CN113458150B - 热轧带钢的厚度控制方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种热轧带钢的厚度控制方法及应用,该控制方法包括:包括以下步骤:获取N个轧机中各轧机最大压下速率,且各所述轧机的秒流量相等;在第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量大于对应的厚度偏差调节任务时,所述第N个轧机根据相应扫描周期、自身的积分控制系数以及对应带钢的当前厚度偏差参考计算值获得的辊缝调节量进行调节;且第N个轧机之前的轧机被配置为保持钢带厚度不变的第一状态;动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷。上述热轧带钢的厚度控制方法,调节过程带钢厚度不容易出现震荡和超调现象,带钢版型好,厚度均一,从而保证带钢的质量。
Description
技术领域
本申请涉及轧钢自动控制技术领域,特别是涉及一种热轧带钢的厚度控制方法及应用。
背景技术
目前热轧带钢的厚度最常用的控制方法是通过轧机出口测厚仪对板带的实际厚度进行测量,并进而通过调节轧机的液压辊缝来对板带厚度进行反馈控制,通常这种厚度控制方法称为监控AGC(Automatic Gage Control)。AGC控制系统广泛应用于热连轧卷板生产线精轧机组的各个轧机,通过各类AGC控制系统的控制,使产品达到所需要的目标厚度。由于轧机结构的限制以及测厚仪的维护,测厚仪距离末轧机较远,距离在1000~4000mm左右,导致测厚仪检测出来的数据相对于轧机而言存在滞后,轧制速度越慢则该效应越严重,为了消除这种影响,越厚规格轧制时系统调整越慢,防止出口厚度震荡。
一般AGC系统调整方法将末轧机参考值按照固定比例对各轧机做调节,当带钢头部厚度偏差大时,系统容易发生震荡,引起活套不稳定而发生轧破、拉窄等质量事故。
发明内容
本申请提供一种热轧带钢的厚度控制方法及应用,旨在解决现有的AGC系统调整方法在带钢头部厚度偏差大时,系统容易发生震荡,引起活套不稳定而发生轧破、拉窄等质量事故的问题。
第一方面,本申请实施例提出了一种热轧带钢的厚度控制方法,包括以下步骤:
获取N个轧机中各轧机最大压下速率,且各所述轧机的秒流量相等,所述N为正整数,且N≥2;在第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量大于对应的厚度偏差调节任务时,所述第N个轧机根据相应扫描周期、自身的积分控制系数以及对应带钢的当前厚度偏差参考计算值获得的辊缝调节量进行调节;且第N个轧机之前的轧机被配置为保持钢带厚度不变的第一状态;其中,所述第N个轧机为所述N个轧机中距离所述测厚仪最近的轧机,所述第一运行时长为钢带离开所述第N个轧机进入测厚仪的时长;动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷。
根据本申请的一些实施例,获取所述第N个轧机在第一运行时间段内的最大厚度调节量的步骤包括:
根据所述第N个轧机的最大压下速率、第一运行时长以及第N个轧机自身的刚度系数及变形抗力,获取所述最大厚度调节量。
根据本申请的一些实施例,获取所述第N个轧机的厚度偏差参考计算值的步骤包括:
根据测厚仪对钢带厚度的实时测量数据以及带钢在测厚仪与第N个轧机出口之间的当前头尾厚度差,获得所述第N个轧机的厚度偏差参考计算值。
根据本申请的一些实施例,获取对应的厚度偏差调节任务的步骤包括:
根据对应轧机的厚度偏差参考计算值、带钢在所述对应轧机的出口与所述对应轧机后一轧机的入口之间的当前头尾厚度差以及所述对应轧机后一轧机至第N个轧机的全部刚度系数及变形抗力,获取所述对应轧机的厚度偏差参考计算值,其中所述第一运行时长为钢带离开所述对应轧机的出口进入所述对应轧机后一轧机的入口的时长。
