一种带钢尾部跑偏的控制方法

摘要

本发明公开了一种带钢尾部跑偏的控制方法：当Fx-1或Fx-2轧机抛钢后，锁定此时Fx轧机的轧制力偏差，将其作为后续轧辊自动调平的目标；Fx轧机自动调平系统判断Fx轧机在第n个采样周期其两侧的轧制力偏差是否发生了变化，若发生了变化则说明带钢发生跑偏；Fx轧机自动调平系统计算第n个采样周期的调平量，然后判断其是否超出了Fx轧机的最大限幅值：如果是，根据Fx轧机的最大限幅值上抬或压下传动侧辊缝；如果否，根据调平量上抬或压下传动侧辊缝。

权利要求

1.一种带钢尾部跑偏的控制方法，其特征在于，包括下列步骤：（1）当Fx-1或Fx-2轧机抛钢后，锁定此时Fx轧机的轧制力偏差，将其作为后续轧辊自动调平的控制目标；

ΔF(DS-OS)LockOn＝FDS-FOS

式中：ΔF(DS-OS)LockOn为锁定时刻的Fx轧机两侧的轧制力偏差；

FDS为Fx轧机传动侧的轧制力；

FOS为Fx轧机工作侧轧制力；

（2）经过一段反应时间的延时后，Fx轧机自动调平系统判断Fx轧机在第n个采样周期其两侧的轧制力偏差是否发生了变化：ΔF(DS-OS)(n)＝ΔF(DS-OS)LockOn-ΔF(DS-OS)ist(n)式中：ΔF(DS-OS)ist(n)为在第n个采样周期Fx轧机两侧的轧制力偏差；

若ΔF(DS-OS)(n)为0，则不进入下一步骤；若ΔF(DS-OS)(n)不为0，则进入下一步骤；

（3）Fx轧机自动调平系统计算第n个采样周期的调平量ΔS(n)，且第n个采样周期的调平量ΔS(n)的计算公式为：ΔS(n)＝M*Kc*Kh*Kw*Kft*ΔF(DS-OS)(n)，式中：M为轧机的刚度系数；Kc为轧制力与辊缝的转换系数；Kh为厚度修正系数，Kh=Khx/h，Khx是Fx轧机的经验厚度系数，h为成品机架目标厚度；Kw为宽度修正系数，Kw=Kwx/w，Kwx是Fx轧机的经验宽度系数，w为成品机架目标宽度；Kft为温度修正系数，Kft=（1160－Kftx）/ft，Kftx是Fx轧机的经验终轧温度系数，ft为目标终轧温度；

（4）Fx轧机自动调平系统判断第n个采样周期的调平量ΔS(n)是否超出了Fx轧机的最大限幅值：如果是，则进行步骤（5b）；如果否，则进行步骤（5a）；

（5a）若第n个采样周期的调平量ΔS(n)为正值，则传动侧辊缝上抬ΔS(n)；若其为负值，则传动侧辊缝下压ΔS(n)，然后进行步骤（6）；

（5b）若第n个采样周期的调平量ΔS(n)为正值，则传动侧辊缝上抬Fx轧机的最大限幅值；若其为负值，则传动侧辊缝下压Fx轧机的最大限幅值，然后进行步骤（6）；

（6）Fx轧机抛钢，控制结束。

2.如权利要求1所述的带钢尾部跑偏的控制方法，其特征在于，所述采样周期为1～

50ms。

说明书

一种带钢尾部跑偏的控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种带钢轧制控制方法，尤其涉及一种控制带钢尾部跑偏的方法。

背景技术

[0002] 热轧带钢尾部是一复杂的工艺变化过程，因目前各工序技术的局限性，绝对理想的轧件是不存在的。即使品种和规格完全相同的带钢，在某些方面也存在一定的差异，这些差异包括：尾部温度差异、尾部厚度差异、尾部板型差异等等。而带钢尾部通过精轧机的时间非常短，留给控制系统控制的时间又非常有限(最短时只有0.4秒钟)，所以很难找到自动控制跑偏和轧破的方法。

