CN116197248A - 一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法，其包括薄板坯轧制设备，对轧机刚度进行调整；调整带钢中间坯的厚度；在铸坯在出扇形段出口处设置测宽仪，通过持续地与实际测量值进行比对，当比对得到的偏差不符合约束条件时，将预设给定的宽度值替换实际测量值；降低粗轧轧机的下压量至原下压量的预设百分比；调整活套的张力至预设值；在带钢尾部穿带后，轧机根据延时加速指令以延时时间为间隔并按预设策略进行分段加速。有效减少了薄规格带钢生产过程中跑偏、堆钢、卷形不良以及甩尾、轧烂等情况的发生。

Description

一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法。

背景技术

薄板坯连铸连轧技术是20世纪80年代末开发成功的重大创新技术，在上世纪90年代末到本世纪，该技术在全世界范围内得到迅速推广和广泛应用。薄板坯连铸连轧技术发展至今，形成了各具特色的多样化生产工艺，如CSP、ISP、FTSR/QSP、CEM、ESP等。从生产模式上，主要可分为间歇性轧制(单坯轧制、半无头轧制)和无头轧制两种。

其中MCCR(The Multi-mode Continuous Casting&Rolling Plant)是世界首条具有灵活生产模式的第三代薄板坯连铸连轧生产线，其采用了全新的生产线布局，实现单坯、半无头、无头三种轧制模式，其产品品种规格覆盖范围更广，产品性能及表面质量更优。而现有技术中，MCCR产线薄规格轧制过程，是一个涉及工艺、设备、操作等多因素的复杂过程，由于轧制力大、轧制速度快，导致带钢板形控制困难、带钢横断面温度不均等问题；同时高轧制速度下如何保证穿带稳定性，也是制约薄规格轧制的重要因素。

发明内容

本申请实施例通过提供一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法，至少部分解决了现有技术中带钢板形控制困难、带钢横断面温度不均的技术问题，实现了有效减少了薄规格带钢生产过程中跑偏、堆钢、卷形不良以及甩尾、轧烂等情况发生的技术效果。

第一方面，为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法，包括：

通过控制轧机承受的应力、轧机中受力带钢的长度以及阶梯垫板尺寸对轧机刚度进行调整；

通过上述薄板坯轧制设备自带模型调整上述带钢中间坯的厚度；

在铸坯在出扇形段出口处设置测宽仪，通过持续地与实际测量值进行比对，当上述比对得到的偏差不符合约束条件时，将预设给定的宽度值替换上述实际测量值；

带钢在进入粗轧过程时，降低粗轧轧机的下压量至原下压量的预设百分比；

通过对轧机活套的宽度、频次和角度偏差的修正，调整上述活套的张力至预设值；

在上述带钢尾部穿带后，当上述带钢厚度大于等于预设阈值时，设置预设延时时间，并发送延时加速指令，上述轧机根据上述延时加速指令以上述延时时间为间隔并按预设策略进行分段加速。

