CN114042760B - 一种通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，适用于采用窜辊策略进行带钢轧制的轧机，所述方法包括：获取精轧出口楔形实测值；根据获取的楔形实测值，计算得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值；在执行窜辊动作时，在各机架下工作辊所设定的窜辊值上分别叠加对应的窜辊补偿值，以使得各机架上下工作辊的窜辊量不相等，从而使得工作辊左右两侧的辊缝存在高度差；其中，所述高度差与带钢截面两侧厚度差值等值反向。本发明的通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法通过将出口楔形的调控量分配到各个机架，在不影响轧制稳定性的情况下，改善带钢断面楔形缺陷。

Description

一种通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法

技术领域

本发明涉及钢铁热连轧带钢截面楔形控制技术领域，特别涉及一种通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法。

背景技术

热轧带钢截面楔形是热轧带钢板形主要缺陷之一，也是衡量热轧带钢生产的工艺水平及产品质量的重要指标之一。良好的板形可以有效地提高产品的成材率，为之后的其他工序创造一个更好的生产条件。

楔形是热轧带钢生产中常见的板形问题，伴随楔形存在的同时，带钢通常还会发生带钢的镰刀弯和单边浪板形缺陷，对生产稳定性和产品质量造成极为不利的影响。楔形问题本质上是非对称轧制，其中包括加热炉加热不均导致轧件横向温度差大、带钢跑偏、来料板形等原因。目前对于热轧楔形普遍缺乏相应的控制手段，生产中通常需要操作工根据经验对精轧各机架辊缝进行预处理，该方法具有较大的不确定性和误差，同时对生产的稳定性也具有较大的影响。

发明内容

本发明提供了一种通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，以解决现有技术所存在的具有较大的不确定性和误差，同时对生产稳定性也具有较大影响的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，适用于采用窜辊策略进行带钢轧制的轧机，所述方法包括：

获取精轧出口楔形实测值；

根据获取的楔形实测值，计算得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值；

在执行窜辊动作时，在各机架下工作辊所设定的窜辊值上分别叠加对应的窜辊补偿值，以使得各机架上下工作辊的窜辊量不相等，从而使得工作辊左右两侧的辊缝存在高度差；其中，所述高度差与带钢截面两侧厚度差值等值反向。

进一步地，所述楔形实测值通过精轧出口的多功能仪检测得到。

进一步地，所述根据获取的楔形实测值，计算得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值，包括：

根据获取的楔形实测值，计算得到下工作辊窜辊补偿值；

将计算得到的下工作辊窜辊补偿值按照各机架的带钢出口厚度进行分配，得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值。

进一步地，根据获取的楔形实测值，计算得到下工作辊窜辊补偿值，包括：

当精轧出口实测楔形值为正时，根据下式计算得到下工作辊窜辊补偿值：

当精轧出口实测楔形值为负时，根据下式计算得到下工作辊窜辊补偿值：

式中，△h为下工作辊平移前后的高度差；h₁，h₂分别为将下工作辊的辊形曲线沿X轴平移距离S前后，下工作辊的辊形曲线的横坐标为W时所对应的辊形曲线的纵坐标值，其中，当精轧出口实测楔形值为正时，将辊形曲线沿X轴向左移动距离S，当精轧出口实测楔形值为负时，将辊形曲线沿X轴向右移动距离S；S为下工作辊窜辊补偿值；W为带钢宽度的一半；a，b为下工作辊的辊形曲线的系数；K_W为楔形增益系数；W_A为楔形实测值；W_T为楔形目标值。

进一步地，所述将计算得到的下工作辊窜辊补偿值按照各机架的带钢出口厚度进行分配，得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值，公式如下：

