CN103302110A - 一种宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，包括步骤：建立笛卡尔坐标系，确定钢板运输辊道的辊道中心线和钢板中心线；采集运输线上钢板的扫描式高温计图像，并通过该图像计算钢板驱动侧、非驱动侧边部距离辊道中心线的距离，并确定钢板中心线相对辊道中心线的偏移量；依据偏移量确定边部遮蔽前馈修正量；依据所述的边部遮蔽前馈修正量和通过边部遮蔽模型获取的钢板预遮蔽量，确定边部遮蔽装置驱动侧和非驱动侧的移动距离；在钢板到达控制冷却***前，依据所述各移动距离，完成遮蔽控制。本发明克服了冷却过程中，钢板两侧边部遮蔽量不一致的问题，能及时调整钢板边部遮蔽量，保证钢板宽度方向上温度的均匀性。

Description

一种宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法

技术领域

本发明属于轧钢控制技术，具体是一种宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法。

背景技术

在宽厚板的生产过程中，钢板出精轧机后，进入水冷区域进行快速冷却，得到目标组织和性能钢板；而冷却均匀性控制在冷却过程中举足轻重。

而钢板在轧制过程中或者从精轧机运输到水冷装置的过程中，往往会出现钢板的中心位置不在运输辊道的中心线上的问题，导致钢板在水冷辊道上偏向一侧，而模型预计算的边部遮蔽位置左右两侧一致，从而使钢板两侧遮蔽量不等，以致降低边部遮蔽效果，导致钢板宽度方向温度不均，进而影响产品质量。

目前，通过边部遮蔽装置来保证钢板宽度方向上温度的均匀性是一种常用的冷却方式，但是现有边部遮蔽装置的控制方法主要是按照模型预先设定值进行控制，没有考虑到钢板轧制过程和轧后运输过程中，会出现钢板的中心线位置不在运输辊道的中心线上的问题，不能够依据钢板位置进行边部遮蔽前馈控制，从而不能及时调整钢板的边部遮蔽量。此为现有技术的不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足之处，提供一种能够解决因钢板中心线与运输辊道中心线不重合，致使钢板在冷却过程中两侧边部遮蔽量不一致，从而造成钢板宽度方向上温度不均问题的宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，本技术方案能够在钢板进入水冷***前提前进行预设定边部遮蔽量并作及时调整。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下一种宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，包括步骤：

(1)建立笛卡尔坐标系，确定钢板运输辊道的辊道中心线和钢板中心线；

(2)通过扫描式高温计采集运输辊道线上钢板的高温计图像，并通过所采集的高温计图像计算钢板驱动侧边部距离辊道中心线的距离x₁和钢板非驱动侧边部距离辊道中心线的距离x₂，同时确定钢板中心线相对于辊道中心线的偏移量Δx，且Δx＝x₁-x₂；

(3)依据所述的偏移量Δx，确定边部遮蔽前馈修正量，使钢板驱动侧边部遮蔽量E_DS与钢板非驱动侧边部遮蔽量E_NDS相等；

(4)依据所述的边部遮蔽前馈修正量和通过边部遮蔽模型获取的钢板预遮蔽量，确定边部遮蔽装置驱动侧的移动距离及其非驱动侧的移动距离；

(5)根据所述的各移动距离，在钢板到达控制冷却***前，对遮蔽装置进行相应调节，完成遮蔽控制。

其中，步骤(1)中所述的笛卡尔坐标系以运输辊道的宽度方向所在直线为x轴、以钢板的前进方向所在直线为y轴。

其中，步骤(2)中所述的扫描式高温计安装在运输辊道中心线的正上方。

其中，步骤(3)中所述的边部遮蔽前馈修正量为钢板中心线相对于辊道中心线的偏移量Δx；且Δx=0时，钢板中心线与辊道中心线重合，边部遮蔽前馈修正量的值为0；Δx>0，即x₁＞x₂时，钢板中心线在辊道中心线一侧，且边部遮蔽前馈修正量的值为Δx＝x₁-x₂；Δx<0，即x₁＜x₂时，钢板中心线在辊道中心线的另一侧，且边部遮蔽前馈修正量的值为Δx＝-(x₁-x₂)。

其中，步骤(4)中所述的边部遮蔽装置驱动侧的移动距离为

L＝x_PDS-(w_plate/2-x_Prc）-Δx，

所述的边部遮蔽装置非驱动侧的移动距离为

L＝x_PNDS-(w_plate/2-x_Prc）+Δx,

其中,x_PDS为驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线的初始距离,x_PNDS为非驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线的初始距离，w_plate为钢板宽度，x_Prc为钢板预遮蔽量，Δx为边部遮蔽前馈修正量。

