WO2013174213A1 - 冷连轧机性能前馈厚度控制方法 - Google Patents

Abstract

一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法，选择一个或多个机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪，其中，机架S₁必须被作为虚拟的带钢性能间接测量仪；计算来料变形抗力波动大小、在被选为带钢性能间接测量仪的机架上设置测压头，计算得到机架S₁的来料变形抗力波动大小，最后计算各个机架的前馈调节量。通过间接测量的来料变形抗力进行前馈的厚度控制，通过选定的机架对来料各段带钢的变形抗力进行测量，避免了来料热轧成品在性能上的波动对冷轧厚度控制精度的影响，提高了厚度控制的精度，对于确保整个钢卷长度方向上成品带钢厚度精度，减少成品带钢厚度波动以及保证轧制稳定具有积极意义。

Description

冷连轧机性能前馈厚度控制方法 技术领域

本发明涉及带钢冷轧领域， 尤其涉及一种冷连轧机带钢厚度控制方法。 背景技术

厚度精度是冷轧带钢最重要的质量指标之一。 随着汽车、 航空、 家电、 精密 仪表、 民用建筑、食品罐头等行业的兴起与发展， 对冷轧带钢的厚度精度具有严格 的要求。

冷连轧机是冶金行业中最复杂、 自动化程度最高、 精度要求最严的装备之一， 它在一定程度上代表了钢铁工业技术发展的水平。冷连轧机厚度前馈控制是保证冷 轧带钢成品厚度精度的重要手段。 来料厚差是冷轧带钢成品产生厚差的重要原因， 因此传统的冷连轧机厚度前馈控制使用在机架前直接测量的来料厚差进行前馈控 制。

由于热轧生产工艺的复杂性， 因此造成冷轧来料即热轧成品在性能上的波动。 性能波动具有一定规律性，具有性能波动的某段带钢进入冷连轧每一机架时都将产 生新的厚差。为了提高厚度控制精度，研究在带钢性能波动情况下的厚度前馈控制 方法具有重要的意义。

现有的冷连轧机厚度前馈控制方法， 在机架 Si前、 机架 s₂前和机架 s₅前采 用直接测量的来料厚差用于前馈控制，前馈控制的调节机构为机架 Si的液压控制、 机架 S₂的液压控制、 机架 S₅的液压控制， 前馈控制原理图如附图 1所示， 前馈控 制主要是为了消除瞬间偏差， 即当机架入口来料实际厚度出现较大幅度变化时，本 机架的液压控制做出相应动作， 使机架出口厚度偏差基本消除在本机架。

由于用户对冷轧产品厚度精度要求的提升以及热轧工艺的复杂性， 冷轧来料 性能波动对成品厚差的影响必须加以考虑。 在冷连轧机前采用直接测量来料性能， 需增加测量仪表，但是目前的测量仪表存在精度差的缺陷。该方法需增加设备投资 费用， 同时在生产过程中需增加设备维护人员。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 该 控制方法通过间接测量的来料变形抗力进行前馈的厚度控制，避免了来料热轧成品 在性能上的波动对冷轧厚度控制精度的影响，对于确保整个钢卷长度方向上成品带 钢厚度精度， 减少成品带钢厚度波动以及保证轧制稳定具有积极意义。

本发明是这样实现的： 一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 包括以下步骤： 步骤一、选择一个或多个机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 其中，机架 S 必须被作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 机架 S入口处设置有测厚仪；

步骤二、 计算来料变形抗力波动大小， 在被选为带钢性能间接测量仪的机架 上设置测压头，通过测压头测量得到机架 的变形抗力波动引起的轧制力偏差^ , 通过公式 1计算得到机架 S的来料变形抗力波动大小 ^Δ

' ^ (1),

式中， β·为变形抗力对机架 的轧制力影响系数， 该系数为经验参数， 由试 验取得；

步骤三、 计算各个机架的前馈调节量， 根据如下选择计算得到各个机架的前 馈调节量 '· , '为机架 的前馈调节量，

1)当机架 被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架 ^Si上设置有测压头 时， 机架 的前馈调节量 '通过公式 2计算得到，

_A Ak x F.

