CN100581671C - 轧机的操作方法和相应的装置 - Google Patents

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Abstract

一计算机(8)借助一适用于每个轧制过程的轧机模型(16)根据这一轧制过程的带材(7)的预期输入参数(E，H，PB)测定轧机机架整定值(K，FG，FD)，并将其传输给执行这一轧制过程的轧机机架(1至6)。各轧机机架(1至6)根据传输过来的轧机机架整定值(K，FG，FD)进行自动调整，并以相应的方式轧制所述带材(7)。所述计算机(8)在适用于每个轧制过程的轧机模型(16)的范围内，也测定这一轧制过程的带材(7)的预期导出楔形(A)。一记录装置(17)在至少一个记录位置上记录一与所述带材(7)在所述记录位置上的实际导出楔形相关的测量变量(M)，并将其传输给所述计算机(8)。所述计算机(8)根据所述记录位置上的预期导出楔形(A)和记录中对应的测量变量(M)对所述轧机模型(16)进行调节。

Description

轧机的操作方法和相应的装置
技术领域
本发明涉及一种用于轧机的操作方法，在复数次轧制过程中所述轧机具有至少一个用于轧制一带材的轧机机架，其中，
-一计算机借助一适用于每个轧制过程的轧机模型，根据这一轧制过程预期带材的输入参数测定轧机机架整定值，并将其传输给执行这一轧制过程的轧机机架；
-执行这一轧制过程的轧机机架根据传输过来的轧机机架整定值进行自动调整，并根据测定的轧机机架整定值轧制带材。
本发明还涉及一种数据载体，所述数据载体上存储有一用于实施所述方法的计算机程序。此外，本发明还涉及一种计算机，其具有一存储有计算机程序的大容量存储器，因而可通过调入所述计算机程序来实施所述操作方法。除此之外，本发明还涉及一种由所述计算机控制的轧机，其具有至少一个用于在复数次轧制过程中轧制一带材的轧机机架。最后，本发明还涉及一种在所述轧机中轧制而成的带材，其中，所述轧机在轧制所述带材的过程中按所述操作方法进行工作。
背景技术
用于开篇所述类型的轧机的操作方法已广为人知。其多用于在一带材进入轧机之前进行预调整和/或在带材轧制完毕后保持整定值或以规定方式对整定值进行调整。计算机用来测定轧机机架整定值的轧机模型并非为一在闭环控制回路中根据额定值和实际值来测定并跟踪控制变量的简单的控制器。更确切地说，轧机模型的作用在于额定量的测定。随后根据测定的额定量只对轧机机架进行开环控制还是闭环控制(辅助的)，这一点并不十分重要。
带材穿过轧机机架或者从轧机机架中抽出是轧制带材，特别是热轧带钢时的一个关键过程。特别在轧制薄带材的过程中，带材头部和/或尾部有可能发生横向位移。这在极端情况下甚至可能导致带材在某一个轧制过程中发生断裂。因此，有必要采用一种能确保带材不发生或者只发生可被忽视的轻微横向位移的带材轧制方法。
在现有技术中，带材横向上对称的张力分布对于带材通道能否以轧机中心线对称来说是十分重要。对此，已知的解决方案是借助专门的偏转滚筒(或以其他方式)测定这个张力分布。例如通过工作辊的偏转来跟踪张力分布，使其变得对称或保持对称。其中，以人工方式或在一闭环控制回路中进行这种跟踪。
张力分布检测要求带材在对其进行轧制的轧机机架的前面和/或后面为绷紧的。否则，带材中就不会产生张力。因此，现有技术的处理方式只具有有限的适用性，特别是当带材头部和带材尾部穿过轧机时，因为在这两种情况下，带材只能单侧绷紧，也就是只在所述轧机机架的前面绷紧，或者只在所述轧机机架的后面绷紧，而无法同时在所述机架的前面和后面绷紧。控制回路至少为单侧开环。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于一轧机的操作方法和与之相应的产品，借助于所述方法可对带材头部和带材尾部进行轧制，使其不发生或只发生可以忽视的轻微的横向位移。
操作方法的目的通过下列方案实现：
-计算机在适用于每个轧制过程的轧机模型的范围内，计算这一轧制过程的带材预期导出楔形；
-一记录装置在轧机的至少一个记录位置上记录一与带材在这个记录位置上的实际导出楔形相关的测量变量，并将其传输给计算机；以及
-计算机根据所述记录位置上的预期导出楔形和在所述记录位置上记录的测量变量对轧机模型进行调节。
因为在此情况下，特别可实现逐个带材地对轧机模型进行改善，进而对改善后的轧机机架整定值进行测定。
有关数据载体、计算机、轧机和带材的目的通过权利要求13至16所述的装置而达成。
所述轧机可仅具有一单个轧机机架，并能够以可逆方式对所述带材进行轧制。但所述轧机通常建构为多机架轧机。在此情况下，每个轧制过程由不同的轧机机架执行。
