CN103191934A - 一种热连轧机活套套量预判方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供了一种热连轧机的活套套量预判方法，该方法用于在带钢穿带前对热连轧机机架间的各活套套量进行预判，该方法通过获得活套在带钢咬钢瞬间产生的套量以及活套为了防止起套或拉窄所需的套量补偿值，来得到各活套对应的热连轧机防起套或拉窄速度，从而得到套量系数。该套量系数越接近于零，则带钢就越能实现稳定穿带，避免起套和拉窄。

Description

一种热连轧机活套套量预判方法

技术领域

本发明涉及一种冶金过程中的控制方法，尤其涉及热连轧机中活套的控制方法。

背景技术

穿带是热连轧操作过程中十分重要而又难以控制的一个环节。穿带时，带钢咬入机架，使轧机负荷发生突然变化，从而引起传动***的动态速降。

热连轧的活套***就是利用这个动态速降形成的套量进行起套控制。目前，新建设的生产线都使用定位精度高、响应速度快的液压活套，其结构设置如图1所示，上游机架1和下游机架2之间设有活套辊4，活套角度为C，前仰角为A，后仰角为B，液压缸6带动转轴5驱动活套辊4运动，从而调节带钢3在机架间的张力。起套控制的过程是：机架咬钢后，活套辊4立即以一定转矩从起始位置开始抬起，直到接触带钢3，然后投入相应的控制方式。在活套控制过程中，活套角不能过大也不能过小。

如图2所示，曲线1表示活套角变化曲线，曲线2表示活套张力变化曲线。由于活套控制投入时，轧机动态速降过大，而冲击补偿不够，使得活套建张时活套角达到38.15度，最终活套角达到46.29度，使得活套的实际角度大于目标角度23度以上，并持续超过500ms，从而导致活套控制异常，严重时会产生堆钢事故。

如图3所示，曲线1表示活套角变化曲线，曲线2表示活套张力变化曲线。由于活套控制投入时，活套角过小(14.65deg)，其活套张力大于目标值，从而导致活套控制异常，使带钢头部拉窄，直至拉断。

发明内容

本发明的目的是提供一种热连轧机活套套量预判方法，其用于在带钢穿带前对热连轧机机架间的各活套套量进行预判，从而使得带钢能够更好的稳定穿带，避免起套和拉窄，进而提高产品质量。

本发明根据上述发明目的，提供了一种热连轧机的活套套量预判方法，其包括下列步骤：

(1)分别确定热连轧机机架之间的各活套在带钢咬钢瞬间产生的套量LOOP1_j：

${\mathrm{LOOP}1}_j=\frac{1}{2}\·V_{1j}\·t_j---\left(1\right)$

式(1)中，V_1j为带钢咬钢时，第j个活套对应的热连轧机机架的速度下降值(当带钢发生咬钢时，机架速度受到冲击，会导致机架速度的下降)；t_j为带钢咬钢后，第j个活套对应的热连轧机机架的速度从谷底值恢复至正常值所需的时间(当机架的速度下降到一定程度时，即谷底值时，即使控制***不对机架速度进行补偿，其速度也会恢复至正常值，但这个恢复的过程需要一定的时间，即t_j)，；j＝1，2，3，4，5，6(热连轧机具有七个机架，每两个相邻的机架之间设有一个活套，因此具有六个活套)；该式中V_1j和t_j均是通过检测元件测得的。

分别确定各活套为了防止起套或拉窄所需的套量补偿值LOOP2_j：

$\mathrm{LOOP}{2}_j=\frac{1}{2}\·V_{2j}\·t_j---\left(2\right)$

式(2)中，V_2j为第j个活套对应的速度补偿设定值(正如前文所述，现有的热连轧机为了补偿轧机在咬钢时发生的速度下降，往往赋予轧机一个速度补偿设定值)；t_j为带钢咬钢后，第j个活套对应的热连轧机机架的速度从谷底值恢复至正常值所需的时间，j＝1，2，3，4，5，6；

(2)分别确定各活套起套或拉窄的套量LOOP3_j：

LOOP3_j＝LOOP1_j-LOOP2_j    (3)