根据本申请的一些实施例,在第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量小于对应的厚度偏差调节任务时,包括以下步骤:
将第N个轧机之前的轧机由近及远依序根据扫描周期、自身的积分控制系数以及对应带钢的当前厚度偏差参考计算值获得的辊缝调节量进行调节,直至相应的轧机在相应第一运行时长内的最大厚度调节量小于对应的厚度偏差调节任务;且将所述相应的轧机之前的轧机被配置为保持钢带厚度不变的第一状态。
根据本申请的一些实施例,当各轧机的对应带钢的当前厚度偏差参考计算值大于第一预设值时,所述轧机对应的积分控制系数与对应的当前厚度偏差参考计算值线性负相关,以使所述轧机的压下速率稳定。
根据本申请的一些实施例,当各轧机的对应带钢的当前厚度偏差参考计算值小于第一预设值时,所述轧机对应的积分控制系数不变。
根据本申请的一些实施例,在各所述轧机的当前厚度偏差参考计算值均小于第二预设值时,进行所述动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷的步骤。
根据本申请的一些实施例,在所述动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷的步骤之后还包括:
在所述轧机大于所述轧机后一轧机的实际轧制力和设定轧制力偏差百分比时,对所述轧机后一轧机最终的厚度偏差参考计算值进行补偿,且所述第N个轧机最终的厚度偏差参考计算值不进行补偿。
第二方面,本申请实施例提出了一种热轧带钢的厚度控制方法在热轧带钢中的应用。
本申请的热轧带钢的厚度控制方法,根据第N个轧机的最大厚度调节量大于对应的厚度偏差调节任务的数值大小,使得第N个轧机根据扫描周期、自身的积分控制系数以及辊缝调节量进行实时调节,调节方式灵活,鲁棒性好,可适应不同厚度偏差的钢带,可降低厚度调节过程的震荡和超调。并且从整体上对带钢的厚度进行控制,在动态调整过程中使各轧机负荷逐渐平衡,保证带钢板型。上述热轧带钢的厚度控制方法,调节过程带钢厚度不容易出现震荡和超调现象,带钢版型好,厚度均一,从而保证带钢的质量。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1为各轧机、带钢以及测厚仪分布位置示意图;
图2为F7轧机与测厚仪之间的带钢与扫描周期的对应关系示意图;
图3为F6轧机的控制逻辑图;
图4为热轧带钢的厚度控制方法控制带钢的效果图。
在附图中,附图未必按照实际的比例绘制。
100、测厚仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
第一方面,本申请实施例提出了一种热轧带钢的厚度控制方法,包括以下步骤:
S100:获取N个轧机中各轧机最大压下速率,且各轧机的秒流量相等,N为正整数,且N≥2。
S200:在第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量大于对应的厚度偏差调节任务时,第N个轧机根据相应扫描周期、自身的积分控制系数以及对应带钢的当前厚度偏差参考计算值获得的辊缝调节量进行调节;且第N个轧机之前的轧机被配置为保持钢带厚度不变的第一状态;其中,第N个轧机为N个轧机中距离测厚仪最近的轧机,第一运行时长为钢带离开第N个轧机进入测厚仪的时长。
S300:动态调整N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷。
为清楚描述技术方案,首先对基本概念和符号进行定义,这里以7机架轧机为例,定义下列符号:
