CN114535316B - 一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,属于热连轧板材生产方法技术领域。本发明的技术方案是:带钢轧制速度设定和机架间冷却水投用方式设定,带钢长度方向上卷取温度多目标值控制,在模型表设定单独的卷取温度冷却代码,设定不同长度段的卷取温度目标值,卷取温度控制模型对层流冷却集管进行组态并下发到一级可编程控制器对层流冷却集管开启和关闭进行动态控制。本发明的有益效果是:通过在卷取温度控制模型中设定双相钢独立冷却代码,对特定长度段带钢卷取温度分成多目标值进行设定与控制,并优化双相钢薄规格产品生产及冷却工艺,可以有效解决高强双相钢卷取温度偏离目标值及卷取温度波动等技术难题。

Description

一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法
技术领域
本发明涉及一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,属于热连轧板材生产方法技术领域。
背景技术
热轧700MPa及以上级别高强双相钢CR550/980DP、HC820/1180DP等钢种卷取成卷后,带钢头尾处于钢卷内外圈与外界接触,温降速度与钢卷中部带钢存在较大差异,而不同的冷却速度导致其相变过程不同,这种不均匀性遗传到后部工序,造成头尾组织性能不合,成材率偏低。理论上讲,采用带钢头尾卷取温度(CT)补偿的冷却控制方法可较好地解决带钢头尾性能不合问题,但在实际生产中发现卷取温度U型冷却控制稳定性较差,连续生产过程中经常出现个别钢卷无干头、干头段后带钢卷取温度(CT)低于目标值;2.5mm以下薄规格产品终轧温度(FDT)目标值高,采用不使用机架间冷却水轧制工艺,带钢运行速度较慢,该冷却工艺不合理,带钢干头段、热尾段实测卷取温度低于目标值等问题。
发明内容
本发明目的是提供一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,通过设定一定长度上温度补偿及重新设计冷却工艺,显著提高了高强钢产品通带性能的稳定性;结合各品种双相高强钢温控特性,在模型表中根据各钢种代码对不同厚度设定各段的控制长度及温度补偿值,不会造成钢种间的相互干扰,操作灵活、方便,在带钢轧制过程中可根据实际温度控制情况实现快速调节;一定长度的温度补偿有效解决了带钢干头段后卷取温度偏低问题,带钢经卷取成卷后,钢卷内圈和外圈控制冷却速率较高,可有效弥补与钢卷中部冷却速度不同造成的带钢性能不稳定,有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是:一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,包含以下步骤:
(1)进行带钢轧制速度设定和机架间冷却水投用方式设定;(2)在卷取温度控制模型表设定单独的卷取温度冷却代码;(3)在上述设定卷取温度冷却代码的模型中,设定不同长度段的卷取温度目标值;(4)在每个长度段内卷取温度控制模型根据目标值及实际测量值对带钢温度进行前馈及反馈计算,对层流冷却集管进行动态组态并下发到一级可编程控制器,对层流冷却集管开启和关闭进行动态控制。
所述步骤(2)中,在卷取温度控制模型表中设定多个卷取温度冷却代码,应用于多品种双相钢卷取温度控制,生产该系列钢种时,三级带钢基础数据输入系统中层流冷却代码根据钢种工艺要求不同下发上述多个卷取温度冷却代码中对应的一个,系统读取卷取温度冷却代码,对层流冷却集管开启方式进行组态,并把组态结果下发到一级可编程控制器中。
所述步骤(3)中,根据不同钢种的工艺要求在带钢长度方向上分为四段,实现卷取温度多目标值控制;第一段划分为干头控制段,一级可编程控制器对带钢长度进行跟踪并把跟踪数据传送到卷取温度控制模型,该段长度内模型设定层流冷却集管全部关闭,带钢只有空冷温降,确保带钢头部温度高于中部温度;第二段划分为温度补偿段,该段长度及补偿温度依据不同品种双相钢实际卷取温度控制特性进行设定,在该段内模型控制CT目标值=下发CT目标值+补偿值;第三段为下发目标值控制段,该段长度为带钢长度减去其余三段长度,不需在模型中进行单独设定,卷取温度按照三级带钢基础数据输入系统下发目标值进行控制;第四段为热尾段,该段长度及补偿温度按照工艺要求并在模型中设定。