式中，S_i为第i机架的下工作辊所对应的窜辊补偿值，h_i为第i机架的带钢出口厚度，∑h_i为各机架带钢出口厚度之和。

进一步地，所述辊形曲线为二次曲线或sin曲线。

进一步地，所述在执行窜辊动作时，在各机架下工作辊所设定的窜辊值上分别叠加对应的窜辊补偿值，包括：

当楔形实测值为正时，在下工作辊设定的窜辊值上减去对应的窜辊补偿值；

当楔形实测值为负时，在下工作辊设定的窜辊值上加上对应的窜辊补偿值。

进一步地，工作辊的窜辊范围在-150μm～150μm之间；

K_W的取值范围为(0，1]，S的取值范围为[0，30]，S的单位为mm。

本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

1、本发明采用的常规凸度工作辊易磨削，板形控制稳定，应用广泛；

2、本发明通过将出口楔形的调控量分配到精轧各个机架，在下工作辊叠加窜辊补偿值，操作简便，能够预调节下一块带钢楔形；可在不影响轧制稳定性的情况下，有效改善带钢断面楔形缺陷；

3、本发明的实施不需要新增材料与设备，成本低，效果好。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例提供的通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法的执行流程示意图；

图2是楔形统计结果示意图；

图3是轧件与工作辊位置示意图；

图4是常凸度工作辊辊形示意图；

图5是现有的窜辊控制方法示意图；

图6是本发明实施例提供的窜辊补偿值示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本实施例提供了一种通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，该方法适用于采用窜辊策略进行带钢轧制的轧机，可实现改善带钢截面楔形。

为便于阐述本方法的实现原理，首先需要说明的是，热轧生产中每轧一块钢，各机架上下常凸度工作辊反向移动相等的距离，再进行下一块钢的轧制，这种工作辊的移动方式叫做窜辊，现有的窜辊控制方式如图5所示。

常凸度工作辊辊缝在正常窜辊模式下左右辊缝呈对称状态，两侧辊缝相等；其中，轧件与工作辊的位置如图3所示，常凸度工作辊辊形如图4所示。常规凸度工作辊(如二次抛物线曲线、正弦曲线等)作为热轧生产中常见的、广泛使用的工作辊辊形，具有易磨削，板形控制稳定等特点。通过下工作辊的窜辊补偿值来调节两侧辊缝，实现对楔形的调节，方法简单易控。

楔形是热轧带钢常见的断面缺陷，它是由传动侧的压下位置(辊缝)和操作侧的压下位置(辊缝)之间的非对称引起的，带钢的楔形为距离带钢传动侧边缘40mm处的厚度与距离带钢操作侧边缘40mm处的厚度差值。

为了改善带钢断面楔形，可根据精轧出口检测的实际楔形值计算得出各机架两侧辊缝高度差，然后通过给定精轧各机架下工作辊窜辊补偿值，在下工作辊原窜辊量上增加或减少一个窜辊补偿值，使得上下工作辊窜辊量不相等，从而改变工作辊两侧的辊缝高度，使得两侧辊缝存在高度差，该高度差需刚好与带钢截面两侧厚度差值等值反向，从而达到改善精轧出口带钢断面楔形的目的。

基于上述，本实施例方法的执行流程如图1所示，具体包括以下步骤：

S1，获取精轧出口楔形实测值；

其中，楔形实测值通过精轧出口的多功能仪检测得到。

S2，根据楔形实测值，计算得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值；

具体地，在本实施例中，上述S2的实现过程如下：

S21，根据获取的楔形实测值，计算得到下工作辊窜辊补偿值，过程如下：

在轧辊全长L范围内，根据生产实际需求设计二次曲线或sin曲线，作为工作辊的原始辊形。以二次曲线为例：

当辊形曲线的横坐标为W(W为带钢宽度的一半)时，其纵坐标为h₁；

轧制过程中，精轧工作辊按照变行程窜辊模式进行窜辊；

如图6所示，当精轧出口实测楔形值为正时，下工作辊向操作侧窜动，将二次曲线沿X轴向左(操作侧)移动距离S，得到新的曲线y＝a(x+S)²+b(x+S)+c，此时新曲线横坐标为W时，纵坐标为h₂，两侧辊缝相差2(h₁-h₂)，则下工作辊窜辊补偿值S与带钢楔形实测值的关系如下式所示：

