CN117983671A - 一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法及轧线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法及轧线，通过增设第一热金属检测器和第二热金属检测器，合理选择不同区域的速度设定，提高管线钢在ACC区域的跟踪精度，实现ACC头尾遮蔽时水流精准控制，提高钢板冷却性能，减少造成产品性能缺陷降价处理。

Description

一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法及轧线

技术领域

本发明涉及宽厚板冷却自动化控制技术，更具体地说，涉及一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法及轧线。

背景技术

如图1所示，现有5m厚板加速冷却生产工艺现场布置在精轧机后预矫和热矫间区域。

轧线DQ/ACC加速冷却系统，属于轧线核心关键工序之一，绝大部分高附加值厚板产品使用到此工序。随着厚板的产量、品种和规格的不断扩展，同时要满足不断提升的大范围冷却速率和低终冷温度需求的钢板性能，特别是管线钢的头尾遮蔽，是冷却流量命中率是产品性能保证的关键核心。

厚板冷却区域从结构上可以分为两个部分：高压喷嘴喷射冷却系统(DQ喷射冷却)和U型管冷却系统(ACC层流冷却)。

1、喷射冷却装置(DQ)

喷射冷却系统由5根夹送辊和夹送辊之间的4根中间辊组成。在5对夹送辊之间有4组(双集管)上集管和4组(双集管)下集管，用于喷水冷却。

2、层流冷却装置(ACC)

层流冷却系统(ACC)由15根上U管集管和30个下冷却集管组成。整个ACC冷却区由上下15个冷却阀门组成。

如图2所示，实际轧制生产中，钢板会存在“头尾温度”偏低的现象，针对此问题，在ACC冷却管线钢过程中设计了开启头尾遮蔽控制功能，具体是ACC阀门开启后，进入“头部遮蔽”控制；当“头部遮蔽关闭命令”有效时，进入“正常流量”控制；当“尾部遮蔽开启命令”有效时，进入“尾部遮蔽”控制，直到阀门关闭。

针对管线钢设定不同长度的头尾遮蔽流量，其流量一般小于正常流量，以提高钢板沿长度方向冷却的均匀性，达到保证钢板良好性能。

然而，在钢板冷却过程中，当冷却顺序执行得到“冷却阀门开启命令”后，冷却PLC根据实时计算的“冷却阀门开启位置”、“冷却阀门关闭位置”和每个阀门物理位置，得到DQ和ACC单个阀门开启和关闭命令，所以，冷却PLC控制系统对需要冷却的管线钢实际位置跟踪至关重要。

然而，实际生产中，钢板的位置跟踪计算是通过对辊道速度的积分。一旦出现更换辊道后，会出现跟踪位置偏差大的现象，可能与新辊道和钢板接触时打滑程度变化，辊道间打滑程度变化等有关。钢板位置跟踪偏差大直接影响到管线钢的冷却效果，造成产品性能缺陷降价处理。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法及轧线，避免现有技术缺陷的发生，提高管线钢在ACC区域的跟踪精度，实现ACC头尾遮蔽时水流精准控制，提高钢板冷却性能，减少造成产品性能缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法，包括以下步骤：