如图1所示,F7轧机代表第7轧机,也就是末轧机,F6轧机代表第6轧机,也就是倒数第2轧机,F5轧机代表第5轧机,也就是倒数第3轧机,以此类推。其中,测厚仪100位于F7轧机附近。
LF7_M表示F7轧机中点到测厚仪的距离值,单位mm。
LF6_F7表示F6轧机中点到F7轧机中点距离值,单位mm。
LF5_F6表示F5轧机中点到F6轧机中点距离值,单位mm。
KF1~KF7表示F1~F7各轧机刚度系数,单位kn/mm,由一级机系统根据轧机辊缝和轧制力以及刚度测量数据实时计算出。
QF1~QF7表示F1~F7各轧机轧件的变形抗力,单位kn/mm,该参数由上位机系统,如工艺计算二级机计算提供,在轧制前下发到一级机系统如PLC、TDC等。
vF1~vF7表示F1~F7各轧机带钢出口速度mm/s。
Δtscan表示一级机AGC控制系统扫描周期,周期值一般在0.02~0.05秒之间。
ΔF5DB表示F5监控AGC死区计算值,单位mm。
ΔF6DB表示F6监控AGC死区计算值,单位mm。
F1_vgap~F7_vgap表示F1~F7轧机辊缝最大关闭速度,单位mm/s。
hF1~hF7表示F1~F7各轧机设定出口厚度,单位mm。
ΔhF1~ΔhF7表示F1~F7各轧机出口厚度计测量厚度与设定厚度的偏差,单位mm。
ΔhF7[0]~ΔhF7[TF7]表示轧机F7至测厚仪100出口厚度偏差序列数组,在一级机测量出轧机厚度偏差后,将ΔhF7的值存入依次模式存入该数组,当前值ΔhF7[0],上一个扫描周期值为ΔhF7[1],前2个扫描周期值为ΔhF7[2],以此类推,ΔhF7[TF7]代表最靠近测厚仪100前测量厚度偏差,单位mm,如图2所示。
ΔhF6[0]~ΔhF6[TF6]表示轧机F6至F7出口厚度偏差序列数组,ΔhF6[TF6]代表最靠近F7入口的F6测量厚度,单位mm。
ΔhF5[0]~ΔhF5[TF5]表示轧机F5至F6出口厚度偏差序列数组。
ΔhXRAY-F7=ΔhF7[TF7]-ΔhF7[0]表示测厚仪100到F7轧机出口这段带钢的头尾厚度差,单位mm。
ΔhF7-F6=ΔhF6[TF6]-ΔhF6[0]表示F7轧机入口到F6轧机出口这段带钢的头尾厚度差,单位mm。
ΔhF6-F5=ΔhF5[TF5]-ΔhF5[0]表示F6轧机入口到F5轧机出口这段带钢的头尾厚度差,单位mm。
Δhx-r表示轧机出口测厚仪100实时测量数据反馈,单位mm。
ΔhF5REF~ΔhF7REF表示F5~F6轧机厚度偏差参考计算值,单位mm。
ΔhF6REF-fina,ΔhF5REF-fina表示F6~F7轧机厚度偏差参考最终输出控制值,单位mm。
ΔS1~ΔS7表示F1-F7轧机AGC控制系统当前扫描周期的辊缝调整量,先计算F7轧机调整量,再依次计算F6直至F1,单位mm。
F7_vgap~F1_vgap表示F1-F7轧机最大辊缝调整速度,单位mm/s。
IF6lp~IF1lp表示轧机PID活套积分控制系数,无量纲单位。
IF7gap~IF1gap表示轧机辊缝监控AGC积分控制系数,无量纲单位。
ΔFF1~ΔFF7,表示F1~F7轧机咬钢后,各个轧机实际轧制力和设定轧制力偏差百分比。
步骤S100中,获取N个轧机中各轧机最大压下速率,且各所述轧机的秒流量相等,即对每个轧机最大压下速度匹配计算,满足前后轧机秒流量相等,定义F7轧机压下速度为F7_vgap,则各个轧机速度满足一下关系式,i代表F1~F6的某一轧机
步骤S200中,当第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量大于对应的厚度偏差调节任务时,即末轧机可以在预估时间内完成厚度调整任务,该轧机锁定来料厚度不变,进入锁定厚度工作状态。也就是说末轧机之前的轧机设置为保持钢带厚度不变的状态。末轧机根据相应扫描周期、自身的积分控制系数以及对应带钢的当前厚度偏差参考计算值获得的辊缝调节量进行调节,完成厚度偏差。