理论状态下，希望LOOP3_j＝0，那么，带钢咬入时将十分平稳，既不会发生起套，也不会发生拉窄，但实际情况下LOOP3不可能为0，因此需要根据LOOP3确定下面的热连轧机防起套或拉窄速度V_3j。

当LOOP3＞0时，说明速度补偿值产生的套量比速度下降值产生的套量大，此时带钢会发生拉窄。

当LOOP3＜0时，说明速度下降值产生的套量比速度补偿值产生的套量大，此时带钢会发生起套。

(3)分别确定各活套对应的热连轧机防起套或拉窄速度V_3j：

$V_{3j}=\frac{2\mathrm{LOOP}{3}_j}{t_j}---\left(4\right)$

(4)分别确定各活套对应的套量系数K_j：

$K_j=\frac{V_{3j}\·2\mathrm{\π}\·J\·{\mathrm{\ω}}_c}{60\·4\·1000\·T\·\mathrm{\η}}---\left(5\right)$

式(5)中，V_3j为第j个活套的热连轧机防起套或拉窄速度；J为轧机与马达的总转动惯量；ω_c为轧制速度控制环的截止频率；T为轧机负载转；η为马达传动比。上述J、ω_c、T、η皆由轧机的固有属性决定，根据轧机的不同，这些值也略有不同，当轧机确定时，这些值也是确定的，是本领域内的普通技术人员可以得知的。

(5)根据各活套对应的套量系数K_j对带钢的穿带稳定性进行预判：K_j＜0表明带钢会发生起套，K_j＞0表明带钢会发生拉窄，且K_j越接近于0表示带钢穿带越稳定。

在得到了套量系数K_j以后，控制***可以根据步骤(5)对带钢的穿带过程进行预判，然后为了使带钢的穿带过程更稳定，需要使套量系数K_j不断地接近于0，也即LOOP3_j不断地接近于0，那么需要对V_3j进行动态调整，进而需要对各活套对应的速度补偿设定值V_2j进行动态调整，防止带钢发生起套或拉窄。

本发明所述的热连轧机活套套量预判方法，通过获得活套在带钢咬钢瞬间产生的套量以及活套为了防止起套或拉窄所需的套量补偿值，来得到各活套对应的热连轧机防起套或拉窄速度，进而得到各活套对应的套量系数，从而对带钢即将进行的穿带过程的稳定性进行判断。根据判断的结果可以及早提前进行调整，从而实现带钢稳定穿带，避免起套和拉窄。

附图说明

图1为活套的结构设置示意图。

图2为活套控制过程中，起套角过大时，活套角、活套张力的变化曲线图。

图3为活套控制过程中，起套角过小时，活套角、活套张力的变化曲线图。

图4为本发明所述热连轧机活套套量预判方法的流程图。

具体实施方式

如图4所示，按照下列步骤得到热连轧机上六个活套的套量系数(本实施例中带钢的为普碳钢，厚度为3.0mm，)：

(1)分别确定热连轧机机架之间的六个活套在带钢咬钢瞬间产生的套量LOOP1_j，计算结果参见表1：

$\mathrm{LOOP}{1}_j=\frac{1}{2}\·V_{1j}\·t_j---\left(1\right)$

式(1)中，V_1j为带钢咬钢时，第j个活套对应的热连轧机机架的速度下降值(当带钢发生咬钢时，机架速度受到冲击，会导致机架速度的下降)；t_j为带钢咬钢后，第j个活套对应的热连轧机机架的速度从谷底值恢复至正常值所需的时间(当机架的速度下降到一定程度时，即谷底值时，即使控制***不对机架速度进行补偿，其速度也会恢复至正常值，但这个恢复的过程需要一定的时间，即t_j)，；j＝1，2，3，4，5，6(热连轧机具有七个机架，每两个相邻的机架之间设有一个活套，因此具有六个活套)；该式中V_1j和t_j均是通过检测元件测得的，其值参见表1。

分别确定各活套为了防止起套或拉窄所需的套量补偿值LOOP2_j，计算结果参见表1：

$\mathrm{LOOP}{2}_j=\frac{1}{2}\·V_{2j}\·t_j---\left(2\right)$

式(2)中，V_2j为第j个活套对应的速度补偿设定值(正如前文所述，现有的热连轧机为了补偿轧机在咬钢时发生的速度下降，往往赋予轧机一个速度补偿设定值)；t_j为带钢咬钢后，第j个活套对应的热连轧机机架的速度从谷底值恢复至正常值所需的时间，j＝1，2，3，4，5，6；