可选的，上述方法还包括：

在无头或半无头轧制时，第一轧机抛钢后间隔预设时间，第二轧机正常轧制，第三轧机、第四轧机和第五轧机分别在当前辊缝基础上打开预设距离。

可选的，上述方法还包括：

在上述薄板坯轧制设备的加热阶段，在上述带钢两侧设置对称的线圈，并按照预设要求进行加热。

可选的，上述并按照预设要求进行加热的步骤，还包括：

在上述带钢进入无头轧制时，设置加热功率等级，并按第一预设间隔时间提高一个功率等级；当检测到加热异常时，按预设百分比以相同杜尔间隔时间梯度逐次降低加热功率至零。

可选的，任一上述线圈环形设置，并与上述带钢平行。

可选的，上述通过上述薄板坯轧制设备自带模型调整上述带钢中间坯的厚度的步骤，还包括：

设定中间坯厚度的目标值，根据带钢种族层别和宽度厚度层别设置中间坯厚度设定表；

在减薄或返厚过程中，根据此时轧制计划中前后卷带钢的中间坯厚度变化量的步长值设置中间坯厚度变化步长表；

根据上述中间坯厚度设定表和上述中间坯厚度变化步长表对中间坯厚度进行补偿调整。

可选的，上述通过上述薄板坯轧制设备自带模型调整上述带钢中间坯的厚度的步骤，还包括：

检查负荷控制逻辑，并对中间坯的厚度变化根据带钢种族以及厚度设置约束条件，并调整中间坯厚度变化速度至预设要求。

可选的，上述检查负荷控制逻辑的步骤，还包括：

在粗轧过程中，对粗轧负荷值进行偏差计算；将得到的偏差值与预设值进行对比，根据对比结果检查负荷控制逻辑。

可选的，上述通过控制轧机承受的应力、轧机中受力带钢的长度以及阶梯垫板尺寸对轧机刚度进行调整的步骤，还包括：

在轧制过程中，上述轧机未负载时，控制上述轧机承受预设压力值。

可选的，上述在铸坯在出扇形段出口处设置测宽仪的步骤，还包括：

上述测宽仪上设置有用于测宽仪的保护罩。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过对轧机刚度、带钢中间坯的厚度的调整；在铸坯在出扇形段出口处设置测宽仪，通过持续地与实际测量值进行比对，当比对得到的偏差不符合约束条件时，将预设给定的宽度值替换实际测量值；降低粗轧轧机的下压量至原下压量的预设百分比；调整活套的张力至预设值；在带钢尾部穿带后，轧机根据延时加速指令以延时时间为间隔并按预设策略进行分段加速。有效减少了薄规格带钢生产过程中跑偏、堆钢、卷形不良以及甩尾、轧烂等情况的发生。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本申请提供的一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法的流程图；

图2为本申请中带钢因局部高点封锁率结果示意图；

图3为本申请中现有技术线圈的结构示意图；

图4为本申请中采用的线圈的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”应做广义理解，例如，可以是固定设置，也可以是可拆卸设置，或一体地设置；可以是机械设置，也可以是电设置；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本申请实施例中，提供了如图1所示的一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法，包括薄板坯轧制设备，即MCCR(The Multi-mode Continuous Casting&RollingPlant)第三代薄板坯连铸连轧生产线。该方法包括步骤S101～S106：

步骤S101，通过控制轧机承受的应力、轧机中受力带钢的长度以及阶梯垫板尺寸对轧机刚度进行调整；

需要说明的是，轧机刚度体现了该轧机抵抗轧制压力引起弹性变形的能力，轧机刚度作为轧机的重要属性，对辊缝影响非常大。不仅影响整体带钢的厚度精度，而且两侧刚度差影响轧机水平值的给定，对生产稳定性危害极大。其中横向刚度直接决定着轧出的板形是否良好，纵向刚度对于板带纵向厚度控制具有重要意义，轧机的横向刚度反映了轧机承载辊缝凸度抵抗轧制力波动而保持不变的能力。故此本实施例采用控制轧机承受的应力、轧机中受力带钢的长度以及阶梯垫板尺寸对提升轧辊的刚度来实现轧机刚度的调整。

步骤S102，通过薄板坯轧制设备自带模型调整带钢中间坯的厚度；

需要说明的是，带钢中间坯的厚度，其数值与后续操作数值均有对应，具体为粗轧负荷分配以及精轧过程中，完成穿带后轧机速度的控制；其中对于粗轧负荷分配的调整旨在避免中间坯厚度变化过大，超出阈值，造成粗轧负荷分配异常；而轧机速度的控制旨在避免带钢飞翘、起套的发生。

步骤S103，在铸坯在出扇形段出口处设置测宽仪，通过持续地与实际测量值进行比对，当比对得到的偏差不符合约束条件时，将预设给定的宽度值替换实际测量值；

需要说明的是，在浇铸开始之前，不同的钢种会有不同的出口宽度(此数据依据大量实际测量而来)，通过不断的与实际测量数据相比对，就能掌握每一个钢种出口宽度是多少，当发生实际测量值偏差较大时，此时实际测量值不被采纳，直接采用给定的宽度值，并对实际测量值进行替换。