此时,仅对末轧机的相应参数进行调节,而末轧机之前的轧机保持厚度工作状态,不需要进行调节,使得调节方式较为简便,因而不容易出现问题。
其中,当前厚度偏差参考计算值,比如ΔhF7REF表示当前F7轧机计算目标厚度与反馈厚度的偏差。
步骤S300中,第N个轧机出口处的带钢厚度达到第一预设厚度时,如第一预设厚度为0.01mm,当检测到末轧机出口厚度小于0.01mm时,说明轧机厚度控制进入稳定区,可以开始动态调节各轧机负荷。动态过程中使各轧机负荷逐渐平衡,保证带钢的板型较佳。
本申请的热轧带钢的厚度控制方法,根据第N个轧机的最大厚度调节量大于对应的厚度偏差调节任务的数值大小,使得第N个轧机根据扫描周期、自身的积分控制系数以及辊缝调节量进行实时调节,调节方式灵活,鲁棒性好,可适应不同厚度偏差的钢带,可降低厚度调节过程的震荡和超调。并且从整体上对带钢的厚度进行控制,在动态调整过程中使各轧机负荷逐渐平衡,保证带钢板型。上述热轧带钢的厚度控制方法,调节过程带钢厚度不容易出现震荡和超调现象,带钢版型好,厚度均一,从而保证带钢的质量。
在其中一些实施例中,获取所述第N个轧机在第一运行时间段内的最大厚度调节量的步骤包括:
根据所述第N个轧机的最大压下速率、第一运行时长以及第N个轧机自身的刚度系数及变形抗力,获取所述最大厚度调节量。
具体过程如下:
1、定义活套积分系数为IF6lp,如活套采取传统的PI调节活套,其积分系数根据厚度划分在2~15之间。
则F7_vgap速度应该满足以下等式,Llp为辊缝调节时活套允许最大套量变化,和活套机械布置相关,以某1780热轧厂为例,当活套目标角度为23°时,Llp≤3mm,才能保证AGC调节活套能够有能力补偿,不至于导致活套控制失稳。
2、进行AGC变积分控制方法,在计算出各个轧机Fi_vgap的速度后,定义当厚度偏差大于第一预设值,如0.03mm时,通过改变积分系数,保证匀速压下,小于0.03mm,积分固定不变。
3、当F7轧机辊缝以最大速度动作时间τF6_7,产生的厚度调节效果为最大厚度调节量,即:
在其中一些实施例中,获取所述第N个轧机的厚度偏差参考计算值的步骤包括:
根据测厚仪100对钢带厚度的实时测量数据以及带钢在测厚仪100与第N个轧机出口之间的当前头尾厚度差,获得所述第N个轧机的厚度偏差参考计算值。
F7轧机按照smith补偿原理进行控制,在轧制稳定情况下,F7出口测量厚度和测厚仪100测量厚度变化趋势一致,
则F7轧机监控AGC输出参考值为:
ΔhF7REF=Δhx-ray-ΔhXRAY-
在其中一些实施例中,获取对应的厚度偏差调节任务的步骤包括:
根据对应轧机的厚度偏差参考计算值、带钢在所述对应轧机的出口与所述对应轧机后一轧机的入口之间的当前头尾厚度差以及所述对应轧机后一轧机至第N个轧机的全部刚度系数及变形抗力,获取所述对应轧机的厚度偏差参考计算值,其中所述第一运行时长为钢带离开所述对应轧机的出口进入所述对应轧机后一轧机的入口的时长。
在获得第N个轧机的厚度偏差参考计算值的基础上,再对该参考值进行积分运算得到该扫描周期F7轧机参考辊缝值增量值:
ΔS7=ΔhF7REF×Δtscan×IF7gap。
在其中一些实施例中,在第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量小于对应的厚度偏差调节任务时,包括以下步骤:
将第N个轧机之前的轧机由近及远依序根据扫描周期、自身的积分控制系数以及对应带钢的当前厚度偏差参考计算值获得的辊缝调节量进行调节,直至相应的轧机在相应第一运行时长内的最大厚度调节量小于对应的厚度偏差调节任务;且将所述相应的轧机之前的轧机被配置为保持钢带厚度不变的第一状态。
