CN113522979B - 一种热轧薄材边部板形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧薄材边部板形控制方法，包括：通过卷取机侧导板功能精度及侧导板静摩擦力控制以及侧导板控制方式动态反馈调整予以实现。本发明提供的控制方法，通过卷取机侧导板功能精度控制，减少侧导板位置控制偏差，防止生产过程中位置偏差引发的薄材边部过度挤压变形，改善热轧薄材边部板形质量。通过卷取机侧导板静摩擦力测量及改善，减轻侧导板静摩擦力对实际压力反馈的影响，避免带钢实际边部压力偏大，改善热轧薄材边板形质量。通过卷取侧导板压力控制侧及位置控制侧动态反馈调整控制，实现较低压力下的侧导板闭环控制，消除因侧导板挤压过大而产生的边浪、荷叶边、边损等热轧薄材边部缺陷。

Description

一种热轧薄材边部板形控制方法

技术领域

本发明涉及一种热轧钢材生产控制方法，具体涉及一种热轧薄材边部板形控制方法，属于热轧轧制技术领域。

背景技术

近年来，随着热轧薄材(厚度≤6mm)使用范围及条件不断拓展，使用量逐年提升，市场端对热轧薄材板形质量的要求也不断提高。但与厚规格热轧材相比，热轧薄材因轧制温度高、变形抗力小、轧制速度快等特点，在生产过程中受侧导板挤压产生边部边浪、荷叶边、边损等边部板形缺陷的发生率非常大，且因为生产过程中无法有效监测，易形成批量缺陷品，给市场用户后续生产造成较大影响。

热轧薄材带钢的边部板形控制依赖于良好的卷取工艺控制及设备功能精度，特别是在轧制及冷却板形波动不良时，需要通过卷取设备采取针对性的功能精度优化提升予以改善控制。现有控制技术存在一定的不足，主要体现在以下几个方面：

1.卷取侧导板位置精度偏差大。目前卷取侧导板实际开度偏差≤15mm，对中偏差≤5mm，实际生产过程中侧导板实际位置精度偏差大会造成侧导板实际位置不准确进而引发薄材边部过度挤压变形。尤其在位置控制方式一侧的侧导板，其最大保持压力超过70KN，远远超过热轧薄材边部变形强度，在侧导板与带钢变化挤压过程中会造成钢带边部变形、破损。

2.侧导板压力控制精度偏大。实际生产中发现，卷取侧导板实测静摩擦力达到7KN以上，而通常侧导板对热轧薄材的压力控制设定值≤5KN，显然侧导板压力控制所依据的实际反馈压力小于静摩擦力，侧导板压力反馈控制设定失效。侧导板实际作用在带钢边部的压力偏大，容易造成热轧薄材边部受力过大形成边浪、荷叶边及边损等缺陷。

3.侧导板压力控制侧及位置控制侧选择不合理。生产过程中，卷取侧导板通常采用一侧压力控制环控制，一侧位置环控制。操作人员通常根据上一卷钢的卷形情况，预设定侧导板压力控制方式及位置控制方式。这存在两方面的问题：一是人工误判度以及选择延迟问题；二是在下一卷钢来料头部镰刀弯方向发生较大变化时，预设得侧导板压力控制方式及位置控制方式选择不合理。例如卷取入口钢带头部镰刀弯偏向工作侧，而卷取预设定的压力控制方式为传动侧，位置控制侧为工作侧，造成卷取机与轧机建张后带钢边部受到的卷取工作侧侧导板(位置控制方式)过大的挤压压力，从而形成边部缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧薄材边部板形控制方法，用于消除热轧薄材(厚度≤6mm)边部浪形、荷叶边、边损等边部板形质量问题。

本发明是这样实现的：

一种热轧薄材边部板形控制方法，包括：通过卷取机侧导板功能精度及侧导板静摩擦力控制以及侧导板控制方式动态反馈调整予以实现。

更进一步的方案是：

所述卷取机侧导板功能精度控制是通过侧导板开度及对中精度定期测量予以控制，保证板开度偏差≤10mm，对中偏差≤3mm，保证侧导板单侧磨损量≤10mm。

更进一步的方案是：

所述定期测量是以每月一次的频率定期测量。

更进一步的方案是：

所述侧导板开度偏差≤10mm，是控制侧导板实测开度A与侧导板设定目标值偏差≤10mm，即|A-侧导板开度设定值|≤10mm。

更进一步的方案是：

所述对中偏差≤3mm，是控制侧导板对中开度偏差≤3mm。

更进一步的方案是：

对在机侧导板磨损量予以控制，保证侧导板单侧磨损量h≤10mm。

更进一步的方案是：

侧导板静摩擦力控制是用于实现卷取机侧导板压力控制精度。

所述的侧导板静摩擦力控制是控制侧导板静摩擦力≤3KN。

更进一步的方案是：

所述的侧导板静摩擦力是通过如下方式测量的：

在卷取机无钢带无钢的情况下，逐步增大侧导板伺服阀的开度，直到所述侧导板移动；保持侧导板伺服阀的开度不变，驱动所述侧导板匀速向内的移动；获取所述侧导板驱动油缸无杆腔的压力；其中，所述侧导板驱动油缸无杆腔的压力即为所述侧导板的静摩擦力。