S1、轧机PLC发送最后道次信息；

S2、轧线上位机模型和冷却PLC接收道次信息；

S3、所述冷却PLC启动冷却命令；

S4、所述冷却PLC开启冷却顺序；

S5、各冷却设备开始动作；

S6、判断第一热金属检测器是否检测到冷却钢板的头部，若是，则进入步骤S7；若否，则返回步骤S5等待检测；

S7、启动冷却钢板的冷却速度；

S8、判断第二热金属检测器是否检测到所述冷却钢板的头部，若是，则进入步骤S9；若否，则返回步骤S7，继续等待检测；

S9、选择预矫直机速度计算位置跟踪，并修正入冷却跟踪位置；

S10、判断所述冷却钢板的头部跟踪位置是否到达水集管安装物理位置，若是，则进入步骤S11；若否，则返回步骤S9等待；

S11、所述冷却PLC执行所述轧线上位机模型设定的头部遮蔽流量设定；

S12、判断所述冷却钢板的尾部是否离开所述第二热金属检测器，若是，则进入步骤S13；若否，则返回步骤S9等待；

S13、所述冷却钢板的速度切换进入到钢板所占有的辊道上的设定速度计算跟踪位置；

S14、当所述冷却钢板的尾部离开当前组别所述水集管，对应该组别所述水集管的流量调节阀自动关闭；

S15、判断所述冷却钢板的尾部是否离开最后一组所述水集管，若是，则进入步骤S16；若否，则返回步骤S14，继续冷却所述冷却钢板；

S16、所述冷却PLC结束钢板冷却，并上传冷却实绩至上位机(L2管理系统)；

S17、等待下一块钢板冷却。

较佳的，所述第一热金属检测器位于预矫直机的入口位置；

所述第二热金属检测器位于预矫直机的出口位置。

较佳的，所述步骤S9具体包括：

所述第二热金属检测器检测到需要冷却的所述冷却钢板的头部，所述冷却钢板的位置跟踪以预矫直机的矫直速度进行积分计算，当所述冷却钢板的尾部离开所述第二热金属检测器，冷却钢板的速度切换到钢板所占有辊道速度进行位置跟踪。

较佳的，所述步骤S11具体包括：

所述轧线上位机模型根据所述冷却PLC对需要冷却的所述冷却钢板的头尾部位置跟踪，对所述冷却钢板的中部区域的水流量小于所述冷却钢板的头尾部区域的水流量进行设定。

另一方面，一种用于管线钢生产的轧线，包括设于预矫直机的入口位置的第一热金属检测器，以及设于预矫直机的出口位置的第二热金属检测器；

所述第一热金属检测器、所述第二热金属检测器与所述冷却PLC建立数据通讯；

所述用于管线钢生产的轧线实现所述的用于管线钢生产的位置跟踪控制方法。

本发明所提供的一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法及轧线，避免现有技术缺陷的发生，提高管线钢在ACC区域的跟踪精度，实现ACC头尾遮蔽时水流精准控制，提高钢板冷却性能，减少造成产品性能缺陷降价处理，可应用于同类宽厚板管线钢位置跟踪控制方法上，具有广泛的推广价值。