上述热轧监控AGC的厚度递推控制方法,根据测厚仪100数据以及整块带钢在各个轧机间厚度偏差的分布情况,从末轧机往前逐轧机推算出需要完成的调节量,快速将厚度调整到目标值并消除厚度调节过程的震荡和超调。
首先,末轧机根据smith补偿原理调整,保证高精度出口厚度控制。在第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量小于对应的厚度偏差调节任务时,即末轧机在预估时间内无法独立完成厚度调整任务时,第N-1个轧机参照第N个轧机原理继续进行控制调整,其余轧机则仍保持原工作状态,即保持厚度工作状态。若第N个轧机和第N-1个轧机控制调整,仍无法完成厚度调整任务时,则第N-2个轧机参考第N-1个轧机原理继续进行控制调整,如此直至其可完成厚度调整任务时。
以F6轧机、F5轧机的厚度调整任务为例,其具体过程如下:
F6轧机计算参考值
ΔF6DB的计算方法:
如果此时
说明在F6轧机出口观察,F7辊缝全力调整的情况下,F6仍有部分调整任务需要完成,为了加快系统调节速度,将调节死区范围设为0,保证F6辊缝全力调整。
ΔF6DB=0
否则
当ΔhF6REF≤ΔF6DB,F6AGC转为锁定AGC,维持F6出口厚度不再变化,为F7轧机提供稳定的原料,将当前厚度偏差ΔhF6=ΔhF6lock
维持当前厚度差ΔhF6不变,ΔhF6REF-final=ΔhF6lock-ΔhF6
当ΔhF6REF≥ΔF6DB,ΔhF6REF≤ΔF6DB
其逻辑式如下所示:
再对该参考值ΔhF6REF-fina进行积分运算得到该扫描周期F6轧机参考辊缝值增量值:
ΔS6=ΔhF6REF-fina×Δtscan×IF6gap
(6)F5轧机AGC控制方法
ΔF5DB的计算方法:
当F6轧机辊缝以最大速度动作时间τF5_6,产生的厚度调节效果换算到F7轧机出口厚度为
如果此时
说明在F5轧机出口观察,F6辊缝全力调整的情况下,F6仍有部分调整任务需要完成,为了加快系统调节速度,则将调节死区范围设为0,保证F5辊缝全力调整。
ΔF5DB=0
否则
当ΔhF5R≤ΔF5DB,F5AGC转为锁定AGC,维持F5出口厚度不再变化,为F6轧机提供稳定的原料,将当前厚度偏差,ΔhF5loc=ΔhF5,
维持当前厚度差ΔhF5lock不变,ΔhF5REF-final=ΔhF5loc-ΔhF5
ΔhF5REF≥ΔF5D
其逻辑式如下所示:
再对该参考值ΔhF5REF-fina进行积分运算得到该扫描周期F5轧机参考辊缝值增量值:
ΔS5=ΔhF5REF-fina×Δtscan×IF5gap
在其中一些实施例中,当各轧机的对应带钢的当前厚度偏差参考计算值大于第一预设值时,所述轧机对应的积分控制系数与对应的当前厚度偏差参考计算值线性负相关,以使所述轧机的压下速率稳定。
进行AGC变积分控制方法,在计算出各个轧机Fi_vgap的速度后,定义当厚度偏差大于第一预设值如0.03mm时,通过改变积分系数,保证匀速压下,小于0.03mm,积分固定不变。即当厚度偏差大于第一预设值如0.03mm时,使得相应的轧机以最大恒定压下速度压下,保障轧制系统稳定。第一预设值通常由可接受的热轧带钢厚度最大偏差来确定,如要求热轧带钢厚度偏差小于0.03mm,则第一预设值可取值0.003。
而在另一些实施例中,当各轧机的对应带钢的当前厚度偏差参考计算值小于第一预设值时,取常数积分系数,使厚度快速到达目标值。所述轧机对应的积分控制系数不变。当厚度偏差大于第一预设值时,计算新的积分系数,保证系统辊缝
举例说明,如果厚度偏差0.03mm,积分系数计算为10,辊缝速度为0.3mm/s,
当厚度偏差0.06mm,系统积分系数根据计算调整为5,辊缝速度保持0.3mm/s,
厚度偏差小于0.03mm,系统积分系数保持为5不变,
如厚度偏差为0.01mm,辊缝压下速度为0.1mm/s。