Av. = ~ ¹- ^ι- pⁱ (2)

式中， ^ΔΑ '为测厚仪测量得到的机架 S入口带钢厚度偏差， 如机架 S入 口处未设置测厚仪时， 机架 ^Si不进行前馈调节量的计算；

为机架 的纵向刚度；

为机架 入口带钢厚度对机架 的轧制力影响系数， 该系数 为经验参数， 由试验取得；

2)当机架 未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架 上未设置测压头 时，此机架的来料变形抗力波动大小为之前最接近的一个机架的来料变形抗力波动 大小， 即

, 机架 S的前馈调节量 由公式 ₃计算得到， _A Ak.xQ.+Ah.xF.

^Cpi (3),

式中， ^ΔΑ '为测厚仪测量得到的机架 入口带钢厚度偏差， 如机架 入口处未 设置测厚仪时， ^ΔΑ'·⁼⁽⁾;

^ ^为机架 的纵向刚度

为机架 入口带钢厚度对机架 的轧制力影响系数， 该系数为经验参数， 由试验取得。

所述步骤三第 2分项中， 当机架 ·未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即 机架¹ ^上未设置测压头并且机架 S入口处设置有测厚仪 (1)时， 计算机架的前馈调 节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数 ^β'· ,机架¹⁵ '的前馈调节 量 '由公式 4、 5计算得到，

_{Ay =}b_ixAk_ixQ_i + Ah_ixF_i

' (4)

式中： 为机架 性能前馈加权系数。

C .

其中 Q' (5)

^为机架 变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数， 该系数为经验参数， 由试验取得。

选择机架 和机架 &作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 在机架 S和机架 上 分别设置一个测压头， 在机架 S、 机架&和机架&的入口处设置测厚仪； 通过公

At = ~ ^L AL

式 l计算得到机架 S的来料变形抗力波动大小 , QA ； 最后计算机 架¹ ^、 机架 、 机架 &、 机架&、 机架 &的前馈调节量，

1)机架 被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， 机架 的前馈调节量 ^Δ 由公

y! =——— ^L

式 2计算得到， ^Cw ；

2)机架 未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^^=Δ , 机架 的前馈

Ay₂ = ~ ¹ ~ - 调节量 ²由公式 3计算得到， , ^Δ/¾2为测厚仪测量得到的 机架 入口带钢厚度偏差；

3)机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^^=Δ , 机架&的前馈 调节量 ³由公式 3计算得到， ^CP , 因机架&入口处未设置测 厚仪， 所以 ^Δ/¾ ^{= 0} , ；

4) 机架&被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， 因机架 &入口处未设置测厚 仪， 所以机架 ^S4不进行前馈调节量的计算；

5) 机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^ ^{= Δ} , 机架&的前馈

Ay₅ = ~ ⁵—^ ~ ¹

调节量 ^Δ 由公式 3 计算得到， , ^Δ/¾为测厚仪测量得到的 机架 入口带钢厚度偏差。

本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法通过间接测量的来料变形抗力进行前 馈的厚度控制，通过选定的机架对来料各段带钢的变形抗力进行测量， 当该段带钢 在下游机架进行轧制时综合考虑来料的厚度和变形抗力而对带钢进行厚度控制，避 免了来料热轧成品在性能上的波动对冷轧厚度控制精度的影响，提高了厚度控制的 精度，对于确保整个钢卷长度方向上成品带钢厚度精度，减少成品带钢厚度波动以 及保证轧制稳定具有积极意义。 附图说明