所述步骤(4)中,一级可编程控制器在热检HMD检测到带钢头部信号后,根据采集到的带钢轧制速度和带钢目标厚度数值对带钢头部位置及相应长度进行跟踪,并把该信息传送到二级数学模型,根据传送的信息卷取温度控制模型对带钢相应长度对应集管开启支数及开启顺序号进行设定,并下发到一级可编程控制器对现场集管进行自动控制,以实现不同长度上卷取温度的精确设定与控制。
所述步骤(1)中,薄规格产品采用10m/s 以上高速轧制,在模型表中设定带钢穿带速度范围为10-12.2 m/s。
所述步骤(1)中,薄规格产品提高终轧温度目标值并在冷却工艺上使用两个机架间冷却水。
本发明的有益效果是:通过设定一定长度上温度补偿及重新设计冷却工艺,显著提高了高强钢产品通带性能的稳定性;结合各品种双相高强钢温控特性,在模型表中根据各钢种代码对不同厚度设定各段的控制长度及温度补偿值,不会造成钢种间的相互干扰,操作灵活、方便,在带钢轧制过程中可根据实际温度控制情况实现快速调节;一定长度的温度补偿有效解决了带钢干头段后卷取温度偏低问题,带钢经卷取成卷后,钢卷内圈和外圈控制卷取温度较高,可有效弥补与钢卷中部冷却速度不同造成的带钢性能不稳定。
附图说明
图1是本发明的控制原理图;
图2是本发明的工作流程图;
图中:理想高强双相钢卷取温度1、实际控制高强双相钢卷取温度2、CTC模型设定高强双相钢卷取温度控制目标值3。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施案例中的附图,对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述,显然,所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例,而不是全部的实施案例,基于本发明中的实施案例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例,都属于本发明保护范围。
一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,包含以下步骤:
(1)进行带钢轧制速度设定和机架间冷却水投用方式设定;(2)在卷取温度控制模型表设定单独的卷取温度冷却代码;(3)在上述设定卷取温度冷却代码的模型中,设定不同长度段的卷取温度目标值;(4)在每个长度段内卷取温度控制模型根据目标值及实际测量值对带钢温度进行前馈及反馈计算,对层流冷却集管进行动态组态并下发到一级可编程控制器,对层流冷却集管开启和关闭进行动态控制。
所述步骤(2)中,在卷取温度控制模型表中设定多个卷取温度冷却代码,应用于多品种双相钢卷取温度控制,生产该系列钢种时,三级带钢基础数据输入系统中层流冷却代码根据钢种工艺要求不同下发上述多个卷取温度冷却代码中对应的一个,系统读取卷取温度冷却代码,对层流冷却集管开启方式进行组态,并把组态结果下发到一级可编程控制器中。例如:设定9、96、97、98、99和100共六个卷取温度冷却代码,应用于多品种双相钢卷取温度控制,生产该系列钢种时,三级带钢基础数据输入系统中层流冷却代码根据钢种工艺要求不同下发上述六个卷取温度冷却代码中对应的一个,系统读取卷取温度冷却代码,对22组层流冷却集管开启方式进行组态,并把组态结果下发到一级可编程控制器中。
所述步骤(3)中,根据不同钢种的工艺要求在带钢长度方向上分为四段,实现卷取温度多目标值控制;第一段划分为干头控制段,一级可编程控制器对带钢长度进行跟踪并把跟踪数据传送到卷取温度控制模型,该段长度内模型设定层流冷却集管全部关闭,带钢只有空冷温降,确保带钢头部温度高于中部温度;第二段划分为温度补偿段,该段长度及补偿温度依据不同品种双相钢实际卷取温度控制特性进行设定,在该段内模型控制CT目标值=下发CT目标值+补偿值;第三段为下发目标值控制段,该段长度为带钢长度减去其余三段长度,不需在模型中进行单独设定,卷取温度按照三级带钢基础数据输入系统下发目标值进行控制;第四段为热尾段,该段长度及补偿温度按照工艺要求并在模型中设定,不同品种带钢间在模型参数设定上存在一定的差异。
所述步骤(4)中,一级可编程控制器在热检HMD检测到带钢头部信号后,根据采集到的带钢轧制速度和带钢目标厚度数值对带钢头部位置及相应长度进行跟踪,并把该信息传送到二级数学模型,根据传送的信息卷取温度控制模型对带钢相应长度对应集管开启支数及开启顺序号进行设定,并下发到一级可编程控制器对现场集管进行自动控制,以实现不同长度上卷取温度的精确设定与控制。
