CN113664049B - 一种防止热连轧机粗轧立辊测压时带钢侧翻的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止热连轧机粗轧立辊测压时带钢侧翻的控制方法，包括以下步骤：1)建立第一轧制力判断模型，当立辊咬住带钢后，采集立辊的轧制力数据，若判断轧制力存在偏差，则进入步骤2)；2)建立防止带钢侧翻控制模型，用以打开立辊辊缝，以修正立辊的轧制力；3)建立第二轧制力判断模型，采集经过步骤2)修正的立辊轧制力数据，若判断轧制力存在偏差，则重复步骤1)至步骤3)；若判断轧制力正常，则正常轧制工作；4)启动宽度控制模型再计算，重新进行立辊的负荷再分配。本发明根据轧制力的变化，判断带钢尾部是否在立辊侧压过程中有侧翻的趋势，并立刻对立辊辊缝进行控制，从而防止带钢侧翻所导致的粗轧带钢尾部宽度严重超宽。

Description

一种防止热连轧机粗轧立辊测压时带钢侧翻的控制方法

技术领域

本发明涉及热轧生产过程控制技术，更具体地说，涉及一种防止热连轧机粗轧立辊测压时带钢侧翻的控制方法。

背景技术

如图1所示，粗轧机一般由大侧压机3、立辊11(E1)、水平辊41(R1)、立辊12(E2)、水平辊42(R2)组成。热轧带钢2的宽度控制主要由大侧压机3和立辊11、12完成。

如图2所示，热轧带钢宽度控制在立辊处的测压一般有三个阶段：头部短行阶段21、中间常规侧压阶段22、尾部短行阶段23。某些品种只有常规侧压阶段。头尾短行程是为了防止带钢头尾出现太大的宽度超差而设计的，控制的长度是一个定长，通常在1米左右，辊缝打开或关闭通常在10mm左右。

热轧带钢宽度是热轧带钢产品的一项重要质量指标。

一般情况下，用户要求热轧带钢的宽度公差范围为0～20mm，带钢宽度偏差(包括单点及全长)小于0mm或大于20mm，否则会被视为不合格产品。

另外，一些带钢产线的带钢宽度要求精度按照0～12.5mm进行控制，即一般宽度控制在0～12.5mm之间，由此，使得带钢宽度的控制难度相对增加。

热轧带钢在大侧压机3处侧压后，需要采用立辊11、12在带钢宽度方向上进行精确侧压，确保带钢宽度在R1、R2水平轧机轧制时产生宽展后还能达到目标宽度精度。目前采用的立辊11、12主要有三种，即如图3a所示的平辊、如图3b所示的孔型辊和如图3c所示的锥形辊。其中，平辊的两辊工作面为平行的，这样的辊面形状不适合轧制大侧压量的带钢，轧制过程中往往产生带钢侧翻现象，造成带钢尾部严重超宽。孔型辊的工作面上、下均有凸台，该类轧辊解决了有利于轧制稳定，但只有在板坯厚度与孔型高度相匹配时才有效果，不适合生产不同厚度规格的钢坯，此时孔型辊容易在带钢表面产生划伤。锥形辊辊身上部为圆锥形，下部为凸台，轧制时由于锥度的存在会给钢坯向下的分力从而使钢坯压在凸台上，能够实现稳定轧制，但容易造成钢坯下表面的划伤。此外，在使用小锥度立辊进行测压的过程中，有时会形成梯形断面，梯形断面的上边在经过水平轧机轧制后，形成了留在带钢上表面的黑条状缺陷。在实际生产过程中，这三种立辊辊形都无法解决粗轧立辊侧压时带钢侧翻的问题。

热轧带钢侧翻一般发生在E1处，带钢在E1处侧翻后，即使有E2立辊的侧压，宽度也会超差50～100mm之间。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种防止热连轧机粗轧立辊测压时带钢侧翻的控制方法，在现有粗轧立辊侧压控制方式的基础上，根据轧制力的变化，判断带钢尾部是否在立辊侧压过程中有侧翻的趋势，并立刻对立辊辊缝进行控制，从而防止带钢侧翻所导致的粗轧带钢尾部宽度严重超宽。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防止热连轧机粗轧立辊测压时带钢侧翻的控制方法，包括以下步骤：

1)建立第一轧制力判断模型，当立辊咬住带钢后，采集立辊的轧制力数据并输入第一轧制力判断模型，若第一轧制力判断模型判断轧制力存在偏差，则进入防止带钢侧翻控制阶段；

2)建立防止带钢侧翻控制模型，用以防止带钢侧翻，通过防止带钢侧翻控制模型打开立辊辊缝，以修正立辊的轧制力；

3)建立第二轧制力判断模型，采集经过防止带钢侧翻控制模型修正的立辊轧制力数据并输入第二轧制力判断模型，若第二轧制力判断模型判断轧制力存在偏差，则重复步骤1)至步骤3)；若第二轧制力判断模型判断轧制力正常，则进行立辊的正常轧制工作；