在其中一些实施例中,在各所述轧机的当前厚度偏差参考计算值均小于第二预设值时,进行所述动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷的步骤。
当检测到F7轧机出口厚度小于第二预设值如小于0.01mm时,说明轧机厚度控制进入稳定区,可以开始动态调节各轧机负荷。
即当检测到轧机出口厚度ΔhF7REF≤0.01mm,执行以下步骤:
对数值最大的轧机,即相对压下最大的轧机,如果轧机AGC准备继续关闭辊缝,则限制其关闭速度,而打开辊缝不做限制,此时负荷会自动平衡到其它轧机。
对数值最小的轧机,即相对压下最小的轧机,如果轧机AGC准备继续打开辊缝,则限制其打开速度,而关闭辊缝不做限制,此时负荷会自动平衡到其它轧机。
该种方式可较好的平衡各轧机的负荷,进而使得带钢的板型较好,保证带钢的质量。
在其中一些实施例中,在所述动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷的步骤之后还包括:
在所述轧机大于所述轧机后一轧机的实际轧制力和设定轧制力偏差百分比时,对所述轧机后一轧机最终的厚度偏差参考计算值进行补偿,且所述第N个轧机最终的厚度偏差参考计算值不进行补偿。
具体过程包括:
比较ΔFF1,ΔFF2,ΔFF3...到ΔFF6,
如ΔFFi值最大的机架,代表其负荷最大,如果该机架辊缝计算为关闭方向,则保持当前输出不动,防止其负荷进一步加大。
如ΔFFi值最小机架,代表其负荷最小,如果该机架辊缝计算为打开,则保持当前输出不动,防止其负荷进一步减。
末轧机不执行负荷平衡程序。
第二方面,本申请实施例提出了一种热轧带钢的厚度控制方法在热轧带钢中的应用。
为清楚的描述整个技术方案,发明人提供一个较为完整的技术方案。
(1)相关概念和符号定义与前文相同,不再赘述。
(2)每个轧机最大压下速度匹配计算,满足前后轧机秒流量相等,定义F7轧机压下速度为F7_vgap,则各个轧机速度满足一下关系式,i代表F1~F6的某一轧机
定义活套积分系数为IF6lp,取值范围3~20:
则F7_vgap速度应该满足以下等式,Llp为辊缝调节时活套允许最大套量变化,和活套机械布置相关,以某1780热轧厂为例,当活套目标角度为23°时,Llp≤3mm,才能保证AGC调节活套能够有能力补偿,不至于导致活套控制失稳。
(3)AGC变积分控制方法,在计算出各个轧机Fi_vgap的速度后,定义当厚度偏差大于0.03mm时,通过改变积分系数,保证匀速压下,小于0.03mm,积分固定不变。
举例说明,如果厚度偏差0.03mm,积分系数计算为10,辊缝速度为0.3mm/s,
当厚度偏差0.06mm,系统积分系数根据计算调整为5,辊缝速度保持0.3mm/s,
厚度偏差小于0.03mm,系统积分系数保持为5不变,
如厚度偏差为0.01mm,辊缝压下速度为0.1mm/s。
(4)F7轧机AGC控制方法
F7轧机按照smith补偿原理进行控制,
在轧制稳定情况下,F7出口测量厚度和测厚仪100测量厚度变化趋势一致,
则F7轧机监控AGC输出参考值为:
ΔhF7REF=Δhx-ray-ΔhXRAY-
再对该参考值进行积分运算得到该扫描周期F7轧机参考辊缝值增量值:
ΔS7=ΔhF7REF×Δtscan×IF7gap
(5)F6轧机AGC控制方法
F6轧机计算参考值
ΔF6DB的计算方法:
当F7轧机辊缝以最大速度动作时间τF6_7,产生的厚度调节效果为
如果此时
说明在F6轧机出口观察,F7辊缝全力调整的情况下,F6仍有部分调整任务需要完成,为了加快系统调节速度,将调节死区范围设为0,保证F6辊缝全力调整。
ΔF6D=0
否则
当ΔhF6REF≤ΔF6DB,F6AGC转为锁定AGC,维持F6出口厚度不再变化,为F7轧机提供稳定的原料,将当前厚度偏差ΔhF6=ΔhF6lock