更进一步的方案是：

在钢卷咬入卷取机后，根据卷取侧导板实际压力的变化情况，动态调整侧导板压力控制侧及位置控制侧选择方式，避免单侧侧导板实际压力过大，减少侧导板对薄规格钢卷边部的过度挤压造成的浪形、荷叶边、边损等边部板形缺陷。

在卷取机一级控制系统中已完成侧导板压力控制方式及位置控制方式设定的基础上，在卷取机卷筒与精轧F7轧机完成建张后，同时满足下列条件时，触发卷取机一级控制系统中侧导板压力控制方式及位置控制方式的重新设定程序：

①卷取机一级控制系统中已完成预设定的侧导板位置控制方式一侧的侧导板实际压力＞侧导板压力控制方式一侧预设定计算压力的1.5倍；

②条件①保持1s以上；

③上述条件发生在卷筒咬钢后20米后。

更进一步的方案是：

触发卷取机一级控制系统中重新设定程序，造成两侧侧导板控制方式发生改变，改变后的侧导板控制方式为：

①原“压力控制方式”的侧导板控制方式转变为“位置控制方式”，设定位置为上述条件触发时原压力控制方式一侧侧导板的实际位置；

②原“位置控制方式”的侧导板控制方式转变为“压力控制方式”，设定压力为“原压力控制方式侧预设定计算压力”；

③每卷钢完成卷钢后，程序还原至初始状态，下一卷钢符合上述条件后，重新完善上述过程。

本发明提供的一种热轧薄材边部板形控制方法，具有如下有益效果：

1)通过卷取机侧导板功能精度控制，减少侧导板位置控制偏差，防止生产过程中位置偏差引发的薄材边部过度挤压变形，改善热轧薄材边部板形质量。

2)通过卷取机侧导板静摩擦力测量及改善，减轻侧导板静摩擦力对实际压力反馈的影响，减少带钢实际边部压力偏大，改善热轧薄材边板形质量。

3)通过增加卷取侧导板压力控制侧及位置控制侧选择动态控制，实现在“卷取机一级控制系统中已完成预设定的侧导板位置控制方式一侧的侧导板实际压力＞侧导板压力控制方式一侧预设定计算压力的1.5倍”条件下，侧导板压力控制方式与位置控制方式进行变换，将“原位置控制方式”改变为“压力控制方式”，实现较低压力下的动态闭环控制，消除因侧板压力过大而挤压产生边部边浪、荷叶边、边损等边部缺陷。

附图说明

图1为卷取机侧导板精度控制示意图；

图2为侧导板磨损深度控制示意图；

图3为侧导板静摩擦力试验示意图；

图4为侧导板动态换边功能示意图；

图5为卷取侧导板动态调整程序示意图。

其中，1为传动侧侧导板，2为工作侧侧导板，3为夹送辊，4是传动侧压力传感器，5为工作侧压力传感器，6为由位置控制方式侧实际压力信号转换的电信号，7为传动侧导板控制方式转变信号，8为工作侧导板控制方式转变信号，9为一级控制系统。

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的说明。

一种热轧薄材边部板形控制方法，包括：通过卷取机侧导板功能精度及侧导板静摩擦力控制以及侧导板控制方式动态反馈调整予以实现。

所述卷取机侧导板功能精度控制是通过侧导板开度及对中精度以每月一次周期测量予以控制。如附图1所示，保证板开度偏差≤10mm，对中偏差≤3mm，保证侧导板单侧磨损量≤10mm。

具体为：

①侧导板开度偏差≤10mm，是控制侧导板实测开度与侧导板设定目标值偏差≤10mm，其中，侧导板实际开度为A，要求|A-侧导板开度设定值|≤10mm；

②对中偏差≤3mm，是控制侧导板对中开度偏差≤3mm，其中，传动侧侧导板1的实测开度为B，工作侧侧导板2的实测开度为C，即|B-C|≤3mm；

③对在机侧导板磨损量予以控制，如附图2所示，保证侧导板单侧磨损量h≤10mm。

侧导板静摩擦力控制是用于实现卷取机侧导板压力控制精度。

具体的侧导板静摩擦力控制是控制侧导板静摩擦力≤3KN。

具体的，如附图3静摩擦力实测值所示，确保证侧导板静摩擦力≤3KN。每月至少对侧导板进行一次静摩擦力试验，即：

在卷取机无钢带无钢的情况下，逐步增大侧导板伺服阀的开度，直到所述侧导板移动；保持侧导板伺服阀的开度不变，驱动所述侧导板匀速向内的移动；获取所述侧导板驱动油缸无杆腔的压力；其中，所述侧导板驱动油缸无杆腔的压力即为所述侧导板的静摩擦力。

