CN115446123B - 一种板坯翘扣头控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种板坯翘扣头控制方法，属于热轧自动控制领域。所述板坯翘扣头控制方法，基于热连轧粗轧工艺中板坯多道次可逆轧制，上游道次(第一、二道次)翘扣头控制采用块前馈控制策略，根据同一炉次上一块相同道次雪橇系数及相应板坯的翘曲情况，计算当前道次的雪橇系数；下游道次(除第一、二道次外其他各道次)采用块前馈控制策略联合道次前馈控制策略，根据同一炉次上一块相同道次雪橇系数及相应板坯的翘曲情况，联合当前块前2个道次雪橇系数及相应板坯的翘曲情况，计算当前道次的雪橇系数。本发明实现了在轧制节奏快、钢种规格变化多的情况下对翘扣头的在线实时自动控制，降低了操作工劳动强度，改善了翘扣头控制效果，提高了热轧质量。

Description

一种板坯翘扣头控制方法

技术领域

本发明属于热轧自动控制领域，具体涉及一种板坯翘扣头控制方法。

背景技术

翘扣头是板坯轧制过程中常见一种板形缺陷，例如，在热连轧粗轧生产过程中，在轧制节奏快、轧制钢种变化多的情况下，若翘扣头人工控制干预不及时，产生较大翘扣头，从而冲击辊道、横梁，甚至发生堆钢事故。一般通过控制工艺尽量减少翘扣头的发生。

现有技术中，热连轧粗轧翘扣头控制中，大多数钢厂仍然依赖操作工经验进行人工调节，采用“雪橇系数”控制法，在咬钢前1000ms以内对粗轧电机上下辊辊速差进行设置，对板坯头部1m左右范围内进行翘扣头的控制。虽然也可以采用调整轧机设备参数、电气参数、工艺参数，进而通过协同可控的工艺参数对轧制工艺、轧制规程进行优化，从而达到对翘扣头现象的改善，但是雪橇系数控制仍然是翘扣头控制最为直接有效的方法。然而通过雪橇系数的翘扣头控制仍单基于人工操作，缺乏稳定、有效的自动控制方法。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明实施例提供了一种板坯翘扣头控制方法，从形式上分为块前馈控制和道次前馈控制，根据板坯多道次可逆轧制特点，上游道次(第一、二道次)翘扣头控制采用块前馈控制策略，下游道次(除第一、二道次外其他各道次)采用块前馈控制策略联合道次前馈控制策略，实现了在轧制节奏快、钢种规格变化多的情况下对翘扣头的自动控制，避免人工频繁干预，实现了翘扣头在线实时动态控制，从而降低操作工劳动强度，改善翘扣头控制效果，降低较大翘扣头引起的堆钢等事故发生的风险。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种板坯翘扣头控制方法，基于热连轧粗轧工艺中板坯多道次可逆轧制，上游道次翘扣头控制采用块前馈控制策略，下游道次采用块前馈控制策略联合道次前馈控制策略，其中，上游道次指第一、二道次；下游道次指除第一、二道次外其他各道次。

优选地，上游道次的块前馈策略中，用于翘扣头控制的雪橇系数的计算方式为：

Pass_t_SledCoef＝Pass_t_SledCoef'+ΔQ_t                      (1)

ΔQ_t＝ΔQ_t,t ^pre2                                                   (2)

其中：

t为上游道次号，取值为1、2；

Pass_t_SledCoef为当前块第t道次雪橇系数设定值，单位为1；

Pass_t_SledCoef'为同一炉次上一块第t道次雪橇系数设定值，单位为1；

ΔQ_t为当前块第t道次雪橇系数调整量，单位为1；

ΔQ_t,t ^pre2为当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量，单位为1。

上述当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量ΔQ_t,t ^pre2计算方式如下：

其中：

n为块前馈雪橇系数调整量，取值为0,±1,±2,±3，…，±n_max，n_max为块前馈雪橇系数调整量最大值；

为同一炉次上一块第t道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位为mm；

h_t_limit_low,n为当前块第t道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间下限，单位mm；

h_t_limit_up,n为当前块第t道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间上限，单位mm。

当前块第t道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间下限h_t_limit_low,n的计算方式如下：

h_t_limit_low,n＝a×n                         (4)

其中，a为常数，取值范围为40～60，单位为mm。

当前块第t道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间上限h_t_limit_up,n的计算方式如下：

h_t_limit_low,n＝a×(n+1)                      (5)

其中，a为常数，取值范围为40～60，单位为mm。

下游道次的块前馈控制策略联合道次前馈控制策略中，用于翘扣头控制的雪橇系数的计算方式为：

Pass_k_SledCoef＝Pass_k_SledCoef'+ΔQ_k                      (6)