[0003] 因此，目前带钢尾部跑偏依赖于操作人员的手动控制。带钢尾部跑偏的手动控制方法如下如图1所示：操作人员目测带钢尾部在每一个机架的跑偏情况，手动调节该机架辊缝调平按钮，当发现带钢1向传动侧跑偏时，调节传动侧辊缝2下压，工作侧辊缝3上抬，使带钢向工作侧移动。相反，当发现带钢向工作侧跑偏时，调节工作侧辊缝下压，传动侧辊缝上抬，使带钢向传动侧移动，以此达到控制带钢尾部跑偏的目的。

[0004] 然而，带钢尾部跑偏的手动控制方法存在下列缺点：

[0005] 1.完全依靠肉眼判断带钢跑偏，几乎不可能在跑偏发生的初期察觉，延误了处置时间；

[0006] 2.由于抛钢速度快，带钢尾部通过轧机的时间非常短，完全依靠人工手动控制的反应时间不足；

[0007] 3.由于带钢板形和温度经常发生变化，依据上一块带钢进行预先调平会导致判断失误。

发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种带钢尾跑偏的控制方法，该方法通过轧制力偏差来判断带钢跑偏的方向，从而有效控制带钢尾部在轧机内的跑偏问题，并减少由此而引起的轧破、表面缺陷和事故辊问题。

[0009] 精轧机组通常由7个机架组成，每个机架由一对支撑辊和一对工作辊组成。每个机架的两侧分别设置有压力传感器和位置传感器，可以分别测量每对工作辊传动侧和工作侧的轧制力大小和辊缝尺寸。由于带钢跑偏或其他因素会导致机架两侧的轧制力发生偏差，利用对轧制力偏差的分析就可以判断带钢的跑偏方向和程度。

[0010] 发明人通过分析认为，造成轧制力发生偏差的原因主要有：

[0011] 1)楔形的影响：轧件工作侧厚，工作侧轧制力大；

[0012] 2)轧件跑偏的影响：轧件整体偏向轧制中心线的工作侧：工作侧轧制力大；

[0013] 3)轧件两侧温度的影响：轧件工作侧温度低，工作侧轧制力大；

[0014] 4)上下工作辊不平行的影响：轧件工作侧辊缝小，工作侧轧制力大；

[0015] 5)仪表因素的影响：由于测压头检测引起的偏差，可能会引起单侧轧制力大。

[0016] 上述这些轧制偏差来源可以分为两类：

[0017] 第一类偏差：轧件本身所处轧辊位置带来的偏差。由于轧件在轧制过程中，不可能完全在理论轧制中心稳定不动，而是在偏一侧轧制，其引发的原因有多种，如由于导板对中的影响等等。对于第一类引起两侧轧制力的偏差，如果进行手动调平的话，如果工作侧轧制力大，则认为轧件偏工作侧，从而需要对工作侧辊缝进行下压处理，对传动侧辊缝进行上抬处理。

[0018] 第二类偏差：由于轧辊的一侧受到了更大的轧制力引起的偏差，但轧件并未偏此侧。其引发的原因包括：楔形的影响、轧件两侧温度的影响、轧辊上下辊辊缝不平行的影响等等。对于第二类引起两侧轧制力的偏差，如果进行手动调平的话，如果工作侧轧制力大，则认为轧件在工作侧辊缝小，或工作侧(温度低)材质硬，如果要对轧制力进行调平，则需要对工作侧进行上抬处理，对传动侧的辊缝进行下压处理。

[0019] 从上面的分析可以看出，由于上述两种偏差的调节方向是完全相反的，所以若要对带钢跑偏进行控制，需要确定哪一种偏差占主导，从而据此进行判断控制，而忽略另一种偏差。发明人经过分析认为，对于整块带钢而言，第一类偏差是特殊性因素，第二类偏差是普通性因素。因此，第一类偏差是可用的偏差，应当据此进行自动调平控制，而第二种偏差可忽略，理由如下：

[0020] 1)对于楔形的影响：由于粗轧的调平是采用全长性调平，轧制时不调平，所以可以认为楔形在沿整个中间坯方向是相对均匀的；

[0021] 2)对于两侧温度的影响：在加热时，根据烧嘴的布置及方向，以及轧制时与外界接触，可以相对认为两侧温度的变化与板坯长度没有太大关系。虽然在中部板坯温度略高，头尾与中部的两侧会有些许差异，但沿宽度方向上变化是基本一致的；