式中，△h为下工作辊平移前后的高度差；h₁，h₂分别为将下工作辊的辊形曲线沿X轴向左移动距离S前后，下工作辊的辊形曲线的横坐标为W时所对应的辊形曲线的纵坐标值；S为下工作辊窜辊补偿值；W为带钢宽度的一半；a，b为下工作辊的辊形曲线的系数(也即二次曲线二次项和一次项系数)；K_W为楔形增益系数；W_A为楔形实测值；W_T为楔形目标值，一般取值为0。

当实测楔形实测值为负时，下工作辊向传动侧窜动，将二次曲线沿X轴向右(传动侧)移动距离S，得到新的曲线y＝a(x-S)²+b(x-S)+c，此时新曲线横坐标为W时，纵坐标为h₂，两侧辊缝相差2(h₁-h₂)，则下工作辊窜辊补偿值S与带钢楔形实测值的关系如下式所示：

式中，△h为下工作辊平移前后的高度差；h₁，h₂分别为将下工作辊的辊形曲线沿X轴向右移动距离S前后，下工作辊的辊形曲线的横坐标为W时所对应的辊形曲线的纵坐标值；S为下工作辊窜辊补偿值；W为带钢宽度的一半；a，b为下工作辊的辊形曲线的系数(也即二次曲线二次项和一次项系数)；K_W为楔形增益系数；W_A为楔形实测值；W_T为楔形目标值，一般取值为0。

在获取了楔形实测值后，即可根据式(2)和式(3)计算出S。

S22，将计算得到的下工作辊窜辊补偿值按照各机架的带钢出口厚度进行分配，得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值，公式如下：

式中，S_i为第i机架的下工作辊所对应的窜辊补偿值，h_i为第i机架的带钢出口厚度，∑h_i为各机架带钢出口厚度之和。

S3，在执行窜辊动作时，在各机架下工作辊设定的窜辊值上分别叠加对应的窜辊补偿值，使得各机架上下工作辊的窜辊量不相等，从而使得工作辊左右两侧的辊缝存在高度差；其中，所述高度差与带钢截面两侧厚度差值等值反向。

具体地，在下工作辊所设定的窜辊值上叠加对应的窜辊补偿值的方式为：

当楔形实测值为正时，在下工作辊设定窜辊值上减去对应的窜辊补偿值S_i；

当楔形实测值为负时，在下工作辊设定窜辊值上加上对应的窜辊补偿值S_i。

其中，窜辊范围为[-150,150]，单位μm；K_W的取值范围为(0,1]，S的取值范围为[0,30]，单位mm。曲线系数a、b、c根据具体工作辊长度和辊形量确定。

下面，为了验证本实施例方法的效果，将本实施例的方法应用于某厂热连轧1700项目，该项目精轧F1-F6共6个精轧机，工作辊长度2000mm，原始辊形量-200μm，采用保持固定的窜辊行程、窜辊步长和窜辊频率的周期性往复窜辊模式，相邻机架窜辊步长大小相等，方向相反，窜辊步长定为10mm，窜辊行程150mm。选取整个轧制单位生产钢种Q235B，规格为1500mm×4.0mm，共生产带钢50卷，在该项目上实施本实施例方法的过程如下：

步骤1：根据以上数据，使用二次曲线y＝ax²+bx+c作为辊形曲线，该曲线通过(-1000,0.2)、(0,0)、(1000,0.2)三点，通过计算得出曲线方程为y＝2.0*10^-7x²；W＝0.5*1500mm＝750mm，取坐标(W，h₁)，得出(750，0.1125)；

步骤2：精轧出口实测楔形值为20μm，二次曲线沿X轴向左(操作侧)移动距离S，得到新的曲线y＝2.0*10^-7(x+S)²，此时取坐标(W，h₂)，将h₁、h₂代入公式(2)，令K_W＝1，W_T＝0，W_A＝20μm；得出S＝32.6mm；

步骤3：根据步骤2计算得出下工作辊窜辊补偿值S，再将该补偿值按照各机架出口厚度进行分配，其计算公式如公式(4)所示：以1500*4.0mm规格为例，各机架出口厚度依次为39mm,16mm,10mm,6mm,5mm,4mm，∑h_i＝80mm。

