CN115283436A - 一种带钢生产的控制方法、系统以及控制设备 - Google Patents

一种带钢生产的控制方法、系统以及控制设备 Download PDF

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柯雪利
袁青峰
王文凯
韩钧
游建勇
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Abstract

本申请适用于带钢生产线的技术领域，提供了一种带钢生产的控制方法、系统以及控制设备，其方法包括确定带钢的超宽部位，带钢由轧件轧制得到，超宽部位的预测宽度大于预设宽度；确定轧件在经过粗轧立辊时超宽部位对应的第一位置，以及轧件在经过精轧立辊时超宽部位对应的第二位置；控制粗轧立辊增大对第一位置的压力，以及控制精轧立辊增大对第二位置的压力。本申请能够消除带钢宽度超标的情况，为下一道工序提供合格的带钢，具有较高的经济价值。

Description

一种带钢生产的控制方法、系统以及控制设备
技术领域
本申请属于带钢生产线的技术领域，尤其涉及一种带钢生产的控制方法、系统以及控制设备。
背景技术
在热轧带钢的生产过程中，带钢经常会出现尾部超宽的情况，如果下一道工序直接对超宽的带钢进行轧制生产，会影响后续的上机和开卷，如果直接使用超宽的带钢，也会影响其他工序的综合成材率。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种带钢生产的控制方法、系统以及控制设备，以提供解决现有的带钢宽度超标的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种带钢生产的控制方法，所述方法包括：
确定带钢的超宽部位，所述带钢由轧件轧制得到，所述超宽部位的预测宽度大于预设宽度；
确定所述轧件在经过粗轧立辊时所述超宽部位对应的第一位置，以及所述轧件在经过精轧立辊时所述超宽部位对应的第二位置；
控制所述粗轧立辊增大对所述第一位置的压力，以及控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力。
本申请实施例提供的控制方法，首先确定带钢的超宽部位，然后确定轧件在经过粗轧立辊时超宽部位对应的第一位置，以及轧件在经过精轧立辊时超宽部位对应的第二位置，再控制粗轧立辊增大对第一位置的压力，以及控制精轧立辊增大对第二位置的压力，从而可以使粗轧立辊和精轧立辊对超宽部位进行精准施压，消除出现带钢超宽的情形，为下一道工序提供合格的钢卷。
第二方面，本申请实施例提供了一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面的方法的步骤。
第三方面，本申请实施例提供了一种带钢生产的系统，包括：粗轧立辊、精轧立辊以及如上述第二方面的控制设备。
第四方面，本申请实施例提供了一种带钢生产的控制装置，包括：
第一确定模块，用于确定带钢的超宽部位，所述带钢由轧件轧制得到，所述超宽部位的预测宽度大于预设宽度；
第二确定模块，用于确定所述轧件在经过粗轧立辊时所述超宽部位对应的第一位置，以及所述轧件在经过精轧立辊时所述超宽部位对应的第二位置；
控制模块，用于控制所述粗轧立辊增大对所述第一位置的压力，以及控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面的方法的步骤。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请一实施例提供的带钢生产的工艺流程图；
图2是本申请一实施例提供的一种控制方法的流程示意图；
图3是本申请一实施例提供的控制方法步骤S330的流程示意图；
图4是本申请一实施例提供的控制方法步骤S400的流程示意图；
图5是本申请一实施例提供的一种控制装置的结构示意图；
图6是本申请一实施例提供的控制设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本申请实施例提供的带钢生产的控制方法应用于带钢生产的系统，带钢生产的系统至少包括：粗轧立辊、精轧立辊以及控制设备。可以理解的是，控制设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
粗轧立辊以及精轧立辊的数量根据带钢的规格和实际的生产需求确定。带钢生产的系统还可以包括加热炉、测试设备、卷取设备等。
示例性地，请参阅图1，图1为一种带钢生产的工艺流程图，轧件依次经过加热炉、粗除磷机、定宽压力机、两台均包含有粗轧立辊的粗轧机、热卷箱、切割机(用于切掉轧件的头部和尾部)、精除磷机、七台均包含有精轧立辊的精轧机、多功能仪、超快速冷却设备(UltraFastCooling，UFC)设备、层冷辊道以及卷取机，其中，粗除磷机能够去除钢坯表面的氧化皮；粗轧机和精轧机的具体数量仅作为示例，可以根据具体的应用场景作调整，此处不作限定。
需要说明的是，上述流程图仅为示例性说明，实际生产带钢的过程中，可以包括比图示更多的设备。
在一种可能的实现方式中，为了消除带钢尾部超宽的影响，粗轧立辊的半径大于第一理论值，精轧立辊的半径大于第二理论值，第一理论值和第二理论值均根据带钢的宽度需求和轧件的尺寸确定。