其中，所述笛卡尔坐标系以运输辊道中心线为y轴、以钢板的前进方向为y轴正方向。

与现有技术方案相比，本发明的优点在于：

本发明能够自动调节边部遮蔽装置的遮蔽量，克服了钢板轧制过程和轧后运输过程中钢板中心线偏离运输辊道的中心线、却不能够根据检测钢板位置进行边部遮蔽前馈控制的弊端，能及时跟进调整边部遮蔽量，保证了钢板在冷却过程中两侧遮蔽量的一致性，实用性强。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式，下面将对实施方式中所需要使用的附图作一简单地介绍。

图1为本发明的流程图。

图2为本发明所述笛卡尔坐标系的一种实施方式。

图3为图2所示笛卡尔坐标系内钢板的一种状态示意图。

图4为本发明在图2所示笛卡尔坐标系下的一种实施方式。

其中：1为钢板，2为运输辊道，3为扫描式高温计，CL_roll为辊道中心线，CL_plate为钢板中心线，Δx为钢板中心线相对于辊道中心线的偏移量，x₁为钢板驱动侧边部距离辊道中心线的距离，x₂为钢板非驱动侧边部距离辊道中心线的距离，x₃为扫描式高温计非驱动侧测量范围边部距辊道中心线的距离,x₄为扫描式高温计的测量范围,x_PNDS为非驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线的初始距离,x_PDS为驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线的初始距离,x_WNDS为修正后非驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线的距离,x_WDS为修正后驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线的距离。

具体实施方式

为便于说明，下面结合附图，对发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的一种宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，包括步骤：

(1)建立笛卡尔坐标系，确定钢板1的运输辊道2的辊道中心线CL_roll和钢板1的钢板中心线CL_plate；

(2)通过扫描式高温计3采集运输辊道线上钢板的高温计图像，并通过所采集的高温计图像计算钢板1驱动侧边部距离辊道中心线CL_roll的距离x₁和钢板1非驱动侧边部距离辊道中心线CL_roll的距离x₂，同时确定钢板中心线CL_plate相对于辊道中心线CL_roll的偏移量Δx，且Δx＝x₁-x₂；

(3)依据所述的偏移量Δx，确定边部遮蔽前馈修正量，使钢板1驱动侧边部遮蔽量E_DS与钢板1非驱动侧边部遮蔽量E_NDS相等；

(4)依据所述的边部遮蔽前馈修正量和通过边部遮蔽模型获取的钢板预遮蔽量，确定边部遮蔽装置驱动侧的移动距离及其非驱动侧的移动距离；

(5)根据所述的各移动距离，在钢板1到达控制冷却***前，对遮蔽装置进行相应调节，完成遮蔽控制。

其中，如图2所示，以辊道中心线CL_roll为y轴、以钢板1的前进方向所在直线为y轴建立笛卡尔坐标系。具体地，所述笛卡尔坐标系以运输辊道中心线CL_roll为y轴、以钢板1的前进方向为y轴正方向，并在该笛卡尔坐标系中确定出钢板1运输辊道2的辊道中心线CL_roll和钢板中心线CL_plate，其中辊道中心线CL_roll与y轴重合。

其中，如图3所示，将扫描式高温计3安装在运输辊道中心线CL_roll的正上方。x₄为扫描式高温计3的测量范围，x₃为扫描式高温计3非驱动侧测量范围边部距辊道中心线CL_roll的距离，x₃=x₄/2；x₁为钢板1驱动侧边部距离y轴的距离，x₂为钢板1非驱动侧边部距离y轴的距离，且令钢板1的宽度为w_plate，则x₁+x₂=w_plate；钢板中心线CL_plate相对于辊道中心线CL_roll(y轴)的偏移量Δx＝x₁-x₂。

其中，所述的边部遮蔽前馈修正量为钢板中心线CL_plate相对于辊道中心线CL_roll的偏移量Δx，从而有边部遮蔽前馈修正量为Δx＝x₁-x₂；且若Δx=0，则钢板中心线CL_plate与辊道中心线CL_roll的重合，边部遮蔽前馈修正量的值为0；若偏移量Δx>0，如图3所示，x₁＞x₂，则钢板1沿x轴负方向移动，且钢板中心线CL_plate在辊道中心线CL_roll左侧，边部遮蔽前馈修正量的值为Δx＝x₁-x₂；若Δx<0，即x₁＜x₂，则钢板1沿x轴正向移动，钢板中心线CL_plate在辊道中心线CL_roll的右侧，且边部遮蔽前馈修正量的值为Δx＝-（x₁-x₂）。