所述步骤(1)中,薄规格产品采用10m/s 以上高速轧制,在模型表中设定带钢穿带速度范围为10-12.2 m/s,对带钢加速度进行优化设定。
所述步骤(1)中,薄规格产品提高终轧温度目标值并在冷却工艺上使用两个机架间冷却水,依次获得较快的轧制速度。
在实际应用中,本发明通过编制PLC控制程序及在卷取温度控制模型(CTC模型)中增加控制功能实现,包括如下工艺过程:
1、带钢跟踪长度划分及跟踪功能的实现
不同牌号高强钢温度控制工艺存在一定的差异,部分钢种要求一定长度的热干头即带钢头部进行空冷不进行水冷;部分钢种要求热头即在空冷基础上开启一定量的层冷集管,控制带钢头部卷取温度在目标值基础上增加一定量的附加值。一级PLC可编程控制器(PLC)对带钢位置进行跟踪,并以样本为单位对带钢卷取温度检测,跟踪数据实时传送到卷取温度控制模型(CTC模型),卷取温度控制模型(CTC模型)根据带钢各段长度及目标温度进行设定。
在DBS数据库中dbo.CHHD2模型表中设定不同牌号高强钢的不同厚度及不同目标卷取温度对应的头尾温控代码,编写程序实现不同钢种数据计算功能;dbo.CHHD2根据三级PDI下发钢种牌号、目标厚度在数据库索引相应牌号对应的钢种代码及厚度代码,dbo.CHHD2_1d模型表中设定100个带钢头尾温度控制代码,对应热轧钢种的轧制工艺要求,dbo.CHHD2_1d根据dbo.CHHD2索引的钢种代码和厚度代码计算相应的温度区间代码idx1、带钢头部温控代码hh_code及带钢尾部温控代码ht_code。
2、带钢各段长度上卷取温度目标值的设定
dbo.CHHD2共1000个模型表对应不同的钢种代码,在每个钢种的模型表中,对该钢种的厚度区间及卷取温度区间进行划分。不同厚度、目标温度区间可设定独立的带钢头尾温控代码,以实现多工艺轧制要求。dbo.CHHD2_1d模型表中设定100个带钢头尾温控代码,在代码中设定9、41、50、54、56用于带钢干头控制,在代码中根据不同牌号高强钢工艺要求设定15-99米不等的干头长度。在该长度内带钢卷取温度高于目标值。在该模型表Hot headtemperature offset列设定干头段跟踪完成后热头段的补偿温度,Hot head length列中设定热头段的长度,两列数值需根据高强钢卷取温度与目标值差值的实际控制情况进行优化调整,从而把实际卷取温度控制在目标值±17℃范围内。根据生产中高强钢卷取温度实际控制情况,分别对上述代码中对应的干头、热头补偿温度及长度进行了设定,补偿段温度补偿值范围为10-50℃,补偿长度范围为10-80米,不同代码设定差别较大以满足不同牌号高强钢控制需求。
3、不同牌号高强钢头尾温控代码的设定
CTCHHTPatternCode中不同牌号带钢对应一个模型表,在该表中每个钢种分为25个厚度区间、10个卷取温度区间,可对带钢不同厚度及不同目标卷取温度对应的头尾温控代码进行单独设定。同一牌号高强钢不同厚度规格可根据生产中卷取温度实际控制情况分别设定不同代码。例如HQ550/980DP钢种代码597,该钢种工艺要求60米干头,尾部60米高于目标卷取温度35℃的U型冷却。生产中实际卷取温度60米干头较精确,在干头段过后卷取温度低于目标值30℃左右,尾部60米在目标值范围,根据该控制情况,在模型中设定了30米的干头后温度补偿段,设定30米带钢卷取温度目标值+30℃,设定带钢尾部60米补偿70℃的控制策略。该控制策略对应模型表中92代码的控制参数,该参数也可根据带钢实际控制情况进行优化调整。
4、高强钢各控制段长度划分及温度补偿的设定
轧制时系统对带钢头部进行跟踪,跟踪长度在60米内时,系统设定层冷集管开启支数为0,不进行带钢冷却,为带钢第一段干头控制区域;当跟踪长度大于60米时,进入过度段跟踪,过度段的长度及补偿温度可根据各个钢种实际控制情况进行设定,例如上述HQ550/980DP双相钢设定过渡段长度为30米补偿温度为35℃,系统进入过度段控制后,对带钢跟踪长度进行跟踪计算,在温度补偿段30米内,系统对卷取温度控制值为目标CT+35℃,根据此值计算层冷集管开启支数,以样本sample为单位下发一级PLC进行控制,并根据高温计反馈温度实时调整集管开启支数;在系统对过渡段跟踪长度大于30米时,模型进入带钢中间段进行控制,此段带钢卷取温度为三级PDI下发目标温度,模型根据目标卷取温度计算层冷集管开启支数并下发以及执行,根据高温计实测值与目标值偏差进行PID调节,控制层冷精调段集管开启。