步骤S104，带钢在进入粗轧过程时，降低粗轧轧机的下压量至原下压量的预设百分比；

需要说明的是，带钢在进入粗轧机时，第一架次下压量越大，内部组织进入再结晶速度越快，获得的原始奥氏体晶粒越细小，对后续带钢生产得到性能越好；因此粗轧机采用的是数值较大的压下量。而后续在实际生产过程中，发现随着拉速的逐步提高，粗轧压下量越大，对粗轧至精轧机间的匹配会产生较大影响(主要是在压下的一瞬间)。尤其是在混钢阶段(前一炉最后一块和下一炉第一块)，由于其内部组织不均匀，如果继续采取数值较大的压下量，对轧制稳定性会造成较大影响。因此，本实施例采用连轧模式时中间包吨位由50吨降为43吨，同时对混钢段采取“软压下”，所谓软压下，是相对于原压下量而言，其采用的压下量为原有的70％(即预设百分比)，这样对混钢区内部组织以及产线上下游机架间的生产更好地进行对接和匹配。

步骤S105，通过对轧机活套的宽度、频次和角度偏差的修正，调整活套的张力至预设值；

需要说明的是，活套张力控制带钢在机架间稳定运行的重要参数之一，其中宽度和频次的修正，旨在进行宽度补偿，具体地加大宽度调整死区。即宽度差值7.0mm降到了5.0mm，并对应地减少频次。而角度偏差的修正，旨在用来调节相邻机架间带钢的秒流量匹配，在控制时通过活套的张力和角度确保带钢在机架间平稳过渡。通过修正活套张力和套量，在轧制薄规格带钢时，活套控制角度在19-22°之间。

步骤S106，在带钢尾部穿带后，当带钢厚度大于等于预设阈值时，设置预设延时时间，并发送延时加速指令，轧机根据延时加速指令以延时时间为间隔并按预设策略进行分段加速。

需要说明的是，目前轧制薄规格是采用升速轧制策略，即精轧F5轧机完成穿带后，轧机控制系统将会进行升速，以便满足终轧温度目标值。为了保证穿带的稳定，薄规格带钢轧制时采用低速穿带、高速轧制的策略，低速穿带后带钢头部温度低于目标温度，如果按照目前的F5升速策略，轧制速度在短期内急速上升，会引起带钢飞翘、起套现在发生，不利于轧制稳定。故而本实施例依据不同的厚度组距来计算带钢的加速策略，当带钢厚度H≤1.4mm时，给轧机下达延时升速指令，轧机根据延时信息进行分段升速，以确保穿带时的稳定性；当H＞1.4mm时，按照现有的升速模式来进行穿带。由此提高薄规格轧制稳定性，1.5mm以下带钢轧制比例稳定在55％以上，带钢因局部高点导致的封锁率下降明显，如图2所示。

进一步地，方法还包括：在无头或半无头轧制时，第一轧机抛钢后间隔预设时间，第二轧机正常轧制，第三轧机、第四轧机和第五轧机分别在当前辊缝基础上打开预设距离。

需要说明的是，该步骤旨在压钢的情况发生，即轧制薄规格带钢时经常出现精轧机架抛钢时带钢尾部拍击轧辊、侧导板的情况，造成辊印或其他对辊的伤害，且对卷取造成较大影响。现有技术采用当尾部剪切点通过F2轧机时，将辊缝抬到最大，以避免带钢甩尾对轧辊造成的伤害。但是这样的话会导致带尾100m需要切除(40m厚度异常，60m温度异常)，极大影响成材率。为此，为此本实施例采用在无头或半无头轧制末期，F1轧机抛钢后2秒左右，F2轧机正常轧制，F3轧机在当前辊缝基础上打开30mm，F4轧机在当前辊缝基础上打开35mm，F5轧机在当前辊缝基础上打开40mm。