如果带材的其中一个输入参数为这一轧制过程的一预期导入楔形，并且计算机依序对轧机机架整定值和预期导出楔形进行测定，所述操作方法就特别精确、可靠。因为在此情况下，一轧制过程的导出楔形与下一轧制过程的导入楔形相一致。
带材的重要输入参数尤指带材的硬度。
轧机机架整定值特定而言包括一轧制间隙楔形、一总轧制力和/或各轧机机架的一轧制力差。
如果计算机在一轧制过程的预期导出楔形的测定范围内，将之前的轧制过程的导出楔形作为考虑因素，计算机就可测定有关之前所有轧制过程的一楔形总结。借此可使所述操作方法获得更高的精确度。
通常在最后一个轧制过程结束后记录所述测量变量。但也可在最后一个轧制过程之前对其进行记录。
例如可将借助所谓的差动张力活套或带材张力测量辊测定的张力差用作所述测量变量。也可借助平直度测量装置或带材边缘测量装置记录所述测量变量。特别可靠的方法是，为至少一个轧制过程测定轧机机架整定值，使得带材在这个轧制过程之后具有带边浪波幅的边浪，再根据边浪波幅测定所述测量变量。边浪波幅之差特别为一可有效度量张力差和存在于带材中的导出楔形的尺度。
如果在最后一个轧制过程之前记录所述测量变量，并最迟在执行最后一个轧制过程时从带材中辊平边浪，所述的最后一个处理方法就特别有利。
作为可选方案，也可通过对带材边缘的位置、带材中心的位置和/或带材平面重心的位置进行自动光学分析来测定所述测量变量。在此可特别使用数字光学图像分析法。
特定而言只在带材处于无张力状态时才实施本发明的操作方法。因为在带材加载有张力时存在一可供使用的闭环控制回路，在此情况下，可通过其他方式确保对带材进行正常的横向引导。
附图说明
下面根据附图所示的实施例对本发明的优点和细节作进一步说明，其中：
图1为一多机架轧机的侧视示意图；
图2为图1所示的轧机的俯视图；
图3为一轧机机架的截面示意图；
图4为本发明的操作方法的一流程图；
图5为一主计算机的框图；以及
图6和图7为测定导入楔形和导出楔形的方法的示意图。
具体实施方式
如图1所示，一轧机具有多个轧机机架1至6。其中，图1以示例形式显示了一具有六个轧机机架1至6的轧机。但轧机机架1至6的数量也可大于或小于六。
在轧机的轧机机架1至6中轧制一带材7。带材7在多个轧制过程中被轧制，其中，每个轧制过程由轧机中不同的轧机机架1至6执行。
所述轧机由一主计算机8控制。为此，主计算机8具有一存储有计算机程序10的大容量存储器9。计算机程序10事先就已编好，并以(专门的)机器可读取的形式存储在一数据载体11上。例如CD-ROM为合适的数据载体11。计算机程序10通过数据载体11--或者例如通过因特网--被传输给主计算机8。
例如通过一使用者12输入一相应的调入指令调入计算机程序10后，主计算机8会根据程序的设计通过计算机程序10以一下文将会详细说明的方式对所述轧机进行控制。
带材7通常为一金属带，特别为一带钢。其具有一带长1与一带宽b(参见图2)，其中，带长1会在轧制过程中发生变化。此外，所述带材还具有一带材头部13与一带材尾部14。
为对带材7进行轧制，将带材头部13逐渐地穿入各个轧机机架1至6中。随后在各轧机机架1至6中对带材7进行轧制。最后再从各轧机机架1至6中抽出带材尾部14。其中，带材7在每个轧机机架1至6中的轧制过程均开始于带材头部13穿入各轧机机架1至6，并持续至带材尾部14被抽离各轧机机架1至6为止。
当带材7被绷紧在轧机机架1至6中的其中两个轧机机架之间，例如如图2所示绷紧在轧机机架2至5之间时，带材7中会存在一张力Z。为确保带材7对称地穿过轧机的中心线15，可对这个张力Z，更确切地说是对这个张力Z在带宽b范围内的分布进行记录并施加影响。但带材头部13，也就是从轧机机架1至6中的其中一个轧机机架(根据图2所示为轧机机架5)中出来、但尚未进入轧机机架1至6中的下一个轧机机架(根据图2所示为轧机机架6)的带材段从轧机机架5中出来时，处于无张力状态。在此情况下，如果带材7在轧机机架1至6中导出带材头部13的那个轧机机架中呈一导出楔形，也就是其中一侧厚于另一侧(参见图3)，带材头部13就会向一侧发生横向偏移。图2以示意图形式对此进行了图示(并且出于图示原因有所夸张)。
带材尾部14，也就是尚须进入轧机机架1至6中的其中一个轧机机架(根据图2所示为轧机机架2)、但已从前一个轧机机架(根据图2所示为轧机机架1)中出来的带材段在进入前述的轧机机架2时也处于无张力状态。在此情况下，如果带材7在轧机机架2中呈一导出楔形，带材尾部14就会向一侧发生横向偏移。图2也以示意图形式对此进行了图示(并且出于图示原因有所夸张)。
为避免带材头部13和/或带材尾部14发生这种偏移，可通过主计算机8实施一种下文将要详细说明的用于所述轧机的操作方法。