维持当前厚度差ΔhF6不变,ΔhF6REF-fina=ΔhF6l-ΔhF6
当ΔhF6REF≥ΔF6DB,ΔhF6REF≤ΔF6D
其逻辑式如下所示:
再对该参考值ΔhF6REF-fina进行积分运算得到该扫描周期F6轧机参考辊缝值增量值:
ΔS6=ΔhF6REF-fina×Δtscan×IF6gap
(6)F5轧机AGC控制方法
ΔF5DB的计算方法:
当F6轧机辊缝以最大速度动作时间τF5_6,产生的厚度调节效果换算到F7轧机出口厚度为
如果此时
说明在F5轧机出口观察,F6辊缝全力调整的情况下,F6仍有部分调整任务需要完成,为了加快系统调节速度,则将调节死区范围设为0,保证F5辊缝全力调整。
ΔF5DB=0
否则
当ΔhF5REF≤ΔF5D,F5AGC转为锁定AGC,维持F5出口厚度不再变化,为F6轧机提供稳定的原料,将当前厚度偏差,ΔhF5loc=ΔhF5,
维持当前厚度差ΔhF5loc不变,ΔhF5REF-final=ΔhF5lock-ΔhF5
ΔhF5REF≥ΔF5DB
其逻辑式如下所示:
再对该参考值ΔhF5REF-final进行积分运算得到该扫描周期F5轧机参考辊缝值增量值:
ΔS5=ΔhF5REF-final×Δtscan×IF5gap
(7)轧机负荷平衡调整的方法
当检测到轧机出口厚度小于0.01mm时,说明轧机厚度控制进入稳定区,可以开始动态调节各轧机负荷
ΔhF7REF≤0.01mm
执行以下步骤
如ΔFFi值最大的机架,代表其负荷最大,如果该机架辊缝计算为关闭方向,则保持当前输出不动,防止其负荷进一步加大。
如ΔFFi值最小机架,代表其负荷最小,如果该机架辊缝计算为打开,则保持当前输出不动,防止其负荷进一步减。
末轧机不执行负荷平衡程序。
该热轧带钢的厚度控制方法实际上的步骤包括:
获取N个轧机中各轧机最大压下速率、机架变形抗力、带钢变形抗力、计算厚度偏差、轧机出口厚度反馈、带钢速度、轧机出口测厚仪和第N机架距离等参数。
当计算发现第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量大于对应的计算厚度偏差调节任务时,即第N个轧机在第一运行时长内将厚度调整到目标值,并将第N-1机架的当前厚度设为目标厚度,第N-1个轧机之前的轧机被配置为保持钢带厚度不变的第一状态。
当系统计算发现第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量小于对应的厚度偏差调节任务时,且第N-1个轧机根据第N架轧机在第一运行时长内调整的剩余量做为新的厚度调整偏差。
在轧机厚度偏差小于某一目标值时,如0.02mm,动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷。上述热轧带钢的厚度控制方法,减少调节过程带钢厚度震荡和超调现象,带钢版型好,厚度均一,从而保证带钢的质量。
该热轧带钢的厚度控制方法具有以下优点:
1、在轧机测厚系统测出厚度后,整体考虑带钢厚度在各个机架的分布,再由末机架往前机架逐个压下分配,最快速将厚度控制到目标值。
2、在调节过程中保持各机架等比率压下,最大限度减少带钢板型问题。
3、采用动态积分调整算法,克服常规PI调节器的缺点,在大偏差时调整过猛,小偏差时调整过慢的问题。
4、每次轧制参数均公式实时计算得出,适用所有钢种和厚度,定义末机架的调整速度后,其余机架参数自动算出。