图 1为现有的冷连轧机厚度前馈控制方法控制流程原理框图；

图 2为本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法的实施例 1控制流程原理框图 图 3为本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法的实施例 2控制流程原理框图 图 4为本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法的实施例 3控制流程原理框图 图 5为本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法的实施例 4控制流程原理框图 图中： 1测厚仪、 2测压头。 具体实施方式

下面结合具体实施例， 进一步阐述本发明。 应理解， 这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后， 本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所 附权利要求书所限定的范围。

实施例 1

一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 包括以下步骤：

步骤一、选择一个或多个机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 其中，机架 S 必须被作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 机架 S入口处设置有测厚仪 1 ;

步骤二、 计算来料变形抗力波动大小， 在被选为带钢性能间接测量仪的机架 上设置测压头 2, 通过测压头 2测量得到机架 的变形抗力波动引起的轧制力偏差 ^ , 通过公式 1计算得到机架 的来料变形抗力波动大小 ^Δ · ,

' ^ (1),

式中， β·为变形抗力对机架 S的轧制力影响系数， 该系数为经验参数， 由试 验取得；

步骤三、 计算各个机架的前馈调节量， 根据如下选择计算得到各个机架的前 馈调节量 '· , '为机架 的前馈调节量，

1)当机架 ^Si被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架 ^Si上设置有测压头 2 时， 机架 的前馈调节量 '通过公式 2计算得到，

_A Ah. x F.

Av. = ~ ¹- ^ι- pⁱ (2)

式中， ^M '为测厚仪 1测量得到的机架¹^入口带钢厚度偏差， 如机架 入口处未设置测厚仪 1时， 机架 S不进行前馈调节量的计算；

为机架 的纵向刚度；

为机架¹^入口带钢厚度对机架 S的轧制力影响系数， 该系数 为经验参数， 由试验取得；

2)当机架 未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架 上未设置测压头 2时，此机架的来料变形抗力波动大小为之前最接近的一个机架的来料变形抗力波 动大小， ^ =^— 机架 的前馈调节量 '由公式 3计算得到，

_A Ak. x Q. + Ah. x F.

Ay. = ~ '-^ '-—— '- ■ (3),

式中， ^ΔΑ '为测厚仪 1测量得到的机架 入口带钢厚度偏差， 如机架 入口处 未设置测厚仪 1时， ^ΔΑ'· ^{= 0} ; ^ ^为机架 的纵向刚度

为机架 入口带钢厚度对机架 的轧制力影响系数， 该系数为经验参数， 由试验取得。

在本发明冷连轧机性能前馈厚度控制方法中， 为了进一步提高对带钢厚度控 制的精度， 所述步骤三第 2分项中， 当机架 未被选择为虚拟的带钢性能间接测量 仪即机架¹ ^上未设置测压头 2并且机架 S入口处设置有测厚仪 1时，计算机架的前 馈调节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数 ,机架 的前馈 调节量 '·由公式 4计算得到，

_{Ay =}b_ixAk_ixQ_i + Ah_ixF_i

(4)

式中： 为机架 性能前馈加权系数。

C .

其中 Q' (5)

^为机架 变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数， 该系数为经验参数， 由试验取得。

如图 2所示， 本实施例针对五机架六辊的轧机厚控系统对性能前馈厚度控制 方法进行说明，工业应用在 PLC控制器在执行控制时分程序运行区和数据存储区。 厚度控制算法的相关参数以及带钢信息表保存在数据存储区。 针对机架 S〜 的前 馈控制输出， 选择机架 S作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 在机架 S上设置一个 测压头 2, 在机架 S、 机架&和机架 的入口处分别设置一个测厚仪 1, 通过公式 1计算得到机架 S的来料变形抗力波动大小 ¾ ,机架 S〜&的 前馈厚度控制计算如下：

1)机架 被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， 机架 的前馈调节量 ^Δ 由公 式 2计算得到，

2) 机架 &未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^^=Δ , 机架&的前馈 调节量 ²由公式 3计算得到，