根据图4所示，在所述操作方法范围内先在步骤S1中向主计算机8传输输入参数H、E、PB。带材7的输入参数H、E、PB首先包括带材7的硬度H。此外，这些输入参数还特别包括带材7进入各轧机机架1至6时所呈现的一导入楔形E。最后，这些输入参数还包括其他的参数PB，例如带宽b、带材7的温度、厚度、导入速度等等。
主计算机8在一适用于第一轧制过程的步骤S2中借助一轧机模型16和带材7的输入参数H、E、PB为第一轧制过程测定轧机机架整定值K、FG、FD。测定的轧机机架整定值K、FG、FD包括一轧制间隙楔形K、一适用于各轧机机架1至6及其对应轧制过程的总轧制力FG、与一适用于各轧制过程的轧制力差FD。此外，主计算机8还在步骤S2中为第一轧制过程测定带材7在这个轧制过程中所呈现的一预期导出楔形A。
第一轧制过程的导出楔形A与下一轧制过程的一预期的导入楔形E相一致。因此，主计算机8会在步骤S3中检验，是否还有其他轧制过程需要执行。如果情况的确如此，主计算机就会在步骤S4中将由其测定的预期导出楔形A作为下一个轧制过程的预期导入楔形E，并重新传输回轧机模型16。必要时，主计算机还会在步骤S4中对带材7的其余参数H、PB进行修改。主计算机8通过这种方法借助轧机模型16依序为第二、第三等轧制过程测定相应的轧机机架整定值K、FG、FD和预期的导出楔形A。最后的结果是，主计算机8在一轧制过程的预期导出楔形A的测定范围内，将之前的轧制过程的预期导出楔形A考虑在内。
主计算机8在步骤S5中将测定的轧机机架整定值K、FG、FD传输给执行轧制过程的轧机机架1至6。每个轧机机架1至6根据传输过来的轧机机架整定值K、FG、FD进行自动调整，从而可执行其被分配的轧制过程，并根据测定的轧机机架整定值K、FG、FD对带材7进行轧制。
在轧机的至少一个记录位置上布置有一记录装置17。根据图1所示，每个轧机机架1至6的前后均存在相应的记录装置17。记录装置17记录带材7在各记录位置上的实际楔形测量变量M。因此，记录装置17记录的是记录位置上的带材7的实际导入楔形和导出楔形。记录装置将这些测量变量M传输给主计算机8，主计算机8在步骤S6中接收这些测量变量。
主计算机8在步骤S7中将记录的测量变量M传输给一实现在主计算机8内部、用于轧机模型16的调节装置18。此外，预期的导出楔形A也在步骤S7中被传输给调节装置18。借助于调节装置18，主计算机8可在步骤S8中根据记录位置上的预期导出楔形A和在记录位置上记录的测量变量M，测定用于轧机模型16的校正值KW，并借此对轧机模型16进行调节。其中，也可在调节装置18中根据预期导出楔形A测定对应的预期测量变量，或者与之相反，根据实际记录的测量变量M测定对应的实际导出楔形。两种情况下均可在调节装置18中对互相对应的量进行比较。
通过本发明的方法可逐步使轧机模型16与轧机的实际性能相匹配，从而可逐步改善对各个轧机机架1至6的预调整。
下文将要联系图6对记录测量变量M的方法举例进行详细说明。根据图6所示，主计算机8为至少一个轧制过程(或为对应的轧机机架1至6)测定其轧机机架整定值K、FG、FD，使得带材7在这个轧制过程之后或在这个轧机机架1至6后面具有边浪19、19′。边浪19、19′具有边浪波幅h、h′。在带材头部13导出时边浪19、19′形成在带材7的侧面边缘20、20′上。边浪一直保持到带材7进入下一个轧机机架1至6并被加载张力Z为止。带材尾部14从各轧机机架1至6中出来时也会发生类似的过程。波幅h、h′由记录装置17记录。在此情况下，波幅h、h′的(有符号的！)差相应于测量变量M，该测量变量M与带材7在各记录位置上的导入或导出楔形相关。
上文联系图6说明的方法特定而言并非在最后一个轧机机架6上实施，而是在此之前，也就是最迟在倒数第二个轧机机架5上实施。因为如此才能最迟在最后一个轧制过程中(或在最后一个轧机机架6上)轧制带材7中的边浪19、19′。在此情况下，测量变量M的记录自然须在最后一个轧制过程，即最迟在倒数第二个和最后一个轧机机架5、6之间进行。
原则上自然也可在最后一个轧制过程结束后记录测量变量M。在此情况下则必须为边浪19、19′确定公差，或以其他方式测定导出楔形。
当需要以其他方式测定导出楔形时，例如可以使用下文将要联系图7加以详细说明的方法。
根据图7所示，记录装置17为在带材7上方并朝向所述带材7的摄像机或诸如此类的物件。当带材头部13和带材尾部14位于记录装置17下方时，记录装置17会摄制一图像并将其数字化。数字化图像被传输给主计算机8，主计算机8借助已知的光学分析方法自动对其进行分析。例如可进行边缘测定。在此情况下可根据带材边缘20、20′的位置测定测量变量M。