进一步地，方法还包括：在薄板坯轧制设备的加热阶段，在带钢两侧设置对称的线圈，并按照预设要求进行加热。

需要说明的是，轧制设备中采用的是感应加热，其可分为纵向磁通感应加热以及横向磁通感应加热。如图3所示，为纵向磁通感应加热的线圈布置，线圈围绕板带，交变磁通所引起的涡流平行于带材横截面，利用涡流的焦耳热加热带材。而采用纵向磁通感应加热对带材进行加热时，需要的频率很大。当厚度与透入深度的比值不大的情况下，即使增大加热的频率和电流也无法达到需要的温度。由此，本实施例采用如图4所示的线圈。在进行感应加热时，对称放置的两组线圈中同向的交变电流产生的磁通垂直于板带表面，涡流平行于带材，不存在相互抵消的问题，因此可以避免纵向磁通感应加热时的不足。

进一步地，并按照预设要求进行加热的步骤，还包括：

在带钢进入无头轧制时，设置加热功率等级，并按第一预设间隔时间提高一个功率等级；当检测到加热异常时，按预设百分比以相同杜尔间隔时间梯度逐次降低加热功率至零。

需要说明的是，在进入无头轧制时，所有9套感应加热器小车同时上线，压下至规定缝隙，设定缝隙为184mm。设定加热器输出功率为单台400kw，600kw，800kw，1000kw多个等级，相隔时间1分钟逐次增加带钢一个功率等级，直至到1000kw为止(总功率2000kw)。加热期间，若发现加热器发生异常(例如无法加热或温度过高等等)，按照每次20％的功率梯度逐次降低加热器功率至0。由此通过调整感应加热器的功率，提升带钢断面温度的均匀性。其中任一线圈环形设置，并与带钢平行。

进一步地，通过薄板坯轧制设备自带模型调整带钢中间坯的厚度的步骤，还包括：设定中间坯厚度的目标值，根据带钢种族层别和宽度厚度层别设置中间坯厚度设定表；在减薄或返厚过程中，根据此时轧制计划中前后卷带钢的中间坯厚度变化量的步长值设置中间坯厚度变化步长表；根据中间坯厚度设定表和中间坯厚度变化步长表对中间坯厚度进行补偿调整。

需要说明的是，对于中间坯厚度的补偿，可以根据生产情况，实时调整中间坯厚度设定补偿值，来修改中间坯厚度设定，调整范围由±1mm拓展至±2mm。具体地：中间坯厚度设定表，设定中间坯厚度的目标值，根据钢种族层别，宽度厚度层别进行设定。例如：钢种族为Q235B，其宽度为1250mm，厚度为1.0mm对应的中间坯厚度为9.3mm。中间坯厚度变化步长表，确定减薄或返厚过程中，轧制计划中前后卷带钢，中间坯厚度变化量的步长值。根据精轧出口厚度层别和刚种族层别进行划分；其中中间坯厚度设定值等于前一卷中间坯厚度设定值加上当前卷中间坯厚度变化量步长值。需要注意的是，当前卷中间坯厚度变化量步长值，在减薄时，对应中间坯厚度变化量表列(负值)；在返厚时，对应中间坯厚度变化步长表列(正值)。

进一步地，通过薄板坯轧制设备自带模型调整带钢中间坯的厚度的步骤，还包括：检查负荷控制逻辑，并对中间坯的厚度变化根据带钢种族以及厚度设置约束条件，并调整中间坯厚度变化速度至预设要求。

需要说明的是，在检查负荷控制逻辑以后，对中间坯厚度根据带钢种族和厚度调节中间坯厚度变化速度在预设范围内，避免中间坯厚度变化大，造成粗轧负荷分配异常。

进一步地，检查负荷控制逻辑的步骤，还包括：在粗轧过程中，对粗轧负荷值进行偏差计算；将得到的偏差值与预设值进行对比，根据对比结果检查负荷控制逻辑。

需要说明的是，现有技术中的负荷检查只是单一的对回路中增加一个AGC指令，根据返回的实际负荷值的大小来进行负荷分配以及调节。而本实施例中增加了一步运算，先计算当前负荷的偏差，如果负荷偏差在合理的范围内，证明当前采取的负荷值是合理的。具体地在控制系统的负荷控制回路中增加AGC指令；对控制系统的负荷控制回路中进行偏差值计算；对控制系统中偏差值与预设值进行对比验证，判断负荷回路计算值是否准确，判定误差在1％以内为准确。