上述热轧带钢的厚度控制方法应用于轧制1280mm宽度2.5mm厚度的热轧带钢Q21C,采用赛默飞世尔测厚仪RM-312对热轧带钢Q21C的厚度进行测量,测量结果如图4所示。在图4中,可看到带钢厚度控制效果良好,全长厚度偏差97%小于20um以内。可见上述热轧带钢的厚度控制方法,调节过程带钢厚度不容易出现震荡和超调现象,厚度均一,从而保证带钢的质量。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件,尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (6)
1.一种热轧带钢的厚度控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取N个轧机中各轧机最大压下速率,且各所述轧机的秒流量相等,所述N为正整数,且N≥2;
在第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量大于对应的厚度偏差调节任务时,所述第N个轧机根据相应扫描周期、自身的积分控制系数以及对应带钢的当前厚度偏差参考计算值获得的辊缝调节量进行调节;且第N个轧机之前的轧机被配置为保持钢带厚度不变的第一状态;其中,所述第N个轧机为所述N个轧机中距离测厚仪最近的轧机,所述第一运行时长为钢带离开所述第N个轧机进入测厚仪的时长;
动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷;
获取所述第N个轧机在第一运行时间段内的最大厚度调节量的步骤包括:根据所述第N个轧机的最大压下速率、第一运行时长以及第N个轧机自身的刚度系数及变形抗力,获取所述最大厚度调节量;
获取所述第N个轧机的厚度偏差参考计算值的步骤包括:根据测厚仪对钢带厚度的实时测量数据以及带钢在测厚仪与第N个轧机出口之间的当前头尾厚度差,获得所述第N个轧机的厚度偏差参考计算值;
获取对应的厚度偏差调节任务的步骤包括:根据对应轧机的厚度偏差参考计算值、带钢在所述对应轧机的出口与所述对应轧机后一轧机的入口之间的当前头尾厚度差以及所述对应轧机后一轧机至第N个轧机的全部刚度系数及变形抗力,获取所述对应轧机的厚度偏差参考计算值,其中所述第一运行时长为钢带离开所述对应轧机的出口进入所述对应轧机后一轧机的入口的时长。
2.根据权利要求1所述的热轧带钢的厚度控制方法,其特征在于,在第N个轧机在第一运行时长内的最大厚度调节量小于对应的厚度偏差调节任务时,包括以下步骤:
将第N个轧机之前的轧机由近及远依序根据扫描周期、自身的积分控制系数以及对应带钢的当前厚度偏差参考计算值获得的辊缝调节量进行调节,直至相应的轧机在相应第一运行时长内的最大厚度调节量小于对应的厚度偏差调节任务;且将所述相应的轧机之前的轧机被配置为保持钢带厚度不变的第一状态。
3.根据权利要求1所述的热轧带钢的厚度控制方法,其特征在于,当各轧机的对应带钢的当前厚度偏差参考计算值大于第一预设值时,所述轧机对应的积分控制系数与对应的当前厚度偏差参考计算值线性负相关,以使所述轧机的压下速率稳定。
4.根据权利要求3所述的热轧带钢的厚度控制方法,其特征在于,当各轧机的对应带钢的当前厚度偏差参考计算值小于第一预设值时,所述轧机对应的积分控制系数不变。
5.根据权利要求1所述的热轧带钢的厚度控制方法,其特征在于,在各所述轧机的当前厚度偏差参考计算值均小于第二预设值时,进行所述动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷的步骤。
6.根据权利要求1所述的热轧带钢的厚度控制方法,其特征在于,在所述动态调整所述N个轧机的压下速率,平衡各轧机的负荷的步骤之后还包括:
在所述轧机大于所述轧机后一轧机的实际轧制力和设定轧制力偏差百分比时,对所述轧机后一轧机最终的厚度偏差参考计算值进行补偿,且所述第N个轧机最终的厚度偏差参考计算值不进行补偿。
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