具体来说，在粗轧立辊和精轧立辊的生产过程中，可以适当增大粗轧立辊的半径和精轧立辊的半径，使粗轧立辊和精轧立辊的圆周长增加，从而增大粗轧立辊和精轧立辊与轧件接触的弧线长度，改善带钢尾部呈现狗骨头的形状，粗轧立辊的半径和精轧立辊的半径增大的具体数值可以是5毫米至10毫米之间的任一数值。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的带钢生产的控制方法的流程示意图。本申请实施例提供的带钢生产的控制方法包括但不限于以下步骤：
在S100中，确定带钢的超宽部位。
示例性地，在1580热轧带钢生产线中，钢坯进入生产线后会被轧制为轧件，在后续的生产过程中，轧件会被继续轧制为带钢，带钢被卷起来后即为钢卷；由于带钢尾部的变形条件与带钢整体的其他部分不相同，具有极大的不确定性，因此带钢尾部的宽展量相对较大。并且，由于轧件外端的作用，轧件的尾部处于无张力变形过程，且根据金属塑性变形原理中的金属流动最小阻力定理，即轧件尾部温降较大，金属沿阻力最小的方向流动，进一步加大带钢尾部的宽展量。为了消除带钢超宽的情况，控制设备可以首先确定带钢的超宽部位，超宽部位的预测宽度大于预设宽度。其中，预设宽度为下一道工序所需要的带钢的宽度，可以预先设定。当采用调整工艺前的参数生产带钢，或者上一次生产的带钢存在预设位置的超宽情况，该预设位置即为超宽部位，超宽部位的宽度即为预测宽度。
示例性地，从带钢的尾部的0.2米开始，直至4米之间的部分内，如果带钢的宽度大于预设宽度15毫米及以上，则控制设备可以认定带钢存在超宽情况，该部位为超宽部位；其中，由于钢种的规格不同，带钢的具体超宽数值不同，故0.2米、4米和15毫米仅作为参考示例，而不作限定，控制设备可以根据实际情况对各数值进行调整。
在S200中，确定轧件在经过粗轧立辊时超宽部位对应的第一位置，以及轧件在经过精轧立辊时超宽部位对应的第二位置。
具体来说，控制设备可以确定轧件在经过粗轧立辊时，该超宽部位对应的第一位置，以及可以确定轧件在经过精轧立辊时，该超宽部位对应的第二位置，从而确定超宽部位相对于粗轧立辊或精轧立辊的位置关系；譬如，控制设备可以通过速度传感器得知轧件的实时速度，然后根据实时速度预测出第二位置。
在S300中，控制粗轧立辊增大对第一位置的压力，以及控制精轧立辊增大对第二位置的压力。
具体来说，通过控制粗轧立辊增大对第一位置的压力，以及控制精轧立辊增大对第二位置的压力，可以对预先超宽部位对应的轧件进行加压处理，使轧件减宽，即抵消扎件在粗轧过程中或精轧过程中的宽展量，进而在后续得到预设宽度的带钢。
在一些可能的实现方式中，根据粗轧立辊对应的轧制道次确定第一压力，根据精轧立辊对应的轧制道次确定第二压力；根据所述第一压力控制所述粗轧立辊增大对第一位置的压力，根据所述第二压力控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力。即不同的轧制道次采用不同的压力对轧件进行加压，从而可以更好的调整超宽部位的宽度，得到合格的带钢。
在一些可能的实现方式中，根据轧件的规格确定粗轧次数以及精轧次数，根据预测宽度、粗轧次数以及精轧次数确定每个轧制道次对应的压力。
其中，根据轧件的规格确定轧件所需的粗轧次数和精轧次数可以采用已有技术，故不赘述。根据预测宽度、粗轧次数以及精轧次数可以确定需要超宽部位需要增加的总压力，根据预设的分配规则将总压力分配到每个轧制道次，可以得到每个轧制道次对应的压力。在一些可能的实现方式中，每个轧制道次的压力可以根据压下率计算出，而压下率的计算公式为：
Figure BDA0003818912940000061
式中，δ表示压下率，a+b表示前道次与后道次的压下量，c表示前道次轧件的厚度。通过预测宽度、粗轧次数以及精轧次数确定每个轧制道次对应的压力，可以使得到的每个轧制道次的压力与实际生产工艺相适配，提高压力分配的准确度，进而得到效果更好的带钢。
在一些可能的实现方式中，为了进一步消除带钢超宽的情况，在步骤S300之前，该方法还包括但不限于以下步骤：
调整用于加热钢坯的加热炉的温度，使钢坯的尾部的第一加热温度大于钢坯的尾部以外区域的第二加热温度，且第一加热温度与第二加热温度的差值为设定差值。
具体来说，不同的钢种、不同的成分和不同的规格均有不同的加热温度，加热炉能够加热钢坯的目的是使其奥氏体化，降低变形抗力，保证生产线的稳定生产；控制设备可以智能调整加热炉的温度，使钢坯的尾部的第一加热温度大于钢坯的尾部以外区域的第二加热温度，且第一加热温度与第二加热温度的差值为设定差值，示例性地，在生产板宽大于或等于1500毫米的NM300钢板时，控制设备可以调整加热炉的均热段温度为1210℃至1240℃之间的任一数值，生产板宽小于或等于1500毫米的NM300钢板时，控制设备可以调整加热炉的均热段温度为1210℃至1230℃之间的任一数值，然后在此基础上对钢坯尾部温度进行增温，譬如设定差值可以预设为20℃，也可以预设为40℃，20℃和40℃仅作为1580毫米带钢生产线的示例，而不作限定；在实际应用中，具体的设定差值可以取20℃至40℃之间的任一数值。
在一些可能的实现方式中，请参阅图3，为了满足更多的实际需求，该方法还包括但不限于以下步骤：