4)启动宽度控制模型再计算，重新进行立辊的负荷再分配。

所述步骤1)中，第一轧制力判断模型判断轧制力是否存在偏差包括以下步骤：

1.1)判断带钢头部是否有宽度短行程控制，若有，则在立辊咬住带钢后等待短行程结束，延迟一定时间后，采集10个轧制力数据并取其平均值Fd＝(F1+F2+F3+……+F10)/10，作为轧制力判断的基准值；若无，则在立辊咬住带钢后，延迟一定时间后，采集10个轧制力数据并取其平均值Fd＝(F1+F2+F3+……+F10)/10，作为轧制力判断的基准值；

F1+F2+F3+……+F10表示各机架上的轧制力；

1.2)轧制力判断的基准值收集完成后，在正常侧压阶段，实时轧制力F与平均值Fd的比值F/Fd＜X1(X1、X2、Y是不同阶段的实时轧制力F与平均值Fd的比值，正常情况下，X1这个比值是在0.8-1.2之间)，但如果小于0.8，则轧制力存在偏差；在带钢尾部短行程阶段，若无短行程或短行程未开始，实时轧制力F与平均值Fd的比值F/Fd＜X1，则轧制力存在偏差，若短行程控制已开始，实时轧制力F与平均值Fd的比值F/Fd＜X2(正常情况下，X2这个比值是在(0.8-1.2)×X1之间)，但如果小于0.8×X1，则轧制力存在偏差。

所述步骤2)中，防止带钢侧翻控制模型打开立辊辊缝包括：

每个扫描周期内立辊辊缝打开的控制模型：

公式中，下标i为一个计数值，当防止带钢侧翻控制开始时，i从1开始计数，每经过一个扫描周期则自加1；

△S_i为叠加到立辊辊缝给定上的量，初始值为15mm；

Fd为步骤1.1)中计算出来的轧制力判断基准值；

F为当前轧制力的反馈值。

所述防止带钢侧翻控制模型的扫描周期为0.05s，在每个扫描周期内，立辊辊缝打开△Smm。

所述步骤3)中，第二轧制力判断模型判断轧制力是否存在偏差包括：

当采集的轧制力F与平均值Fd的比值F/Fd＞Y时(防止带钢侧翻控制模型启动后，由于立辊辊缝打开，采集的当前轧制力F会比防止带钢侧翻控制模型启动前的F要小一些)，Y这个比值只要大于0.5，则判断带钢侧翻趋势消失，立辊进入正常轧制状态，否则认为仍处于带钢侧翻状态。

所述轧制力F＝0时，或水平轧机已抛钢，则自动终止防止带钢侧翻控制模型。

所述步骤4)中，启动宽度控制模型再计算，重新进行立辊的负荷再分配包括：

当N块带钢在E1处启动了防止带钢侧翻控制模型，由带钢宽度控制模型启动E2处立辊负荷再分配，均分E2处增加的负荷；

当N块带钢在E1处启动了防止带钢侧翻控制模型，则N+1块带钢由带钢宽度控制模型启动大侧压和立辊负荷再分配，减小发生带钢侧翻趋势的E1处立辊负荷,依据大侧压和E2处立辊的轧制力反馈值增大其负荷。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种防止热连轧机粗轧立辊测压时带钢侧翻的控制方法，由于本发明具有轧制力判断模型和防止带钢侧翻控制模型，轧制力判断模型对采集的立辊的轧制力数据进行判断，存在轧制力偏差情况时，启动防止带钢侧翻控制模型进行控制，快速打开正在轧制的立辊辊缝，以修正偏移的轧制力，并对后续轧制带钢进行大侧压机和立辊负荷再分配。本发明为全自动控制，由于本发明通过快速打开立辊辊缝防止带钢侧翻，所以并不涉及系统部件的磨损，这样防止带钢侧翻的效果非常好，并且相关的损耗也很少，降低了维修成本。

附图说明

图1是现有粗轧机的结构示意图；

图2是现有粗轧机立辊侧压过程的3个阶段示意图；

图3a是现有粗轧机平辊的示意图；

图3b是现有粗轧机孔型辊的示意图；

图3c是现有粗轧机锥形辊的示意图；

图4是本发明控制方法实施例的流程示意图；

图5是本发明控制方法实施例应用时的轧制力变化与立辊辊缝变化调节对应曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图4和图5所示，本发明所提供的一种防止热连轧机粗轧立辊测压时带钢侧翻的控制方法，在本实施例中，参数X1＝0.8，X2＝0.8×X1＝0.64，Y＝0.6；

下表一是热轧带钢的规格和钢种，宽度控制模型分配的各机架的负荷：

粗轧是多道次可逆轧制方式，因此表一中E1-1表示E1的第一道次，E1-3表示E1的第三道次，E2-1表示E2的第一道次，E2-3表示E2的第三道次，偶道次没有立辊侧压，因此没有负荷分配。

