，取最接近的LM avg1和LM avg2值，其中T2为T1的整数倍，在T3周期内对最接近的T2的LM avg1和LM avg2值取算术平均值，分别计为L1和L2，其中T3为T2的整数倍；
以实际生产为例，T2＝200ms，T3＝5s，一共有25个T2周期；第一个T2取L2 avg1和L2 avg2，第二个T2取L4 avg1和L4 avg2，第25个T2周期L50 avg1和L50 avg2；再分别对L2 avg1、L4 avg1至L50 avg1和L2 avg2、L4 avg2至L50 avg2求算术平均，得到L1和L2；
S15、则钢坯宽度Lk＝L-L1-L2；
S2、钢胚为横坯时，根据有钢信号，调整1号轧机、2号轧机和3号轧机的速度调整系数；
S21、钢胚为横坯，1号轧机速度调整系数复位块置0；
S22、判断2号轧机是否有钢信号，如果否，则2号轧机速度调整系数复位块置0；
S23、判断3号轧机是否有钢信号，如果否，则3号轧机速度调整系数复位块置0；
S3、钢胚为竖坯时，根据有钢信号，调整1号轧机、2号轧机和3号轧机的速度调整系数；
S31、钢胚为竖坯，当1号轧机有钢信号，则1号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则1号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则1号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变；
S32、判断2号轧机是否有钢信号，如果否，则2号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则2号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则2号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变；
S33、判断3号轧机是否有钢信号，如果否，则3号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则3号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则3s号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变。
下面以实际生产例说明本方法实现过程：
现在轧制一批尺寸为140×165的矩形坯，轧制前用标准样具进行标定，标定作用是防止现场测距装置位置角度有偏移导致测量值不准，每次需要微调整L值，保证前2根坯为横放坯，轧制过程中调整好轧线张力活套，然后投用矩形坯模式，通过系统界面点击“矩形坯模式”按钮，按钮变绿，表示矩形坯模式投用，钢胚宽度阈值Ls设定为153mm，画面矩形坯速度调整系数选140矩形坯轧机速度调整系数，前三架轧机速度调整系数，1号为110.62％，2号为103.27％，3号为101.02％，假如第三根钢坯竖放出炉，当钢坯咬入1号轧机，产生一个咬钢信号，此时钢坯速度变慢(钢坯在出炉辊道快速通过，速度比1号轧机线速度大，咬钢以后钢坯跟随1号轧机线速度)，随即触发一个5s时间内的每隔200ms的平均值抓取累计过程，5s后计算得到测算的钢坯宽度Lk＝163mm；则Lk大于设定值153mm，判断结果为竖坯；此时这根钢坯5s时间内未咬入2号轧机，1号轧机调整系数为110.62％升速；此时判断2号轧机是否有钢，有钢则等到2号轧机没有钢后2号轧机速度调整系数为103.27％升速，再判断3号轧机在没有钢时按照轧机速度调整系数101.02％升速；假如判断下根钢胚是横放，此时1号轧机虽然咬着钢，撤销轧机速度调整系数系数110.62％，恢复原来速度，2号轧机则在没有钢后撤销升速系数103.27％，恢复原来速度，此时横放的钢还未咬入2号轧机，3号轧机在上根钢脱尾没有钢后撤销升速系数101.02％，恢复原来速度。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、出炉辊道进轧机前固定安装两个激光测距装置，所述测距装置输出电流信号，所述电流信号被传送到PLC控制器；
两个激光测距装置之间距离总长L，激光测距装置1到钢坯之间距离L1，激光测距装置2到钢坯之间距离L2，钢坯宽度Lk＝L-L1-L2，钢胚宽度Lk与钢胚宽度阈值Ls比较，确定钢胚横竖坯类型；
S2、钢胚为横坯时，根据有钢信号，调整1号轧机、2号轧机和3号轧机的速度调整系数；
S3、钢胚为竖坯时，根据有钢信号，调整1号轧机、2号轧机和3号轧机的速度调整系数。
2.根据权利要求1所述的基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，其特征在于：所述钢坯宽度Lk计算步骤包括：