由此可以计算出各机架下工作辊窜辊补偿值依次为S₁＝15.9mm，S₂＝6.5mm，S₃＝4.1μm，S₄＝2.4μm，S₅＝2.0mm，S₆＝1.6mm。

当楔形实测值为正时，下工作辊窜辊值等于原始窜辊值减去补偿值S_i；

步骤4：若精轧出口实测值为负，则各机架下工作辊窜辊补偿值计算方法同步骤2、步骤3，其中步骤2中公式选用公式(3)。

通过对选取的50块带钢楔形值进行统计分析，将该样本分为两份，每份25块钢，一份未采用本发明方法进行轧制，一份采用本发明方法进行轧制，统计结果如图2所示。通过两组数据对比可以看出，采用本发明方法后，带钢断面的楔形有较大改善。可见本发明可减小带钢楔形量，提升带钢的板形质量。

此外，需要说明的是，本发明可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

最后需要说明的是，以上所述是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。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实施例范围的所有变更和修改。

Claims (6)

1.一种通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，适用于采用窜辊策略进行带钢轧制的轧机，其特征在于，所述方法包括：

获取精轧出口楔形实测值；

根据获取的楔形实测值，计算得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值；

在执行窜辊动作时，在各机架下工作辊所设定的窜辊值上分别叠加对应的窜辊补偿值，以使得各机架上下工作辊的窜辊量不相等，从而使得工作辊左右两侧的辊缝存在高度差；其中，所述高度差与带钢截面两侧厚度差值等值反向；

所述根据获取的楔形实测值，计算得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值，包括：

根据获取的楔形实测值，计算得到下工作辊窜辊补偿值；

将计算得到的下工作辊窜辊补偿值按照各机架的带钢出口厚度进行分配，得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值；

根据获取的楔形实测值，计算得到下工作辊窜辊补偿值，包括：

当精轧出口实测楔形值为正时，根据下式计算得到下工作辊窜辊补偿值：

当精轧出口实测楔形值为负时，根据下式计算得到下工作辊窜辊补偿值：

式中，△h为下工作辊平移前后的高度差；h₁，h₂分别为将下工作辊的辊形曲线沿X轴平移距离S前后，下工作辊的辊形曲线的横坐标为W时所对应的辊形曲线的纵坐标值，其中，当精轧出口实测楔形值为正时，将辊形曲线沿X轴向左移动距离S，当精轧出口实测楔形值为负时，将辊形曲线沿X轴向右移动距离S；S为下工作辊窜辊补偿值；W为带钢宽度的一半；a和b分别为下工作辊的辊形曲线的二次项和一次项系数；K_W为楔形增益系数，K_W的取值范围为(0，1]；W_A为楔形实测值；W_T为楔形目标值。

2.如权利要求1所述的通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，其特征在于，所述楔形实测值通过精轧出口的多功能仪检测得到。

3.如权利要求1所述的通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，其特征在于，所述将计算得到的下工作辊窜辊补偿值按照各机架的带钢出口厚度进行分配，得到各机架下工作辊所对应的窜辊补偿值，公式如下：

式中，S_i为第i机架的下工作辊所对应的窜辊补偿值，h_i为第i机架的带钢出口厚度，∑h_i为各机架带钢出口厚度之和。

4.如权利要求3所述的通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，其特征在于，所述辊形曲线为二次曲线或sin曲线。

5.如权利要求1所述的通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，其特征在于，所述在执行窜辊动作时，在各机架下工作辊所设定的窜辊值上分别叠加对应的窜辊补偿值，包括：

当楔形实测值为正时，在下工作辊设定的窜辊值上减去对应的窜辊补偿值；

当楔形实测值为负时，在下工作辊设定的窜辊值上加上对应的窜辊补偿值。

6.如权利要求1、3～4任一项所述的通过下工作辊窜辊补偿值改善带钢截面楔形的方法，其特征在于，工作辊的窜辊范围在-150μm～150μm之间；

S的取值范围为[0，30]，S的单位为mm。