请结合图5所示，1号带钢有头部短行程控制，因此第一轧制力判断模型在立辊E1-1咬入后延迟了1秒开始采集轧制力数据，取得的Fd为2500KN，后续启动第二轧制力判断模型，到带钢尾部在短行程还没启动时轧制力F开始下降，很快轧制力降低到了2000KN以下，F/Fd＜0.8，启动了防止带钢侧翻控制模型。E1-1立刻打开了15mm，后续按照0.05s一个扫描周期根据模型△S_i+1＝(|Fd–F|/Fd)×△S_i进行了辊缝打开，在两个周期后，轧制力稳定在了1500KN以上，F/Fd＞0.6，中断防止带钢侧翻控制模型，立辊进入正常轧制状态。

下表二是防止带钢侧翻模型启动后，启动宽度控制模型再计算，重新进行的大侧压机和立辊负荷分配：

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种防止热连轧机粗轧立辊侧压时带钢侧翻的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立第一轧制力判断模型，当立辊咬住带钢后，采集立辊的轧制力数据并输入第一轧制力判断模型，若第一轧制力判断模型判断轧制力存在偏差，则进入防止带钢侧翻控制阶段；

2)建立防止带钢侧翻控制模型，用以防止带钢侧翻，通过防止带钢侧翻控制模型打开立辊辊缝，以修正立辊的轧制力；

3)建立第二轧制力判断模型，采集经过防止带钢侧翻控制模型修正的立辊轧制力数据并输入第二轧制力判断模型，若第二轧制力判断模型判断轧制力存在偏差，则重复步骤1)至步骤3)；若第二轧制力判断模型判断轧制力正常，则进行立辊的正常轧制工作；

4)启动宽度控制模型再计算，重新进行立辊的负荷再分配，

其中：所述步骤1)中，第一轧制力判断模型判断轧制力是否存在偏差包括以下步骤：

1.1)判断带钢头部是否有宽度短行程控制，若有，则在立辊咬住带钢后等待短行程结束，延迟一定时间后，采集10个轧制力数据并取其平均值Fd＝(F1+F2+F3+……+F10)/10，作为轧制力判断的基准值；若无，则在立辊咬住带钢后，延迟一定时间后，采集10个轧制力数据并取其平均值Fd＝(F1+F2+F3+……+F10)/10，作为轧制力判断的基准值；

F1+F2+F3+……+F10表示各机架上的轧制力；

1.2)轧制力判断的基准值收集完成后，在正常侧压阶段，实时轧制力F与平均值Fd的比值F/Fd＜X1，则轧制力存在偏差；在带钢尾部短行程阶段，若无短行程或短行程未开始，实时轧制力F与平均值Fd的比值F/Fd＜X1，则轧制力存在偏差，若短行程控制已开始，实时轧制力F与平均值Fd的比值F/Fd＜X2，则轧制力存在偏差，

X1和X2是对应该阶段的实时轧制力F与平均值Fd的比值，其中，X1在0.8～1.2之间，X2在(0.8～1.2)×X1之间，

其中：所述步骤2)中，防止带钢侧翻控制模型打开立辊辊缝包括：

每个扫描周期内立辊辊缝打开的控制模型：

公式中，下标i为一个计数值，当防止带钢侧翻控制开始时，i从1开始计数，每经过一个扫描周期则自加1；

△S_i为叠加到立辊辊缝给定上的量，初始值为15mm；

Fd为步骤1.1)中计算出来的轧制力判断基准值；

F为当前轧制力的反馈值，

其中：所述步骤3)中，第二轧制力判断模型判断轧制力是否存在偏差包括：

当采集的轧制力F与平均值Fd的比值F/Fd＞Y时，则判断带钢侧翻趋势消失，立辊进入正常轧制状态，否则认为仍处于带钢侧翻状态，

Y是对应该阶段的实时轧制力F与平均值Fd的比值，Y取值为0.5，

其中：所述步骤4)中，启动宽度控制模型再计算，重新进行立辊的负荷再分配包括：

当N块带钢在E1处启动了防止带钢侧翻控制模型，由带钢宽度控制模型启动E2处立辊负荷再分配，均分E2处增加的负荷；

当N块带钢在E1处启动了防止带钢侧翻控制模型，则N+1块带钢由带钢宽度控制模型启动大侧压和立辊负荷再分配，减小发生带钢侧翻趋势的E1处立辊负荷,依据大侧压和E2处立辊的轧制力反馈值增大其负荷。

2.如权利要求1所述的防止热连轧机粗轧立辊侧压时带钢侧翻的控制方法，其特征在于：所述防止带钢侧翻控制模型的扫描周期为0.05s，在每个扫描周期内，立辊辊缝打开△Smm。

3.如权利要求1所述的防止热连轧机粗轧立辊侧压时带钢侧翻的控制方法，其特征在于：所述轧制力F＝0时，或水平轧机已抛钢，则自动终止防止带钢侧翻控制模型。

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