ΔQ_k＝ΔQ_k,k-2+ΔQ_k,k ^pre2                                    (7)

其中：

k为下游道次号，取值为3、4、5…p，其中p为轧制总道次数；

Pass_k_SledCoef为当前块第k道次雪橇系数设定值，单位为1；

Pass_k_SledCoef'为同一炉次上一块第k道次雪橇系数设定值，单位为1；

ΔQ_k为当前块第k道次雪橇系数调整量，单位为1；

ΔQ_k,k-2为当前块第k道次的道次前馈雪橇系数调整量，单位为1；

ΔQ_k,k ^pre2为当前块第k道次的块前馈雪橇系数调整量，单位为1；

下游道次当前块第k道次的块前馈雪橇系数调整量ΔQ_k,k ^pre2计算方式如下：

其中：

n为块前馈雪橇系数调整量，取值为0,±1,±2,±3，…，±n_max，n_max为块前馈雪橇系数调整量最大值；

为同一炉次上一块第k道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位为mm；

h_k_limit_low,n为当前块第k道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间下限，单位mm；

h_k_limit_up,n为当前块第k道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间上限，单位mm。

当前块第k道次的道次前馈雪橇系数调整量ΔQ_k,k-2计算方式如下：

其中：

m为道次前馈雪橇系数调整量，取值为2,3，…，m_max，m_max为道次前馈雪橇系数调整量最大值；

为当前块第k-2道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位mm；

为同一炉次上一块第k-2道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位mm；

Δh_k_limit_low,m为当前块第k道次的道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间下限，单位mm；

Δh_k_limit_up,m为当前块第k道次的道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间上限，单位mm。

当前块第k道次的道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间下限Δh_k_limit_low,m的计算方式如下：

Δh_k_limit_low,m＝b×m                    (9)

其中，b为常数，取值范围为20～40，单位为mm。

当前块第k道次的道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间上限Δh_k_limit_up,m的计算方式如下：

Δh_k_limit_up,m＝b×(m+1)                    (10)

其中，b为常数，取值范围为20～40，单位为mm。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例所提供的板坯翘扣头控制方法，实现了在轧制节奏快、钢种规格变化多的情况下对翘扣头的在线实时自动控制，能够根据道次、炉次板坯不同状态进行精确控制，避免人工频繁干预，从而降低了操作工劳动强度，改善了翘扣头控制效果，提高了热轧质量。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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说，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附图。

图1为本发明实施例所述板坯翘扣头控制方法中块前馈控制逻辑示意图；

图2为本发明实施例所述板坯翘扣头控制方法中块前馈控制联合道次前馈控制逻辑示意图。

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详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明针对热连轧粗轧生产过程中，在轧制节奏快、轧制钢种变化多的情况下，翘扣头人工控制干预不及时，产生较大翘扣头，从而冲击辊道、横梁，甚至发生堆钢事故的问题，提供了一种板坯翘扣头控制方法，借助自主研发的翘扣头检测系统，依据各道次翘扣头检测结果，结合各道次控制目标，基于对粗轧翘扣头在同一加热炉相邻块以及奇(偶)数道次相邻道次间遗传规律的发掘，针对粗轧上下游各道次翘扣头控制提出了块前馈策略以及道次前馈控制策略，实现了翘扣头的在线实时动态控制，从而降低操作工劳动强度，改善翘扣头控制效果，降低较大翘扣头引起堆钢等事故发生的风险。

本发明所提供的板坯翘扣头控制方法，基于热连轧粗轧工艺中板坯多道次可逆轧制，上游道次翘扣头控制采用块前馈控制策略，下游道次采用块前馈控制策略联合道次前馈控制策略，其中，上游道次指第一、二道次；下游道次指除第一、二道次外其他各道次。

如图1所示，所述块前馈控制时，根据同一炉次上一块相同道次雪橇系数及相应雪橇系数作用下板坯的翘曲情况，计算当前道次的雪橇系数。

上游道次的所述块前馈控制策略中，用于翘扣头控制的雪橇系数的计算方式为：

Pass_t_SledCoef＝Pass_t_SledCoef'+ΔQ_t                    (1)

ΔQ_t＝ΔQ_t,t ^pre2                                                (2)

其中：

t为上游道次号，取值为1、2；

Pass_t_SledCoef为当前块第t道次雪橇系数设定值，单位为1；

Pass_t_SledCoef'为同一炉次上一块第t道次雪橇系数设定值，单位为1；

ΔQ_t为当前块第t道次雪橇系数调整量，单位为1。

ΔQ_t,t ^pre2为当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量，单位为1。

所述当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量ΔQ_t,t ^pre2计算方式如下：

其中，n为块前馈雪橇系数调整量，取值为0,±1,±2,±3，…，±n_max，n_max为块前馈雪橇系数调整量最大值；

为同一炉次上一块第t道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位为mm；h_t_limit_low,n为当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量为n时，翘扣检测值判断阈值区间下限，单位mm；h_t_limit_up,n为当前块第t道次块块前馈雪橇系数调整量为n时，翘扣检测值判断阈值区间上限，单位mm。