S330，获取带钢的实际宽度。
具体来说，在经过前述的增大粗轧立辊的半径、增大精轧立辊的半径、增大第一位置的压力、增大第二位置的压力、调整加热炉的温度等一项或多项改进后，控制设备可以获取经过轧制得到的带钢的实际宽度。
S340，根据实际宽度调整加热炉的温度。
示例性地，控制设备可以预先把预设的带钢局部温度与预设的轧制力进行绑定；譬如，在钢种为Q355B，规格为1200×3.00×1，钢坯厚度为2300毫米的带钢中，控制设备可以根据实际宽度减去目标宽度计算出超宽数值，然后根据超宽数值确定对应的压下率；当压下率为16.7％时，控制设备可以把带钢超宽部位的温度调整为958℃，把粗轧立辊的轧制力调整为3120kN；当压下率为17.8％时，控制设备可以把带钢超宽部位的温度调整为961℃，把粗轧立辊的轧制力调整为3089kN；当压下率为19.5％时，控制设备可以把带钢超宽部位的温度调整为955℃，把粗轧立辊的轧制力调整为3240kN；当压下率为21.6％时，控制设备可以把带钢超宽部位的温度调整为983℃，把粗轧立辊的轧制力调整为3208kN，从而实现更好地消除带钢的超宽情况。
在一些可能的实现方式中，在根据实际位置调整加热炉的温度后，控制设备可以再次判断带钢尾部是否存在超宽情况；如果带钢尾部没有存在超宽情况，控制设备可以使初始超宽数值、当前的温度数值和轧制力数值绑定为一组预设参数，并保存至存储器中，在后续轧制的过程中，当带钢的超宽部位的超宽数值与该初始超宽数值相一致或差值在预设范围内的时候，控制设备可以把该预设参数作为初始值，从而使生产线能够实现自主学习、自主优化。如果带钢尾部仍然存在超宽情况，则可以初步确定为因设备损坏而导致异常数据的产生，从而便于操作人员对带钢生产线运行情况进行初步判断。
在一些可能的实现方式中，控制设备还可以根据带钢的实际宽度调整第一压力和第二压力，即根据实际生产情况对第一压力和第二压力进行反馈调节，以确保得到不超宽的带钢。
在一些可能的实现方式中，请参阅图4，为了提高生产的安全性，该方法还包括但不限于以下步骤：
S400，若实际宽度大于预设阈值，则生成报警信息。
具体来说，如果带钢的实际宽度大于预设阈值，则控制设备可以生成报警信息，从而便于操作人员及时得知带钢尾部出现超宽的情况；在其他一些可能的实现方式中，当生产线上其他的工艺参数超过标准值的时候，控制设备也可以生成报警信息。
S410，发送报警信息至报警设备。
具体来说，控制设备可以发送报警信息至报警设备，报警设备在接收到报警信息后可以发出警报，譬如启动蜂鸣器或在控制面板上进行提示，从而提高生产的安全性。
本申请实施例一种带钢生产的控制方法的实施原理为：控制设备可以先确定带钢的超宽部位，然后确定轧件经过粗轧立辊时超宽部位对应的位置以及轧件经过精轧立辊时超宽部位对应的位置，在超宽部位到达该位置的时候，粗轧立辊和精轧立辊对超宽部位进行主动施压，从而可以提前对轧件进行加压，减少带钢的超宽情况，消除超宽带来的不良影响，同时，可以保存对应的参数，便于后续轧制过程中参考或直接使用，实现自学习和自优化。
需要说明的是，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本申请的实施例还提供了一种带钢生产的控制装置，为便于说明，仅示出与本申请相关的部分，该控制装置应用于控制设备，如图5所示，该装置500包括：
第一确定模块510，用于确定带钢的超宽部位，所述带钢由轧件轧制得到，所述超宽部位的预测宽度大于预设宽度。
第二确定模块520，用于确定所述轧件在经过粗轧立辊时所述超宽部位对应的第一位置，以及所述轧件在经过精轧立辊时所述超宽部位对应的第二位置。
控制模块530，用于控制所述粗轧立辊增大对所述第一位置的压力，以及控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力。
可选的，上述控制模块530包括但不限于：
第一确定子模块，用于根据粗轧立辊对应的轧制道次确定第一压力，根据精轧立辊对应的轧制道次确定第二压力。
第二确定子模块，用于根据第一压力控制粗轧立辊增大对第一位置的压力，根据第二压力控制精轧立辊增大对第二位置的压力。
可选的，该装置500还包括但不限于：
第三确定模块，用于根据轧件的规格确定粗轧次数以及精轧次数。
第四确定模块，用于根据预测宽度、粗轧次数以及精轧次数确定每个轧制道次对应的压力。可选的，该装置500还包括但不限于：
调整模块，用于根据带钢的实际宽度调整第一压力和第二压力。
可选的，该装置500还包括但不限于：
加热模块，用于调整用于加热钢坯的加热炉的温度，使钢坯的尾部的第一加热温度大于钢坯的尾部以外区域的第二加热温度，且第一加热温度与第二加热温度的差值为设定差值。
可选的，该装置500还包括但不限于：
获取模块，用于根据带钢的实际宽度调整加热炉的温度。
可选的，该装置500还包括但不限于：
第一报警模块，用于若实际宽度大于预设阈值，则生成报警信息。
第二报警模块，用于发送报警信息至报警设备。