[0022] 3)轧辊上下辊的辊缝不平行的影响：如果不进行调平的话，轧制两侧调平在轧制过程中是保持稳定的，所以可以看成带钢全长性一致。此外，发明人在轧制状态下，采用手动下压实验进行两侧轧制力变化分析，发现两侧轧制力在下压约200um时，轧制力变化在5吨以内，机架F3，4，5各下压100um导致轧制力变化情况。因此可以看出，其轧制力变化在5吨以内，甚至小于系统性的仪表波动误差。

[0023] 本发明所述的控制方法的原理就是：上游机架抛钢的瞬间，对下游机架的两侧轧制力进行取值锁定，认为这时候所有的偏差都是由第二类偏差引起。如果取值锁定后，轧制力两侧再发生偏差，则认为此时所有影响都是由于带钢离开锁定时“中心”位置引起的轧制力偏差，即带钢发生了跑偏。

[0024] 本发明根据上述发明目的，提供了一种带钢尾部跑偏的控制方法，其通过上抬或压下轧机工作辊传动侧的辊缝对带钢尾部跑偏进行控制，具体包括下列步骤：

[0025] (1)当Fx-1或Fx-2轧机抛钢后，锁定此时Fx轧机的轧制力偏差ΔF(DS-OS)LockOn，将其作为后续轧辊自动调平的目标；

[0026] ΔF(DS-OS)LockOn＝FDS-FOS

[0027] 式中：ΔF(DS-OS)LockOn为锁定时刻的Fx轧机两侧的轧制力偏差；

[0028] FDS为Fx轧机传动侧的轧制力；

[0029] FOS为Fx轧机工作侧轧制力；

[0030] 上述锁定时刻是选择Fx-1轧机抛钢后还是Fx-2轧机抛钢后，可根据轧机的反应时间进行选择。

[0031] (2)经过一段反应时间的延时后，Fx轧机自动调平系统判断Fx轧机在第n个采样周期其两侧的轧制力偏差是否发生了变化：

[0032] ΔF(DS-OS)(n)＝ΔF(DS-OS)LockOn-ΔF(DS-OS)ist(n)

[0033] 式中：ΔF(DS-OS)ist(n)为在第n个采样周期Fx轧机两侧的轧制力偏差；

[0034] 若ΔF(DS-OS)(n)为0，说明Fx轧机在第n个采样周期其两侧的轧制力偏差未发生变化，则不进入下一步骤；若ΔF(DS-OS)(n)不为0，说明Fx轧机在第n个采样周期其两侧的轧制力偏差发生了变化，也就是说带钢尾部发生了跑偏，则进入下一步骤进行调平；上述反应时间，操作人员可以根据轧机的工作状况判断，本领域内技术人员应当熟知这一与轧机自身工况相关的经验数值，一般该数值为1～60ms。

[0035] (3)Fx轧机自动调平系统计算第n个采样周期的调平量ΔS(n)：

[0036] ΔS(n)＝M*Kc*Kh*Kw*Kft*ΔF(DS-OS)(n)

[0037] 式中：M为轧机的刚度系数；Kc为轧制力与辊缝的转换系数；Kh为厚度修正系数，Kh＝Khx/h，Khx是Fx轧机的经验厚度系数，h为成品机架目标厚度；Kw为宽度修正系数，Kw＝Kwx/w，Kwx是Fx轧机的经验宽度系数，w为成品机架目标宽度；Kft为温度修正系数，Kft＝(1160-Kftx)/ft，Kftx是Fx轧机的经验终轧温度系数，ft为目标终轧温度；上述与Fx轧机相关的经验系数均是由轧机自身属性决定的，本领域内技术人员应当根据轧机的自身属性熟知这些经验值。

[0038] (4)Fx轧机自动调平系统判断第n个采样周期的调平量ΔS(n)是否超出了Fx轧机的最大限幅值：如果是，则进行步骤(5b)；如果否，则进行步骤(5a)；Fx轧机的最大限幅值是机架的固定属性，本领域内技术人员应当熟知其所操作的轧机的各属性参数。

