CN105834224A

CN105834224A - 一种防止热轧层冷辊道追钢的方法

Info

Publication number: CN105834224A
Application number: CN201510014316.0A
Authority: CN
Inventors: 杨军; 张仁其
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2035-01-12
Also published as: CN105834224B

Abstract

一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，通过热金属检测器，配合基础自动化控制机及过程控制机，按照工艺设定的要求对前后两块相邻的带钢根据不同的钢种和规格实现进轧节奏的控制，在保证轧制节奏的前提下，避免因钢种、规格上的差异造成的层冷区域追钢，包括：1.理论计算出前一块带钢尾部和后一块带钢头部之间的时间间隙值T；2.实际检测计算出前一块带钢尾部和后一块带钢头部之间的实际时间间隙T′；3.比较T与T′，并根据比较的结果对后一块带钢下发原地摆动还是前进的指令。本发明能够减少人员控制过程中对于间隙时间偏长的估计，减少不必要的时间浪费，在保证最快轧制节奏的前提条件下避免因钢种、规格上的差异造成在层冷区域的追钢事故。

Description

一种防止热轧层冷辊道追钢的方法

技术领域

本发明属于热轧中的带钢控制领域，具体涉及一种防止热轧层冷辊道追钢的方法。

背景技术

发挥热连轧厂的产能优势就要求在有效的轧制时间内使生产发挥最大功效，最终能够在保证产品质量的同时，实现效率最大、消耗最低的高效生产，其中关键环节就是轧制线的小时产量，而表达具体的参数就是轧制节奏。

为提高轧线的小时产量，就务必提高带钢的轧制节奏，但前提是保证带钢在轧线上不发生追钢的情况，以保证跟踪的准确和设定的正常。

在热连轧产线上带钢的跟踪需经过：加热炉、粗轧、精轧和卷取等几大区域。为保证带钢在轧线区域不发生头尾相追、跟踪出错的情况下，必须以一定的轧制节奏进行控制，从轧线的源头加热炉的抽钢间隙进行控制，当前后两块带钢满足一定的间隙时间分别进行轧制时，就能保证其不发生头尾相追、跟踪出错的情况。

鉴于不同品种规格的钢种在热连轧的轧制过程中，其轧制速度存在很大的差异性，因此倘若前后两块带钢以固定不变的间隙时间从加热炉抽出后进行轧制，就可能会出现以下两种情况：

(1)前后间隔时间长：

前后两块带钢节奏间隙时间偏长，造成等待时间的浪费，影响小时产量和能源消耗；

(2)前后间隔时间短：

前后两块带钢节奏间隙时间偏短，前后两块带钢在某一物理区域内头尾相追。

通常情况下带钢的轧制节奏都是通过认为的控制来保证的，从加热炉抽出到精轧入口区域，由于粗轧的轧制速度、辊道的速度等相对都是比较固定的，因此从间隙时间上来说人员相对比较容易控制，且对于节奏的把空也比较准确；但对于精轧和卷取区域来说，由于精轧存在升速轧制的过程、卷取存在降速卷取的过程，且即使是同规格的带钢，由于工艺控制的要求不同，其升速的加速度和降速的减速率也有一定的差异，所以在间隙时间的把握上人员难以精确的控制，也经常发生在轧制节奏间隙较短的情况下，前后两块带钢在层冷辊道上头尾相追，造成了带钢报废、产线停机等事故，给正常的生产与组织带来的很大的影响。

鉴于上述客观因素，从提高产线的轧制节奏、精确控制轧制的间隙时间，同时避免带钢在层冷发生追钢的事故，需开发一种防止带钢在层冷辊道上发生前后头尾相追的自动控制功能，同时准确控制前后带钢的间隙时间，保证轧线生产能力的最大发挥，以满足现场正常、稳定生产的需要。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，能够根据不同规格、品种下前后带钢到达卷取区域的具体时间，判断前后带钢所需要的最小间隙时间，通过轧线的进钢连锁条件来控制带钢的位置，保证带钢在层冷辊道上不发生追钢的事故；同时不再依赖操作人员粗略的时间估计，减少人员控制过程中对于间隙时间偏长的估计，减少不必要的时间浪费，在保证最快轧制节奏的前提条件下避免因钢种、规格上的差异造成在层冷区域的追钢事故，其技术方案具体如下：

一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：通过热金属检测器，配合基础自动化控制机及过程控制机，按照工艺设定的要求对前后两块相邻的带钢根据不同的钢种和规格实现进轧节奏的控制，从而在保证轧制节奏的前提下，避免因钢种、规格上的差异造成的层冷区域追钢事故，包括步骤如下：

S1：当同种规格的钢种进入粗轧最后一个道次时，过程计算机根据工艺设定值计算出前一块带钢尾部从精轧入口至卷取机入口的时间同时根据工艺设定值计算出后一块带钢头部从精轧入口至卷取机入口的时间

S2：过程计算机按照工艺设定要求，根据计算出的计算出前后两块带钢的最小间隙时间T，并将T值下发至基础自动化控制机；

S3：在精轧入口区设置带钢实际位置检测点，所述检测点分别记录前一块带钢尾部到达时刻点t1和后一块带钢头部到达时刻点t2，将记录的t1、t2值发至基础自动化控制机；

S4：基础自动化控制机根据t2、t1的差值计算出前后两块带钢实际间隔时间T′；

S5：基础自动化控制机比较T′与T的大小，

当T′≥T时，对后一块带钢下发前行指令，进入轧制，

当T′＜T时，对后一块带钢下发原地摆钢T′-T秒的指令，摆钢动作结束后前行进入轧制。

根据本发明的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：步骤S1中，所述的“后一块带钢头部从精轧入口至卷取机入口”具体为“后一块带钢头部从精轧入口至卷取机前倒数第二组辊道”。