在钢卷咬入卷取机后，根据卷取侧导板实际压力的变化情况，动态调整侧导板压力控制侧及位置控制侧选择方式，避免单侧侧导板实际压力过大，减少侧导板对薄规格钢卷边部的过度挤压造成的浪形、荷叶边、边损等边部板形缺陷。

如附图4所示，在卷取机一级控制系统中已完成侧导板压力控制方式及位置控制方式设定的基础上，在卷取机卷筒与精轧F7轧机完成建张后，同时满足下列条件时，触发卷取机一级控制系统中侧导板压力控制方式及位置控制方式的重新设定程序：

①卷取机一级控制系统中已完成预设定的侧导板位置控制方式一侧的侧导板实际压力＞侧导板压力控制方式一侧预设定计算压力的1.5倍；

②条件①保持1s以上；

③上述条件发生在卷筒咬钢后20米后。

更进一步的方案是：

上述条件触发卷取机一级控制系统中重新设定程序，造成两侧侧导板控制方式发生改变。改变后的侧导板控制方式为：

①原“压力控制方式”的侧导板控制方式转变为“位置控制方式”，设定位置为上述条件触发时原压力控制方式一侧侧导板的实际位置；

②原“位置控制方式”的侧导板控制方式转变为“压力控制方式”，设定压力为“原压力控制方式侧预设定计算压力”；

③每卷钢完成卷钢后，程序还原至初始状态，下一卷钢符合上述条件后，重新完善上述过程。

具体程序控制图，如附图5所示。

通过增加卷取侧导板压力控制侧及位置控制侧选择动态控制，实现在“卷取机一级控制系统中已完成预设定的侧导板位置控制方式一侧的侧导板实际压力＞侧导板压力控制方式一侧预设定计算压力的1.5倍”条件下，侧导板压力控制侧及位置控制侧进行交换，将“原位置控制方式”改变为“压力控制方式”，实现较低压力下的动态闭环控制，消除因侧导板压力过大而挤压产生边部边浪、荷叶边、边损等边部缺陷。

对照附图作进一步的说明，在附图4中，侧导板两侧的压力传感器分别为传动侧压力传感器4和工作侧压力传感器5，分别安装在传动侧及工作侧侧导板液压缸进油管道上，接受油管压力信号并转换为电信号，即由位置控制方式侧实际压力信号转换的电信号6，电信号进一步传输给一级控制系统9。

压力电信号在一级控制系统中通过重新设定程序进行条件判断及重新设定(即图5，卷取侧导板动态调整程序)，并将重新设定的侧导板位置、压力参数分别通过传动侧导板控制方式转变信号7、工作侧导板控制方式转变信号8下发给两侧侧导板控制器,完成两侧侧导板压力、位置及控制方式的重新设定。

对比例1：

某550万t/年产能热连轧生产线1#卷取机机组

1)1#卷取机侧导板开度及对中精度测量无周期要求，测量精度要求为侧导板开度偏差≤15mm，对中偏差≤5mm，无在机侧导板磨损量控制要求。

2)1#卷取机无定期静摩擦力测试，侧导板静摩擦力对侧导板实际夹钢压力的影响效果不确定，存在侧导板实际夹钢压力过大或过小，但侧导板压力反馈正常而无法进行动态调整的问题。

3)卷取机侧导板压力控制侧及位置控制侧的选择方式是由生产操作人员通过HMI画面上的控制选择按钮进行选择的，人为判断误差较大，且不能实现动态实时反馈控制，容易导致单侧侧导板对钢卷边部的实际挤压力过大而产生边部边浪、荷叶边、边损等边部缺陷。

4)1#卷取机薄材(厚度≤6mm)边部缺陷(边浪、荷叶边及边损)成品封锁率达到8％，部分钢卷边部缺陷严重改判降级，造成原品种成材率仅为93.2％，市场用户抱怨较多。

实施例1

某550万t/年产能热连轧生产线1#卷取机机组

1)对1#卷取机侧导板开度及对中精度周期测量予以严格控制。保证侧导板开度偏差≤10mm，对中偏差≤3mm。对在机侧导板磨损量予以控制，保证侧导板单侧磨损量≤10mm。