其中，如图4所示,x_WDS为修正后驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线CL_roll的距离,x_WNDS为修正后非驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线CL_roll的距离,x_PDS为驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线CL_roll的初始距离,x_PNDS为非驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线CL_roll的初始距离，w_plate为钢板1宽度，x_Prc为钢板预遮蔽量，Δx为边部遮蔽前馈修正量，则

x_WDS＝(w_plate/2-x_Prc)+Δx；

x_WNDS＝(w_plate/2-x_Prc)-Δx；

进一步可以得到，边部遮蔽装置驱动侧的移动距离为

L＝x_PDS-x_WDS＝x_PDS-(w_plate/2-x_Prc)-Δx，

边部遮蔽装置非驱动侧的移动距离为

L＝x_PNDS-x_WNDS＝x_PNDS-(w_plate/2-x_Prc)+Δx。

例如，由w_plate=3905mm，x₁=1958.75mm，x₂=1946.25mm，x_PDS＝x_PNDS＝2200mm，则有：

钢板预遮蔽量x_Prc=46.15mm，

边部遮蔽前馈修正量为Δx＝x₁-x₂＝12.5mm，

修正后驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线CL_roll的距离为

x_WDS＝(w_plate/2-x_Prc)+Δx＝1918.85mm，

修正后非驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线CL_roll的距离为

x_WNDS＝(w_plate/2-x_Prc)-Δx＝1893.85mm；

从而，边部遮蔽装置驱动侧移动距离L_DS＝x_PDS-x_WDS＝281.15mm；边部遮蔽装置非驱动侧工作位置L_NDS＝x_PNDS-x_WNDS＝306.15mm。

依据所得的边部遮蔽装置驱动侧移动距离L_DS和边部遮蔽装置非驱动侧移动距离L_NDS，在钢板1进入水冷***前，通过执行机构对边部遮蔽装置进行调整，完成遮蔽装置前馈控制的调整。

本发明所述的技术方案，使钢板1宽度方向上的温度均匀性良好，且宽度方向上温差控制在25℃之内。

综上，本发明解决了中心线偏离运输辊道的钢板在冷却过程中两侧遮蔽量不一致的问题，在钢板进入水冷***前进行前馈控制，提前进行预设定边部遮蔽量并及时调整，提高了钢板横向温度的均匀性，保证了产品的质量，实用性强。

Claims (6)

1.一种宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，其特征是包括以下步骤：

(1)建立笛卡尔坐标系，确定钢板运输辊道的辊道中心线和钢板中心线；

(2)通过扫描式高温计采集运输辊道线上钢板的高温计图像，并通过所采集的高温计图像计算钢板驱动侧边部距离辊道中心线的距离x₁和钢板非驱动侧边部距离辊道中心线的距离x₂，同时确定钢板中心线相对于辊道中心线的偏移量Δx，且Δx＝x₁-x₂；

(3)依据所述的偏移量Δx，确定边部遮蔽前馈修正量，使钢板驱动侧边部遮蔽量E_DS与钢板非驱动侧边部遮蔽量E_NDS相等；

(4)依据所述的边部遮蔽前馈修正量和通过边部遮蔽模型获取的钢板预遮蔽量，确定边部遮蔽装置驱动侧的移动距离及其非驱动侧的移动距离；

(5)根据所述的各移动距离，在钢板到达控制冷却***前，对遮蔽装置进行相应调节，完成遮蔽控制。

2.根据权利要求1所述的宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，其特征在于：步骤(1)中所述的笛卡尔坐标系以运输辊道的宽度方向所在直线为x轴、以钢板的前进方向所在直线为y轴。

3.根据权利要求1所述的宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，其特征在于：步骤(2)中所述的扫描式高温计安装在运输辊道中心线的正上方。

4.根据权利要求1所述的宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，其特征在于：步骤(3)中所述的边部遮蔽前馈修正量为钢板中心线相对于辊道中心线的偏移量Δx；且Δx=0时，钢板中心线与辊道中心线重合，边部遮蔽前馈修正量的值为0；Δx>0，即x₁＞x₂时，钢板中心线在辊道中心线一侧，且边部遮蔽前馈修正量的值为Δx＝x₁-x₂；Δx<0，即x₁＜x₂时，钢板中心线在辊道中心线的另一侧，且边部遮蔽前馈修正量的值为Δx＝-(x₁-x₂)。

5.根据权利要求1所述的宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，其特征在于：步骤(4)中所述的边部遮蔽装置驱动侧的移动距离为

L＝x_PDS-(w_plate/2-x_Prc）-Δx，

所述的边部遮蔽装置非驱动侧的移动距离为

L＝x_PNDS-(w_plate/2-x_Prc)+Δx,

其中,x_PDS为驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线的初始距离,x_PNDS为非驱动侧边部遮蔽装置内侧到辊道中心线的初始距离，w_plate为钢板宽度，x_Prc为钢板预遮蔽量，Δx为边部遮蔽前馈修正量。

6.根据权利要求2所述的宽厚板层流冷却边部遮蔽装置的前馈控制方法，其特征在于：所述笛卡尔坐标系以运输辊道中心线为y轴、以钢板的前进方向为y轴正方向。

Images