(2)分别确定各活套起套或拉窄的套量LOOP3_j，计算结果参见表1：

LOOP3_j＝LOOP1_j-LOOP2_j    (3)

理论状态下，希望LOOP3_j＝0，那么，带钢咬入时将十分平稳，既不会发生起套，也不会发生拉窄，但实际情况下LOOP3不可能为0，因此需要根据LOOP3确定下面的热连轧机防起套或拉窄速度V_3j。

当LOOP3＞0时，说明速度补偿值产生的套量比速度下降值产生的套量大，此时带钢会发生拉窄。

当LOOP3＜0时，说明速度下降值产生的套量比速度补偿值产生的套量大，此时带钢会发生起套。

(3)分别确定各活套对应的热连轧机防起套或拉窄速度V_3j，计算结果参见表1：

$V_{3j}=\frac{2\mathrm{LOOP}{3}_j}{t_j}---\left(4\right)$

(4)分别确定各活套对应的套量系数K_j：

$K_j=\frac{V_{3j}\·2\mathrm{\π}\·J\·{\mathrm{\ω}}_c}{60\·4\·1000\·T\·\mathrm{\η}}---\left(5\right)$

式(5)中，V_3j为第j个活套的热连轧机防起套或拉窄速度；J为轧机与马达的总转动惯量；ω_c为轧制速度控制环的截止频率；T为轧机负载转矩；η为马达传动比，其中各参量的取值以及1#-6#活套的套量系数K_j参见表1。

表1.

(5)根据表1计算得到的套量系数K_j可以得知，1#、2#活套对应的带钢穿带过程最为稳定，而6#活套对应的带钢穿带过程最不稳定。带钢在F3、F4机架之间以及F5、F6机架之间会发生拉窄，带钢在F4、F5机架之间以及F6、F7机架之间会发生起套。

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。

Claims (1)

1.一种热连轧机的活套套量预判方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)分别确定热连轧机机架之间的各活套在带钢咬钢瞬间产生的套量LOOP1_j：

${\mathrm{LOOP}1}_j=\frac{1}{2}\·V_{1j}\·t_j---\left(1\right)$

式(1)中，V_1j为带钢咬钢时，第j个活套对应的热连轧机机架的速度下降值；t_j为带钢咬钢后，第j个活套对应的热连轧机机架的速度从谷底值恢复至正常值所需的时间，j＝1，2，3，4，5，6；

分别确定各活套为了防止起套或拉窄所需的套量补偿值LOOP2_j：

$\mathrm{LOOP}{2}_j=\frac{1}{2}\·V_{2j}\·t_j---\left(2\right)$

式(2)中，V_2j为第j个活套对应的速度补偿设定值；t_j为带钢咬钢后，第j个活套对应的热连轧机机架的速度从谷底值恢复至正常值所需的时间，j＝1，2，3，4，5，6；

(2)分别确定各活套起套或拉窄的套量LOOP3_j：

LOOP3_j＝LOOP1_j-LOOP2_j    (3)

(3)分别确定各活套对应的热连轧机防起套或拉窄速度V_3j：

$V_{3j}=\frac{2\mathrm{LOOP}{3}_j}{t_j}---\left(4\right)$

(4)分别确定各活套对应的套量系数K_j：

$K_j=\frac{V_{3j}\·2\mathrm{\π}\·J\·{\mathrm{\ω}}_c}{60\·4\·1000\·T\·\mathrm{\η}}---\left(5\right)$

式(5)中，V_3j为第j个活套的热连轧机防起套或拉窄速度；J为轧机与马达的总转动惯量；ω_c为轧制速度控制环的截止频率；T为轧机负载转；η为马达传动比。

(5)根据各活套对应的套量系数K_j对带钢的穿带稳定性进行预判：K_j＜0表明带钢会发生起套，K_j＞0表明带钢会发生拉窄，且K_j越接近于0表示带钢穿带越稳定。

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