作为可选方案，也可测定所有属于带材头部13或带材尾部14的像素的平面重心21，并据此测定测量变量M。也可测定带材中心22的位置，并据此测定测量变量M。
上文所述的本发明的操作方法原则上可不间断地实施，也就是说，即使在带材7绷紧在轧机机架1至6之间且加载有张力Z的情况下也可实施。但根据图4所示，特定而言在步骤S9中针对每个记录位置确定这个位置上是否存在带材7以及其是否处于无张力状态。只有在此情况下才能按本发明的操作方法对特定而言相对于带材头部13布置在各记录位置前面的轧机机架1至6和相对于带材尾部14布置在各记录位置后面的轧机机架1至6进行控制。否则就进行一传统的张力控制(步骤S10)。
借助本发明的用于一轧机的操作方法也可以简单的方式在带材头部13和带材尾部14的轧制方面逐步优化轧机的工作。

Claims (11)

1.一种用于一轧机的操作方法，所述轧机包括至少一个在复数个轧制过程中轧制一带材(7)的轧机机架(1至6)，其中，
一计算机(8)借助一适用于每个轧制过程的轧机模型(16)，基于这一轧制过程的带材(7)的预期输入参数(E，H，PB)测定轧机机架整定值(K，FG，FD)，并将所述整定值传输给执行这一轧制过程的轧机机架(1至6)，
执行这一轧制过程的轧机机架(1至6)根据传输过来的轧机机架整定值(K，FG，FD)进行自动调整，并根据测定的轧机机架整定值(K，FG，FD)轧制所述带材(7)，
其特征在于，
所述计算机(8)在适用于每个轧制过程的轧机模型(16)的范围内，测定这一轧制过程的带材(7)的预期导出楔形(A)，
一记录装置(17)位于所述轧机的至少一个记录位置上，记录一所述带材(7)在所述记录位置上与实际导出楔形相关的测量变量(M)，并将所述测量变量传输给所述计算机(8)，以及
所述计算机(8)根据所述记录位置上的预期导出楔形(A)和在所述记录位置上记录的测量变量(M)对所述轧机模型(16)进行调节，
为至少一个轧制过程测定所述轧机机架整定值(K，FG，FD)，使得所述带材(7)在这个轧制过程之后具有带边浪波幅(h，h′)的边浪(19，19′)，并由于波幅(h、h′)的差相应于测量变量(M)，所以根据所述边浪波幅(h，h′)测定所述测量变量(M)。
2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，
每个轧制过程由不同的轧机机架(1至6)执行。
3.根据权利要求1或2所述的操作方法，其特征在于，
所述带材(7)的其中一个输入参数(E，H，PB)为这一轧制过程的一预期导入楔形(E)，所述计算机(8)依序对所述轧机机架整定值(K，FG，FD)和所述预期导出楔形(A)进行测定。
4.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，
所述带材(7)的输入参数(E，H，PB)包括所述带材(7)的硬度(H)。
5.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，
所述轧机机架整定值(K，FG，FD)包括一轧制间隙楔形(K)、一总轧制力(FG)和/或一轧制力差(FD)。
6.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，
所述计算机(8)在一轧制过程的预期导出楔形(A)的测定范围内，将之前的轧制过程的预期导出楔形(A)作为考虑因素。
7.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，
在最后一个轧制过程之后记录所述测量变量(M)。
8.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，
在最后一个轧制过程之前记录所述测量变量(M)。
9.根据权利要求8所述的操作方法，其特征在于，
最迟在执行最后一个轧制过程中从所述带材(7)中辊平所述边浪(19，19′)。
10.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，
通过对所述带材(7)的带材边缘(20，20′)的位置、和/或带材中心(22)的位置、和/或平面重心(21)的位置进行自动光学分析来测定所述测量变量(M)。
11.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，
只在所述带材(7)处于无张力状态时才实施所述操作方法。
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