5、高强钢薄规格产品卷取温度控制方法
CR550/980DP等高强钢2.5mm以下薄规格产品模型设定60米干头,但在实际控制中出现带钢头部60米在层冷辊道空冷后卷取温度只在CT目标值达不到720℃的理想温度,干头后带钢卷取温度实际测量值低于目标值。针对薄规格高强钢优化轧制工艺,提高终轧温度FDT目标值,同时开启两个机架间冷却水,设定一定的水量,以提高带钢轧制速度。对特定工艺要求高强钢强制到固定家族进行控制,在FmThreadingSpeed模型表中提高2.5mm及以下厚度规格高强钢最优穿带速度。高强钢薄规格产品带钢尾部理想温度应为目标值加定量补偿值,实际控制尾部温度在目标值左右,对此区别于较厚规格高强钢,单独设定2.5mm及以下厚度高强钢冷却代码,关闭精调段冷却水集管,取消模型对该系列钢种的反馈控制。CR550/980DP钢种2.3mm厚度规格终轧温度由915℃调整到940℃,带钢出炉温度严格控制不超过1250℃,粗轧工艺采用1、2、4、5四道除磷,卷取温度目标值680℃,采用后段间隔冷却工艺,结合上述对高强钢干头、温度补偿段、目标温度段及热尾段的优化控制,薄规格高强钢可较好的实现U型冷却控制技术。

Claims (4)

1.一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,其特征在于包含以下步骤:
(1)进行带钢轧制速度设定和机架间冷却水投用方式设定;(2)在卷取温度控制模型表设定单独的卷取温度冷却代码;(3)在上述设定卷取温度冷却代码的模型中,设定不同长度段的卷取温度目标值;(4)在每个长度段内卷取温度控制模型根据目标值及实际测量值对带钢温度进行前馈及反馈计算,对层流冷却集管进行动态组态并下发到一级可编程控制器,对层流冷却集管开启和关闭进行动态控制;
所述步骤(2)中,在卷取温度控制模型表中设定多个卷取温度冷却代码,应用于多品种双相钢卷取温度控制,生产该系列钢种时,三级带钢基础数据输入系统中层流冷却代码根据钢种工艺要求不同下发上述多个卷取温度冷却代码中对应的一个,系统读取卷取温度冷却代码,对层流冷却集管开启方式进行组态,并把组态结果下发到一级可编程控制器中;
所述步骤(3)中,根据不同钢种的工艺要求在带钢长度方向上分为四段,实现卷取温度多目标值控制;第一段划分为干头控制段,一级可编程控制器对带钢长度进行跟踪并把跟踪数据传送到卷取温度控制模型,该段长度内模型设定层流冷却集管全部关闭,带钢只有空冷温降,确保带钢头部温度高于中部温度;第二段划分为温度补偿段,该段长度及补偿温度依据不同品种双相钢实际卷取温度控制特性进行设定,在该段内模型控制CT目标值=下发CT目标值+补偿值;第三段为下发目标值控制段,该段长度为带钢长度减去其余三段长度,不需在模型中进行单独设定,卷取温度按照三级带钢基础数据输入系统下发目标值进行控制;第四段为热尾段,该段长度及补偿温度按照工艺要求并在模型中设定。
2.根据权利要求1所述的一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,其特征在于:所述步骤(4)中,一级可编程控制器在热检HMD检测到带钢头部信号后,根据采集到的带钢轧制速度和带钢目标厚度数值对带钢头部位置及相应长度进行跟踪,并把该信息传送到二级数学模型,根据传送的信息卷取温度控制模型对带钢相应长度对应集管开启支数及开启顺序号进行设定,并下发到一级可编程控制器对现场集管进行自动控制,以实现不同长度上卷取温度的精确设定与控制。
3.根据权利要求1所述的一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,其特征在于:所述步骤(1)中,薄规格产品采用10m/s 以上高速轧制,在模型表中设定带钢穿带速度范围为10-12.2 m/s。
4.根据权利要求1所述的一种热轧高强双相钢卷取温度控制方法,其特征在于:所述步骤(1)中,薄规格产品提高终轧温度目标值并在冷却工艺上使用两个机架间冷却水。
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