[0039] (5a)若第n个采样周期的调平量ΔS(n)为正值，则传动侧辊缝上抬ΔS(n)；若其为负值，则传动侧辊缝下压ΔS(n)，然后进行步骤(6)；

[0040] (5b)若第n个采样周期的调平量ΔS(n)为正值，则传动侧辊缝上抬Fx轧机的最大限幅值；若其为负值，则传动侧辊缝下压Fx轧机的最大限幅值，然后进行步骤(6)；

[0041] (6)Fx轧机抛钢，控制结束。

[0042] 优选地，所述采样周期为1～50ms，可以根据对控制精度的不同要求进行选取。

[0043] 本发明通过采用上述技术方案，使得自动控制代替了人工控制，而且控制效果非常好，由于带钢尾部跑偏造成的事故辊大幅下降。

附图说明

[0044] 以下结合附图和具体实施例来对本发明所述的带钢尾部跑偏的控制方法做进一步说明。

[0045] 图1为现有带钢尾部跑偏的手动控制方法示意图。

[0046] 图2为本发明所述的带钢尾部跑偏的控制方法示意图。

具体实施方式

[0047] 本实施例中，以发明人所使用的2050热轧生产线精轧机组为例，生产成品机架目标厚度h＝2.5mm，成品机架目标宽度w＝1173mm，目标终轧温度ft＝860℃的带钢，轧机刚度系数为1.67um/t。按照如图2所示的流程对F7机架进行调节：

[0048] (1)开始；

[0049] (2)F6轧机抛钢，压力传感器测得此时F7轧机工作辊两侧的轧制力偏差为0t，那么将其锁定为ΔF(DS-OS)LockOn；

[0050] (3)判断延时时间是否达到30ms，延时时间达到设定的30ms后，F7轧机自动调平系统投入控制；

[0051] (4)根据压力传感器实时测得的F7轧机工作辊两侧的轧制力值，得知F7轧机在第1个采样周期内，其两侧的轧制力偏差为20t，那么较之ΔF(DS-OS)LockOn，轧制力偏差变化了-20t；

[0052] (5)F7轧机自动调平系统根据下述公式以及表1所示的2050热轧生产线的经验系数，计算该采样周期的调平量ΔS(n)：

[0053] ΔS(n)＝M*Kc*Kh*Kw*Kft*ΔF(DS-OS)(n)

[0054] 表1.2050热轧生产线的轧机经验系数

[0055]机架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7
Kc 0.3-1.3 1.5-2.5 2-3 2.5-3.5 2.5-3.5 2-3 2-3
Khx 1.3-2.3 1.3-2.3 1.5-2.5 1.8-2.8 2.3-3.3 2.7-3.7 3.1-4.1
Kwx 500-1500 500-1500 500-1500 550-1650 600-1800 650-1950 700-2100
Kftx 150-450 150-450 150-450 150-450 150-450 150-450 150-450[0056] 表2.本实施例中根据表1所选取的取值

[0057]机架 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7
Kc 0.8 2 2.5 3 3 2.5 2.5
Khx 1.8 1.8 2 2.3 2.8 3.2 3.6
Kwx 1000 1000 1000 1100 1200 1300 1400
Kftx 300 300 300 300 300 300 300

[0058] ΔS＝M*Kc*Kh*Kw*Kft*ΔF(DS-OS)

[0059] ＝1.67×2.5×(3.6/2.5)×(1400/1173)×((1160-300)/860)×(-20)

[0060] ＝-144um

[0061] 对于2050热轧生产线，轧机F1-F5的允许调节量为±300-900um；轧机F6允许调节量为±200-600um；轧机F7允许调节量为±250-750um。根据上述范围值，本实施例中选择轧机F7的最大限幅量为±500um。

[0062] (6)F7轧机自动调平系统判断调平量ΔS(1)是否超出了F7轧机的最大限幅值：-144um未超出F7的最大限幅量为±500um。

[0063] (7)根据调平量ΔS(1)进行调平，将传动侧辊缝上下压-144um。

[0064] (8)F7轧机抛钢，控制结束。

[0065] 要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。