Ak₂xQ₂+Ah₂xF₂

Ay₂= -

² C ₉ AL = AL

3)机架 未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪, 机架 的前馈 调节量 ³由公式 3计算得到，

因

机架&入口处未设置测厚仪， 所以 ^Δ/¾ =

4)机架 ^S4未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， = 机架 的前馈 调节量 ⁴由公式 3计算得到，

因

机架 S, 设置测厚仪， 所以 "^{4 =}

5) 机架 ^未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪, 机架 ^ύ5的前馈 调节量 ^Δ 由公式 3计算得到，

实施例 2

一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 如图 3所示， 实施例 2和实施例 1 的区别在于， 选择机架 S和机架 作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 在机架 S和 机架¹ 上分别设置一个测压头 2 , 在机架¹ ^ι、 机架¹ 和机架&的入口处分别设置

= ~ ^L 一个测厚仪 1 ; 通过公式 1 计算得到机架 S的来料变形抗力波动大小 ,

¾ ； 最后计算机架¹ ^ι、 机架&、 机架&、 机架&、 机架&的前馈调节量，

1)机架 被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， 机架 的前馈调节量 i由公

Λγ_} =— ϊ—— ^L

式 2计算得到， ；

2)机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^ ^{= Δ} , 机架&的前馈 调节量 ²由公式 3计算得到，

△ = _ 2_^2 2 _ 2_

² C ₉ ^Δ"²为测厚仪 1测量得到的机架 入口带钢厚度偏差;

3)机架 &未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^ 机架 的前馈 调节量 ³由公式 3计算得到，

Ak₃xQ₃+Ah₃xF_{3 A} At x

△ - ^{3 3}

因机架&入口处未设置测厚仪， 所以 ^Δ/¾⁼⁰, ；

4) 机架¹ 被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， 因机架 入口处未设置测厚 仪， 所以机架 ^S4不进行前馈调节量的计算；

5) 机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^^=Δ , 机架&的前馈 调节量 ^Δ 由公式 3计算得到，

^Δ/¾为测厚仪 1测量得到的机架&入口带钢厚度偏差。

实施例 3

一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 如图 4所示， 实施例 3和实施例 1的 区别在于，计算机架的前馈调节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影 响系数：

1)机架 &未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪并且机架 &的入口处设置有 测厚仪 1, ^Ak2=^A ,机架&的前馈调节量 ²由公式 4、 5计算得到，

式中： 为机架&性能前馈加权系数。

C ₂

b₂ =a₂x—^―

其中 ^

式中： "²为机架 &变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数， 该系数为经 验参数， 由试验取得。

2)机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪并且机架&的入口处设置有 测厚仪 1, 公式 4计算得到，

式中： 为机架 ^性能前馈加权系数。 其中

式中： "⁵为机架 &变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数， 该系数为经 验参数， 由试验取得。

实施例 4

一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 如图 5所示， 实施例 4和实施例 2的 区别在于，计算机架的前馈调节量时增加一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影 响系数：

1)机架 &未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪并且机架 &的入口处设置有 测厚仪 1 , ^Ak2 =^A , 机架&的前馈调节量 ²由公式 4计算得到，

式中： 为机架&性能前馈加权系数

C ₂

b₂ = α₂ χ—^―

其中 ^

式中： "²为机架 &变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数， 该系数为经 验参数， 由试验取得。

2)机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪并且机架&的入口处设置有 测厚仪 1 ,

机架&的前馈调节量 ^Δ 由公式 4计算得到，

中： ^为机架&性能前馈加权系数。

b₅ = a₅

其中 Q₅ 中： "⁵为机架 &变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数， 该系数为经 由试验取得。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 其特征是， 包括以下步骤： 步骤一、选择一个或多个机架作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 其中，机架 S 必须被作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 机架 S入口处设置有测厚仪 (1);