附图说明

图1是现有加速冷却生产工艺现场布置的示意图；

图2是现有ACC管线钢头部遮蔽的示意图；

图3是本发明位置跟踪控制方法的流程示意图；

图4是本发明位置跟踪控制方法现场布置的示意图；

图5是本发明轧线的框架示意图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

结合图3和图4所示，本发明所提供的一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法，包括以下步骤：

S1、轧机PLC发送最后道次信息；

S2、轧线上位机模型和冷却PLC接收道次信息；

S3、冷却PLC启动冷却命令；

S4、冷却PLC开启冷却顺序；

S5、各冷却设备开始动作；

S6、判断第一热金属检测器1是否检测到冷却钢板3的头部，若是，则进入步骤S7；若否，则返回步骤S5等待检测；

S7、启动冷却钢板的冷却速度；

S8、判断第二热金属检测器2是否检测到冷却钢板3的头部，若是，则进入步骤S9；若否，则返回步骤S7，继续等待检测；

S9、选择预矫直机速度计算位置跟踪，并修正入冷却跟踪位置；

S10、判断冷却钢板3的头部跟踪位置是否到达水集管安装物理位置，若是，则进入步骤S11；若否，则返回步骤S9等待；

S11、冷却PLC执行轧线上位机模型设定的头部遮蔽流量设定；

S12、判断冷却钢板3的尾部是否离开第二热金属检测器2，若是，则进入步骤S13；若否，则返回步骤S9等待；

S13、冷却钢板的速度切换进入到钢板所占有的辊道上的设定速度计算跟踪位置；

S14、当冷却钢板的头部依次进入各组别水集管时，水集管的流量调节阀依次自动打开，而当冷却钢板的尾部离开当前组别所述水集管，对应该组别水集管的流量调节阀自动关闭；

S15、判断冷却钢板的尾部是否离开最后一组水集管，若是，则进入步骤S16；若否，则返回步骤S14，继续冷却该冷却钢板；

S16、冷却PLC结束钢板冷却，并上传冷却实绩至上位机(L2管理系统)；

S17、等待下一块钢板冷却。

上述步骤S9的计算过程：需要冷却钢板3的头部，被第二热金属检测器2到，冷却钢板的位置跟踪以预矫直机的矫直速度进行积分计算，当冷却钢板3的尾部离开第二热金属检测器2，冷却钢板的速度切换到钢板所占有辊道速度进行位置跟踪。以钢板矫直速度进行位置跟踪计算，是因为冷却钢板处在矫直机中上下矫直辊系挤压中无打滑问题，提高冷却钢板的位置跟踪精度，从而使得钢板水冷却更均匀，确保了产品的各项性能。

上述步骤S11中头尾部设定控制原理：因轧机多道次的轧制，会造成轧制钢板头尾部温度偏低，所以轧线上位机模型根据冷却PLC对需要冷却的钢板头尾部位置跟踪进行相对钢板中部区域较小的水流量设定，更具体来说，头尾部的流量大小、遮蔽长度由上位机模型计算而来，冷却PLC根据模型设定执行。

本发明还提供了一种用于管线钢生产的轧线，包括设于预矫直机的入口位置的第一热金属检测器，以及设于预矫直机的出口位置的第二热金属检测器；

第一热金属检测器1的安装物理位置距离精轧机中心线的距离大概49m，第二热金属检测器2的安装物理位置距离精轧机中心线的距离大概60米。

本发明用于管线钢生产的轧线实现本发明用于管线钢生产的位置跟踪控制方法。

实施例

继续参考图3至图5所示，通过增设第一热金属检测器和第二热金属检测器，合理选择不同区域的速度设定，提高管线钢在ACC区域的跟踪精度，实现ACC头尾遮蔽时水流精准控制，提高钢板冷却性能，减少造成产品性能缺陷降价处理。可应用于同类宽厚板管线钢位置跟踪控制方法上，具有广泛的推广价值。

本实施例提供了一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法，包括以下步骤：

1)轧机PLC发送最后道次信息；

2)轧线上位机模型和冷却PLC接收道次信息；

冷却启动时，需要判断“轧制最后道次”是否有效，针对不同的冷却模式，“轧制最后道次”分别如下：

纯ACC冷却模式(1)，精轧轧制道次切换到“倒数第一道次”时，“轧制最后道次”信号有效。

带DQ冷却模式(3)，精轧轧制道次切换到“倒数第二道次”时，“轧制最后道次”信号有效。

3)冷却PLC启动冷却功能；

4)冷却PLC开始冷却顺序；

5)冷却各设备开始动作；

激活侧喷、激活冷却阀门、开启却阀门。

6)第一热金属检测器是否检测到冷却钢板头部或钢板头部位置大于第一热金属检测器物理安装位置距离轧机中心线约51m，若是，则进入步骤7)；若否，则返回步骤5)等待检测；

7)启动冷却钢板的冷却速度；

8)第二热金属检测器是否检测到冷却钢板头部或钢板头部位置大于第二热金属检测器物理安装位置距离轧机中心线约65m，若是，则进入步骤9)；若否，则返回步骤8)等待检测；