当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量为n时，翘扣头检测值判断阈值区间下限h_t_limit_low,n的计算方式如下：

h_t_limit_low,n＝a×n                         (4)

其中，a为常数，取值范围为40～60，单位为mm。

当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量为n时，翘扣检测值判断阈值区间上限h_t_limit_up,n的计算方式如下：

h_t_limit_low,n＝a×(n+1)                      (5)。

如图2所示，所述块前馈控制联合道次前馈控制中，根据同一炉次上一块相同道次雪橇系数及相应雪橇系数作用下板坯的翘曲情况，联合当前块前2个道次雪橇系数及相应雪橇系数作用下板坯的翘曲情况，计算当前道次的雪橇系数。

下游道次的所述块前馈控制策略联合道次前馈控制策略中，用于翘扣头控制的雪橇系数的计算方式为：

Pass_k_SledCoef＝Pass_k_SledCoef'+ΔQ_k                      (6)

ΔQ_k＝ΔQ_k,k-2+ΔQ_k,k ^pre2                                    (7)

其中：

k为下游道次号，取值为3、4、5…p，其中p为轧制总道次数；

Pass_k_SledCoef为当前块第k道次雪橇系数设定值，单位为1；

Pass_k_SledCoef'为同一炉次上一块第k道次雪橇系数设定值，单位为1；

ΔQ_k为当前块第k道次雪橇系数调整量，单位为1；

ΔQ_k,k-2为当前块第k道次的道次前馈雪橇系数调整量，单位为1；

ΔQ_k,k ^pre2为当前块第k道次的块前馈雪橇系数调整量，单位为1；

下游道次当前块第k道次的块前馈雪橇系数调整量ΔQ_k,k ^pre2计算方式与上游到次块前馈雪橇系数调整量ΔQ_t,t ^pre2一致。

当前块第k道次的道次前馈雪橇系数调整量ΔQ_k,k-2计算方式如下：

其中：

m为道次前馈雪橇系数调整量，取值为2,3，…，m_max，m_max为道次前馈雪橇系数调整量大值；

为当前块第k-2道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位mm；

为同一炉次上一块第k-2道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位mm；

Δh_k_limit_low,m为当前块第k道次的道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间下限，单位mm；

Δh_k_limit_up,m为当前块第k道次的道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间上限，单位mm。

当前块第k道次的道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间下限Δh_k_limit_low,m的计算方式如下：

Δh_k_limit_low,m＝b×m                    (9)

其中，b为常数，取值范围为20～40，单位为mm。

当前块第k道次的道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间上限Δh_k_limit_up,m的计算方式如下：

Δh_k_limit_up,m＝b×(m+1)                    (10)

其中，b为常数，取值范围为20～40，单位为mm。

下面通过一个具体的实例，对本发明作进一步详细的说明。

以某厂1250热连轧粗轧生产为例，采用本发明实施例所提供的板坯翘扣头控制方法进行翘扣头控制。在本实例中，a、b实际分别取50、30，n、m分别取4、3。

第一道次同一炉次上一块板坯头部翘扣检测值

为145mm，Pass₁_SledCoef'为2，第三道次同一炉次上一块板坯头部翘扣检测值

取80mm，Pass₃_SledCoef'为-2，当前块第一道次检测值

为75mm，则有：

第一道次块前馈雪橇系数调整量ΔQ_t,t ^pre2的计算公式具体如下：

由式(11)可知，当前块第一道次块前馈调整量ΔQ_1,1 ^pre2＝2，当前块第一道次雪橇系数为：

Pass₁_SledCoef＝Pass₁_SledCoef'+ΔQ_1,1 ^pre2＝2+2＝4

上游道次第二道次计算方式同第一道次。

第三道次时，当

第三道次块前馈调整量ΔQ_3,3 ^pre2计算同样依据公式(11)可得：ΔQ_3,3 ^pre2＝1；第三道次的道次前馈调整量ΔQ_3,1 ^now计算公式具体如下：

由于

由(12)可得：ΔQ_3,1 ^now＝-3，故由公式(7)可得，第三道次雪橇系数调整量：ΔQ₃＝ΔQ_3,1+ΔQ_3,3 ^pre2＝-3+1＝-2，当前块第三道次雪橇系数为：