步骤二、 计算来料变形抗力波动大小， 在被选为带钢性能间接测量仪的机架 上设置测压头 (2), 通过测压头 (2)测量得到机架 的变形抗力波动引起的轧制力偏 差^ , 通过公式 1计算得到机架 的来料变形抗力波动大小 ^Δ · ,

ΑΡ

At

(ι)'

式中， β·为变形抗力对机架¹ ^'·的轧制力影响系数， 该系数为经验参数， 由试 验取得；

步骤三、 计算各个机架的前馈调节量， 根据如下选择计算得到各个机架的前 馈调节量 '为机架 的前馈调节量，

当机架 S被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架 上设置有测压头 (2) 时， 机架 S的前馈调节量 '通过公式 2计算得到，

式中， ^Δ "'为测厚仪 (1)测量得到的机架^ '入口带钢厚度偏差， 如机架 ^ύ'· 入口处未设置测厚仪 (1)时， 机架 不进行前馈调节量的计算；

^CP^l为机架 ^Si的纵向刚度；

为机架 ^Si入口带钢厚度对机架 ^Si的轧制力影响系数， 该系数 为经验参数， 由试验取得；

当机架 未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架 S上未设置测压头 (2) 时，此机架的来料变形抗力波动大小为之前最接近的一个机架的来料变形抗力波动 大小， ^― 机架 S的前馈调节量 由公式 ₃计算得到，

Ak. x O. + Ah. x F.

^Cpi (3),

式中， ^ΔΑ '为测厚仪 (1)测量得到的机架 S入口带钢厚度偏差， 如机架 S入口处 未设置测厚仪 (1)时， ^ΔΑ'· ^{= 0} ; ''为机架 ^ύ'·的纵向刚度

为机架 ^Si入口带钢厚度对机架 ^Si的轧制力影响系数， 该系数为经验参数， 由试验取得。

2. 如权利要求 1所述的冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 其特征是： 所述步 骤三第 2分项中，当机架 S未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪即机架 S上未设 置测压头 (2)并且机架 S入口处设置有测厚仪 (1)时， 计算机架的前馈调节量时增加 一个变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数 ^β'·, 机架 S的前馈调节量 由公 式 4、 5计算得到，

_{Ay =}b_ixAk_ixQ_i + Ah_ixF_i

(4)

式中： 为机架 S性能前馈加权系数。

C .

其中 Q' (5)

^为机架 变形抗力对厚度前馈参数补偿量的影响系数， 该系数为经验参数， 由试验取得。

3. 如权利要求 1所述的冷连轧机性能前馈厚度控制方法， 其特征是： 选择机 架 和机架 作为虚拟的带钢性能间接测量仪， 在机架 和机架 上分别设置一 个测压头 (2), 在机架¹ ^ι、 机架¹ 和机架&的入口处设置测厚仪 (1); 通过公式 1计 算得到机架 S的来料变形抗力波动大小 , ； 最后计算机架 S、 机架&、 机架&、 机架¹ ^4、 机架&的前馈调节量，

1)机架 被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， 机架 的前馈调节量 i由公 式 2计算得到，

；

2)机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^^=Δ , 机架&的前馈

Ay₂ = ~ ²—^ ~ - 调节量 ²由公式 3计算得到， , ^Δ/¾2为测厚仪 (1)测量得到 的机架&入口带钢厚度偏差；

3)机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^^=Δ , 机架&的前馈 调节量 ³由公式 3计算得到， ^CP , 因机架&入口处未设置测 厚仪， 所以 ^Δ/¾⁼⁰, ^CP^ ；

4) 机架¹ 被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， 因机架 入口处未设置测厚 仪， 所以机架 ^S4不进行前馈调节量的计算；

5) 机架&未被选择为虚拟的带钢性能间接测量仪， ^Δ^^=Δ , 机架&的前馈

_Λ Ak, χ ft + Ah, x

Δ¾ =·

调节量 ^Δ 由公式 3计算得到， , ^Δ/¾为测厚仪 (1)测量得 的机架 &入口带钢厚度偏差。