9)选择预矫直机速度计算位置跟踪，并修正入冷却跟踪位置；

10)冷却钢板头部跟踪位置是否到达ACC第1组水集管安装物理位置距离轧机中心线约72m，若是，则进入步骤11)，若否，则返回步骤9)等待；

11)冷却PLC执行上位机模型设定的头部遮蔽流量设定；

12)冷却钢板的尾部是否离开第二热金属检测器或第二热金属检测器物理安装位置距离轧机中心线约65m，若是，则进入步骤13)，若否，则继续选择预矫直机的速度执行钢板位置跟踪；

13)冷却钢板速度自动切换到钢板所占有的辊道上的设定速度计算跟踪位置；

14)钢板尾部依次离开每组冷却水集管流量调节阀自动关闭；

15)钢板尾部是否离开最后一组集管区域，若是，则进入步骤16)，若否，则继续冷却钢板；

16)冷却PLC结束钢板冷却，并上传冷却实绩至冷却上位机；

17)等待下一块钢板冷却。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种用于管线钢生产的位置跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、轧机PLC发送最后道次信息；

S2、轧线上位机模型和冷却PLC接收道次信息；

S3、所述冷却PLC启动冷却命令；

S4、所述冷却PLC开启冷却顺序；

S5、各冷却设备开始动作；

S6、判断第一热金属检测器是否检测到冷却钢板的头部，若是，则进入步骤S7；若否，则返回步骤S5等待检测；

S7、启动冷却钢板的冷却速度；

S8、判断第二热金属检测器是否检测到所述冷却钢板的头部，若是，则进入步骤S9；若否，则返回步骤S7，继续等待检测；

S9、选择预矫直机速度计算位置跟踪，并修正入冷却跟踪位置；

S10、判断所述冷却钢板的头部跟踪位置是否到达水集管安装物理位置，若是，则进入步骤S11；若否，则返回步骤S9等待；

S11、所述冷却PLC执行所述轧线上位机模型设定的头部遮蔽流量设定；

S12、判断所述冷却钢板的尾部是否离开所述第二热金属检测器，若是，则进入步骤S13；若否，则返回步骤S9等待；

S13、所述冷却钢板的速度切换进入到钢板所占有的辊道上的设定速度计算跟踪位置；

S14、当所述冷却钢板的尾部离开当前组别所述水集管，该组别所述水集管的流量调节阀自动关闭；

S15、判断所述冷却钢板的尾部是否离开最后一组所述水集管，若是，则进入步骤S16；若否，则返回步骤S14，继续冷却所述冷却钢板；

S16、所述冷却PLC结束钢板冷却，并上传冷却实绩至上位机；

S17、等待下一块钢板冷却。

2.根据权利要求1所述的用于管线钢生产的位置跟踪控制方法，其特征在于：所述第一热金属检测器位于预矫直机的入口位置；

所述第二热金属检测器位于预矫直机的出口位置。

3.根据权利要求1所述的用于管线钢生产的位置跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤S9具体包括：

所述第二热金属检测器检测到需要冷却的所述冷却钢板的头部，所述冷却钢板的位置跟踪以预矫直机的矫直速度进行积分计算，当所述冷却钢板的尾部离开所述第二热金属检测器，冷却钢板的速度切换到钢板所占有辊道速度进行位置跟踪。

4.根据权利要求1所述的用于管线钢生产的位置跟踪控制方法，其特征在于，所述步骤S11具体包括：

所述轧线上位机模型根据所述冷却PLC对需要冷却的所述冷却钢板的头尾部位置跟踪，对所述冷却钢板的中部区域的水流量小于所述冷却钢板的头尾部区域的水流量进行设定。

5.一种用于管线钢生产的轧线，其特征在于：包括设于预矫直机的入口位置的第一热金属检测器，以及设于预矫直机的出口位置的第二热金属检测器；

所述第一热金属检测器、所述第二热金属检测器与所述冷却PLC建立数据通讯；

所述用于管线钢生产的轧线实现如权利要求1-4之一所述的用于管线钢生产的位置跟踪控制方法。