Pass₃_SledCoef＝Pass₃_SledCoef'+ΔQ₃＝-2-2＝-4

下游其他道次雪橇系数调整量计算方式同第三道次。

统计该1250粗轧生产线三个月的翘扣头控制水平，发现采用本发明所述板坯翘扣头控制方法后，扣头现象得到明显减少，最大下降4.28％；满足现场翘扣头控制要求范围0mm～50mm的占比明显增加，相对人工控制最大增长10％；严重翘头现象减少显著，相对人工控制最大下降12％。

由以上技术方案可以看出，本发明实施例所提供的板坯翘扣头控制方法，实现了在轧制节奏快、钢种规格变化多的情况下对翘扣头的在线实时自动控制，避免人工频繁干预，从而降低了操作工劳动强度，改善了翘扣头控制效果，提高了热轧质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种板坯翘扣头控制方法，其特征在于：基于热连轧粗轧工艺中板坯多道次可逆轧制，上游道次翘扣头控制采用块前馈控制策略，下游道次采用块前馈控制策略联合道次前馈控制策略，其中，上游道次指第一、二道次；下游道次指除第一、二道次外其他各道次；

上游道次块前馈策略中，用于翘扣头控制的雪橇系数的计算方式为：

Pass_t_SledCoef＝Pass_t_SledCoef'+ΔQ_t

ΔQ_t＝ΔQ_t,t ^pre2

其中：

t：上游道次号，取值为1、2；

Pass_t_SledCoef：当前块第t道次雪橇系数设定值，单位为1；

Pass_t_SledCoef'：同一炉次上一块第t道次雪橇系数设定值，单位为1；

ΔQ_t：当前块第t道次雪橇系数调整量，单位为1；

ΔQ_t,t ^pre2：当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量，单位为1；

下游道次块前馈控制策略联合道次前馈控制策略中，用于翘扣头控制的雪橇系数的计算方式为：

Pass_k_SledCoef＝Pass_k_SledCoef'+ΔQ_k

ΔQ_k＝ΔQ_k,k-2+ΔQ_k,k ^pre2

其中：

k：下游道次号，取值为3、4、5…p，其中p为轧制总道次数；

Pass_k_SledCoef：当前块第k道次雪橇系数设定值，单位为1；

Pass_k_SledCoef'：同一炉次上一块第k道次雪橇系数设定值，单位为1；

ΔQ_k：当前块第k道次雪橇系数调整量，单位为1；

ΔQ_k,k-2：当前块第k道次的道次前馈雪橇系数调整量，单位为1；

ΔQ_k,k ^pre2：当前块第k道次的块前馈雪橇系数调整量，单位为1；

当前块第t道次块前馈雪橇系数调整量ΔQ_t,t ^pre2计算方式如下：

其中：

n为块前馈雪橇系数调整量，取值为0,±1,±2,±3，…，±n_max，n_max为块前馈雪橇系数调整量最大值；

为同一炉次上一块第t道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位为mm；

h_t_limit_low,n为当前块第t道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间下限，单位mm；

h_t_limit_up,n为当前块第t道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间上限，单位mm；

当前块第k道次的道次前馈雪橇系数调整量ΔQ_k,k-2计算方式如下：

其中：

m为雪橇系数调整量，取值为2,3，…，m_max，m_max为道次前馈雪橇系数调整量大值；

为当前块第k-2道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位mm；

为同一炉次上一块第k-2道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位mm；

Δh_k_limit_low,m为当前块第k道次道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间下限，单位mm；

Δh_k_limit_up,m为当前块第k道次道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间上限，单位mm；

下游道次当前块第k道次的块前馈雪橇系数调整量ΔQ_k,k ^pre2计算方式如下：

其中：

n为块前馈雪橇系数调整量，取值为0,±1,±2,±3，…，±n_max，n_max为块前馈雪橇系数调整量最大值；

为同一炉次上一块第k道次轧机出口板坯头部翘扣检测值，单位为mm；

h_k_limit_low,n为当前块第k道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间下限，单位mm；

h_k_limit_up,n为当前块第k道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间上限，单位mm；

当前块第t道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间下限h_t_limit_low,n的计算方式如下：

h_t_limit_low,n＝a×n

其中，a为常数，取值范围为40～60，单位为mm；

当前块第t道次块前馈雪橇系数取值为n时，翘扣检测值判断阈值区间上限h_t_limit_up,n的计算方式如下：

h_t_limit_low,n＝a×(n+1)；

当前块第k道次道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间下限Δh_k_limit_low,m的计算方式如下：

Δh_k_limit_low,m＝b×m

其中，b为常数，取值范围为20～40，单位为mm；

当前块第k道次道次前馈雪橇系数取值为m时，翘扣检测值差值判断阈值区间上限Δh_k_limit_up,m的计算方式如下：

Δh_k_limit_up,m＝b×(m+1)。

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