需要说明的是，上述模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种控制设备，如图6所示，该实施例的控制设备600包括：处理器601、存储器602以及存储在存储器602中并可在处理器601上运行的计算机程序602。处理器601执行计算机程序602时实现上述流量处理方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S100至S300；或者，处理器601执行计算机程序602时实现上述装置中各模块的功能，例如图5所示模块501至503的功能。
该控制设备600可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备，该控制设备600包括但不仅限于处理器601、存储器602。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是控制设备600的示例，并不构成对控制设备600的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如控制设备600还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
其中，处理器601可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等；通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器602可以是控制设备600的内部存储单元，例如控制设备600的硬盘或内存，存储器602也可以是控制设备600的外部存储设备，例如控制设备600上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等；进一步地，存储器602还可以既包括控制设备600的内部存储单元也包括外部存储设备，存储器602还可以存储计算机程序602以及控制设备600所需的其它程序和数据，存储器602还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的方法、原理、结构所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带钢生产的控制方法，其特征在于，包括：
确定带钢的超宽部位，所述带钢由轧件轧制得到，所述超宽部位的预测宽度大于预设宽度；
确定所述轧件在经过粗轧立辊时所述超宽部位对应的第一位置，以及所述轧件在经过精轧立辊时所述超宽部位对应的第二位置；
控制所述粗轧立辊增大对所述第一位置的压力，以及控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述粗轧立辊增大对所述第一位置的压力，以及控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力，包括：
根据所述粗轧立辊对应的轧制道次确定第一压力，根据所述精轧立辊对应的轧制道次确定第二压力；
根据所述第一压力控制所述粗轧立辊增大对第一位置的压力，根据所述第二压力控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述粗轧立辊对应的轧制道次确定第一压力，根据所述精轧立辊对应的轧制道次确定第二压力之前，所述方法还包括：
根据所述轧件的规格确定粗轧次数以及精轧次数；
根据所述预测宽度、所述粗轧次数以及所述精轧次数确定每个轧制道次对应的压力。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述第一压力控制所述粗轧立辊增大对第一位置的压力，根据所述第二压力控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力之后，所述方法还包括：
根据所述带钢的实际宽度调整所述第一压力和所述第二压力。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轧件由钢坯轧制得到，在所述控制所述粗轧立辊增大对所述第一位置的压力，以及控制所述精轧立辊增大对所述第二位置的压力之前，所述方法还包括：
调整用于加热所述钢坯的加热炉的温度，使所述钢坯的尾部的第一加热温度大于所述钢坯的尾部以外区域的第二加热温度，且所述第一加热温度与所述第二加热温度的差值为设定差值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述带钢的实际宽度调整所述加热炉的温度。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述实际宽度大于预设阈值，则生成报警信息；
发送所述报警信息至报警设备。
8.一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
9.一种带钢生产的系统，其特征在于，包括：粗轧立辊、精轧立辊以及如权利要求8所述的控制设备。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述粗轧立辊的半径大于第一理论值，所述精轧立辊的半径大于第二理论值，所述第一理论值和所述第二理论值均根据所述带钢的宽度需求和所述轧件的尺寸确定。
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