进一步地，通过控制轧机承受的应力、轧机中受力带钢的长度以及阶梯垫板尺寸对轧机刚度进行调整的步骤，还包括：在轧制过程中，轧机未负载时，控制轧机承受预设压力值。

需要说明的是，在轧制过程中，轧机在没有负载时，轧机不处于受力状态，从而导致当有带钢通过时，轧机在轧制时的变形量增加明显，导致轧机的刚性降低。目前在轧机没有轧制带钢时，预先让轧机承受一部分应力，这样在实际轧制时轧机的变形量可大幅减少，从而提高了轧机刚性。

进一步地，在铸坯在出扇形段出口处设置测宽仪的步骤，还包括：测宽仪上设置有用于测宽仪的保护罩。

需要说明的是，由于出扇形段出口处铸坯温度在1000℃以上，因此会有水汽以及铁皮会对测量数据造成干扰，导致测量数据出现偏差，为了防止此种情况发生，给测宽仪表增加保护罩提供保护。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理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装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程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。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。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范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种提升连铸连轧产线薄规格轧制稳定性的方法，包括薄板坯轧制设备，其特征在于，所述方法包括：

通过控制轧机承受的应力、轧机中受力带钢的长度以及阶梯垫板尺寸对轧机刚度进行调整；

通过所述薄板坯轧制设备自带模型调整所述带钢中间坯的厚度；

在铸坯在出扇形段出口处设置测宽仪，通过持续地与实际测量值进行比对，当所述比对得到的偏差不符合约束条件时，将预设给定的宽度值替换所述实际测量值；

带钢在进入粗轧过程时，降低粗轧轧机的下压量至原下压量的预设百分比；

通过对轧机活套的宽度、频次和角度偏差的修正，调整所述活套的张力至预设值；

在所述带钢尾部穿带后，当所述带钢厚度大于等于预设阈值时，设置预设延时时间，并发送延时加速指令，所述轧机根据所述延时加速指令以所述延时时间为间隔并按预设策略进行分段加速。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在无头或半无头轧制时，第一轧机抛钢后间隔预设时间，第二轧机正常轧制，第三轧机、第四轧机和第五轧机分别在当前辊缝基础上打开预设距离。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述薄板坯轧制设备的加热阶段，在所述带钢两侧设置对称的线圈，并按照预设要求进行加热。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述并按照预设要求进行加热的步骤，还包括：

在所述带钢进入无头轧制时，设置加热功率等级，并按第一预设间隔时间提高一个功率等级；当检测到加热异常时，按预设百分比以相同杜尔间隔时间梯度逐次降低加热功率至零。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，任一所述线圈环形设置，并与所述带钢平行。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述薄板坯轧制设备自带模型调整所述带钢中间坯的厚度的步骤，还包括：

设定中间坯厚度的目标值，根据带钢种族层别和宽度厚度层别设置中间坯厚度设定表；

在减薄或返厚过程中，根据此时轧制计划中前后卷带钢的中间坯厚度变化量的步长值设置中间坯厚度变化步长表；

根据所述中间坯厚度设定表和所述中间坯厚度变化步长表对中间坯厚度进行补偿调整。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述薄板坯轧制设备自带模型调整所述带钢中间坯的厚度的步骤，还包括：

检查负荷控制逻辑，并对中间坯的厚度变化根据带钢种族以及厚度设置约束条件，并调整中间坯厚度变化速度至预设要求。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述检查负荷控制逻辑的步骤，还包括：

在粗轧过程中，对粗轧负荷值进行偏差计算；将得到的偏差值与预设值进行对比，根据对比结果检查负荷控制逻辑。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过控制轧机承受的应力、轧机中受力带钢的长度以及阶梯垫板尺寸对轧机刚度进行调整的步骤，还包括：

在轧制过程中，所述轧机未负载时，控制所述轧机承受预设压力值。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在铸坯在出扇形段出口处设置测宽仪的步骤，还包括：

所述测宽仪上设置有用于测宽仪的保护罩。

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