2)1#卷取机每月至少对侧导板进行一次静摩擦力试验，确保证侧导板静摩擦力≤3KN，若发现静摩擦力超标，则立即进行设备整改予以改善。

3)通过增加1#卷取及侧导板压力控制侧及位置控制侧选择动态控制，实现在“卷取机一级控制系统中已完成预设定的侧导板位置控制方式一侧的侧导板实际压力＞侧导板压力控制方式一侧预设定计算压力的1.5倍”条件下，侧导板压力控制侧及位置控制侧进行交换，将“原位置控制方式”改变为“压力控制方式”，实现较低压力下的动态闭环控制，消除因侧导板压力过大而挤压产生边部边浪、荷叶边、边损等边部缺陷。

4)1#卷取机薄材(厚度≤6mm)边部缺陷(边浪、荷叶边及边损)成品封锁率下降到2.6％，原品种成材率提高到94.1％，市场用户抱怨大幅减少。

实施例2

某500万t/年产能热连轧生产线2#卷取机机组

1)对2#卷取机侧导板开度及对中精度周期测量予以严格控制。保证侧导板开度偏差≤10mm，对中偏差≤3mm。对在机侧导板磨损量予以控制，保证侧导板单侧磨损量≤10mm。

2)2#卷取机每月至少对侧导板进行一次静摩擦力试验，确保证侧导板静摩擦力≤3KN，若发现静摩擦力超标，则立即进行设备整改予以改善。

3)通过增加2#卷取及侧导板压力控制侧及位置控制侧选择动态控制，实现在“卷取机一级控制系统中已完成预设定的侧导板位置控制方式一侧的侧导板实际压力＞侧导板压力控制方式一侧预设定计算压力的1.5倍”条件下，侧导板压力控制侧及位置控制侧进行交换，将“原位置控制方式”改变为“压力控制方式”，实现较低压力下的动态闭环控制，消除因侧导板压力过大而挤压产生边部边浪、荷叶边、边损等边部缺陷。

4)1#卷取机薄材(厚度≤6mm)边部缺陷(边浪、荷叶边及边损)成品封锁率下降到2.6％，原品种成材率提高到94.1％，市场用户抱怨大幅减少。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (6)

1.一种热轧薄材边部板形控制方法，其特征在于包括：通过卷取机侧导板功能精度及侧导板静摩擦力控制以及侧导板控制方式动态反馈调整予以实现；

所述的侧导板静摩擦力控制是控制侧导板静摩擦力≤3KN；

所述的侧导板静摩擦力是通过如下方式测量的：

在卷取机无钢带的情况下，逐步增大侧导板伺服阀的开度，直到所述侧导板移动；保持侧导板伺服阀的开度不变，驱动所述侧导板匀速向内的移动；获取所述侧导板驱动油缸无杆腔的压力；其中，所述侧导板驱动油缸无杆腔的压力即为所述侧导板的静摩擦力；

在卷取机一级控制系统中已完成侧导板压力控制方式及位置控制方式设定的基础上，在卷取机卷筒与精轧F7轧机完成建张后，同时满足下列条件时，触发卷取机一级控制系统中侧导板压力控制方式及位置控制方式的重新设定程序：

①卷取机一级控制系统中已完成预设定的侧导板位置控制方式一侧的侧导板实际压力＞侧导板压力控制方式一侧预设定计算压力的1.5倍；

②条件①保持1s以上；

③上述条件发生在卷筒咬钢后20米后。

2.根据权利要求1所述热轧薄材边部板形控制方法，其特征在于：

所述卷取机侧导板功能精度控制是通过侧导板开度及对中精度定期测量予以控制，保证板开度偏差≤10mm，对中偏差≤3mm，保证侧导板单侧磨损量≤10mm。

3.根据权利要求2所述热轧薄材边部板形控制方法，其特征在于：

所述定期测量是以每月一次的频率定期测量。

4.根据权利要求2或3所述热轧薄材边部板形控制方法，其特征在于：

所述侧导板开度偏差≤10mm，是控制侧导板实测开度A与侧导板设定目标值偏差≤10mm，即|A-侧导板开度设定值|≤10mm。

5.根据权利要求2或3所述热轧薄材边部板形控制方法，其特征在于：

所述对中偏差≤3mm，是控制侧导板对中开度偏差≤3mm。

6.根据权利要求1所述热轧薄材边部板形控制方法，其特征在于：

触发卷取机一级控制系统中重新设定程序，造成两侧侧导板控制方式发生改变，改变后的侧导板控制方式为：

①原“压力控制方式”的侧导板控制方式转变为“位置控制方式”，设定位置为上述条件触发时原压力控制方式一侧侧导板的实际位置；

②原“位置控制方式”的侧导板控制方式转变为“压力控制方式”，设定压力为“原压力控制方式侧预设定计算压力”；

③每卷钢完成卷钢后，程序还原至初始状态，下一卷钢符合上述条件后，重新完善上述过程。

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