S11、PLC控制器专用块被循环时间中断块调用，第一个T1周期内预采集N条激光测距装置1到钢坯之间距离L1,1至L1,N和激光测距装置2到钢坯之间距离L2,1至L2,N，分别计算出N条钢坯之间距离平均值L1 avg1和L1 avg2，计算公式如下：
其中，L1 1,max、L1 2,max、L1 1,min、L1 2,min分别代表激光测距装置1和2第一个T1周期内的1至N条钢坯之间距离的最大值和最小值；
S12、第二个T1周期内测量出一条激光测距装置1和激光测距装置2到钢坯之间距离L1,N+1和L2,N+1，分别计算出钢坯之间距离平均值L2 avg1和L2 avg2，计算公式如下：
其中，L2 1,max、L2 2,max、L2 1,min、L2 2,min分别代表激光测距装置1和2第二个T1周期内的2至N-1条钢坯之间距离的最大值和最小值；
S13、第M个T1周期内测量出一条激光测距装置1和激光测距装置2到钢坯之间距离L1,N+M-1和L2,N+M-1，分别计算出钢坯之间距离平均值LM avg1和LM avg2，计算公式如下：
其中，LM 1,max、LM 2,max、LM 1,min、LM 2,min分别代表激光测距装置1和2第M个T1周期内的M至N+M-1条钢坯之间距离的最大值和最小值；
S14、设定T2周期，取最接近T2时刻的LM avg1和LM avg2值，其中，T2为T1的整数倍；在T3周期内对最接近的T2的LM avg1和LM avg2值取算术平均值，分别计为L1和L2，其中，T3为T2的整数倍；
S15、则钢坯宽度Lk＝L-L1-L2。
3.根据权利要求1所述的基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、钢胚为横坯，1号轧机速度调整系数复位块置0；
S22、判断2号轧机是否有钢信号，如果否，则2号轧机速度调整系数复位块置0；
S23、判断3号轧机是否有钢信号，如果否，则3号轧机速度调整系数复位块置0。
4.根据权利要求1所述的基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、钢胚为竖坯，当1号轧机有钢信号，则1号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则1号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则1号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变；
S32、判断2号轧机是否有钢信号，如果否，则2号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则2号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则2号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变；
S33、判断3号轧机是否有钢信号，如果否，则3号轧机速度调整系数复位块置1，如果后一根钢是横坯，则3号轧机速度调整系数复位块置0，轧机恢复原有速度，如果下根钢是竖坯，则3s号轧机速度调整系数复位块置1，则保持系数不变。
5.根据权利要求1所述的基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，其特征在于：判断所述钢胚横竖坯类型方法，还包括夹送辊下辊的下角钢处设置拉绳传感器，夹送辊上辊的上角钢处设置拉绳点，当钢胚通过夹送辊上下辊时，拉绳传感器测得上下辊中心间距离高度Ly，拉绳传感器设定钢胚高度阈值Lg，如果Ly>＝Lg判断钢胚为竖坯，否则钢胚为横坯。
6.根据权利要求4所述的基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，其特征在于，所述速度调整系数计算过程包括：正常钢坯时1号轧机、2号轧机和3号轧机的电机转速分别为V1，V2，V3，然后轧制竖放矩形坯，调整好堆拉关系稳定轧制后，3架轧机电机转速为V1x，V2x，V3x，3架轧机的调整系数分别为V1x/V1，V2x/V2，V3x/V3。
7.根据权利要求1所述的基于不同规格连铸坯交替轧制轧机调速方法，其特征在于：不同尺寸钢胚的调整好堆拉关系稳定轧制后3架轧机电机转速不同。
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- 2021-06-17 CN CN202110673518.1A patent/CN113333476B/zh active Active
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