根据本发明的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：步骤S1中的遵循：

其中：

V_{0} = \frac{h_{7} * V_{7}}{h_{0}},

第n块带钢尾部从飞剪到卷取机的时间(s)，

Lcs：常数，从飞剪到F1机架的距离(m)，

L：常数，机架间的距离(m)，

L_dc：常数，F7机架到卷取机的距离(m)，

V₀：变量，F1前的带钢速度(m/s)，

V₁～V₇：变量，F1～F7出口的带钢速度(m/s)，

V_out：变量，带钢的抛钢速度(m/s)，

V_卷取：变量，带钢尾部进卷取机的速度(m/s)，

h₇：变量，成品厚度(mm)，

h₀：变量，中间坯厚度(mm)。

式中：

n+1带钢头部从精轧飞剪入口到卷取机前Ki(倒数第二组)辊道的时间(s)，

L_cs：常数，从飞剪到F1机架的距离(m)，

L：常数，机架间的距离(m)，

L_dc前：常数，F7机架到卷取机前Ki辊道的距离(m)，

V_除鳞：变量，带钢头部过精轧入口飞剪区域的速度(m/s)，

V₁～V₇：变量，F1～F7出口的带钢速度(m/s)。

根据本发明的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：在步骤S2中，所述的

T = t + t_{1}^{n} - t_{2}^{n + 1},

其中，t：常数，前后带钢的最小节奏时间(s)。

本发明的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，提供一种前后带钢之间间隙时间的计算方式，能够根据不同规格、品种下前后带钢到达卷取区域的具体时间，判断前后带钢所需要的最小间隙时间，通过轧线的进钢连锁条件来控制带钢的位置，保证带钢在层冷辊道上不发生追钢的事故；同时不再依赖操作人员粗略的时间估计，减少人员控制过程中对于间隙时间偏长的估计，减少不必要的时间浪费，在保证最快轧制节奏的前提条件下避免因钢种、规格上的差异造成在层冷区域的追钢事故。可有效的避免前后两块带钢因轧制速度的差异而造成前后两块带钢在层冷辊道上追尾废钢的事故，并由此造成非必要的故障停机时间，对正常的生产造成的影响；同时提高了轧线的小时产量和降低了能耗浪费。

附图说明

图1为本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法作进一步具体说明。

S5：基础自动化控制机比较T′与T的大小，

当T′≥T时，对后一块带钢下发前行指令，进入轧制，

进一步地，步骤S1中，所述的“后一块带钢头部从精轧入口至卷取机入口”具体为“后一块带钢头部从精轧入口至卷取机前倒数第二组辊道”。

进一步地，步骤S1中的遵循：

其中：

V_{0} = \frac{h_{7} * V_{7}}{h_{0}}

第n块带钢尾部从飞剪到卷取机的时间(s)，

Lcs：常数，从飞剪到F1机架的距离(m)，

L：常数，机架间的距离(m)，

L_dc：常数，F7机架到卷取机的距离(m)，

V₀：变量，F1前的带钢速度(m/s)，

V₁～V₇：变量，F1～F7出口的带钢速度(m/s)，

V_out：变量，带钢的抛钢速度(m/s)，

V_卷取：变量，带钢尾部进卷取机的速度(m/s)，

h₇：变量，成品厚度(mm)，

h₀：变量，中间坯厚度(mm)。

进一步地，步骤S1中的遵循：

式中：

L_cs：常数，从飞剪到F1机架的距离(m)，

L：常数，机架间的距离(m)，

L_dc前：常数，F7机架到卷取机前Ki辊道的距离(m)，

V_除鳞：变量，带钢头部过精轧入口飞剪区域的速度(m/s)，

V₁～V₇：变量，F1～F7出口的带钢速度(m/s)。

进一步地，在步骤S2中，所述的

其中，t：常数，前后带钢的最小节奏时间(s)。

实施例

由于主要控制带钢在层冷辊道区域内前后两块带钢不发生追尾的情况，因此主要控制的是从精轧入口到卷取区域内前后两块带钢最小的运行时间问题：即前一块带钢的尾部在离开精轧F7机架后，满足后一块带钢进入精轧机架轧制的条件，但必须保证前一块带钢尾部顺利卷取完毕时，后一块带钢才能到达卷取机的位置，且此时卷取机的机能已满足卷取的条件。

1、精轧入口判断点的选择

为了能够控制前后两块带钢在层冷区域不发生追尾，若后一块带钢头部进入精轧机架进行轧制，此时再进行比较判断时已难以挽回，因此必须选择在精轧入口区域内就进行判断和计算。

通常带钢入口区域装有热金属检测器，用以跟踪带钢实际所达到的区域位置，同时通过热金属检测器的信号激励相关的控制单元程序的计算。

由于前后两块带钢不能在同一跟踪区内出现，避免物理跟踪出错，所以从精轧入口区域配置的光电管位置分布情况，一般可将入口判断点选择为与精轧跟踪区相间隔两个跟踪区处，即在H1跟踪区内的HMD 1处，保证了前后带钢不在同一跟踪区内出现，同时也有了一定的时间计算余量。

假定前一块带钢的尾部从离开HMD1处开始到卷取顺利卷取完毕所需的时间为后一块带钢的头部从达到HMD1处开始到卷取顺利咬入所需要的时间为前后带钢所需要的最小安全时间为T，则每当粗轧最后一道次轧制时即可计算每块带钢的最小安全时间T，当前一块带钢尾部离开HMD1时就开始计时，若后一块带钢的头部在时间T内到达HMD1，则停留摆钢不进入H1跟踪区，直到时间满足T的要求再前行；若后一块带钢的头部时间T之后到达HMD1处，则说明不会发生前后追尾的事故可直接前行进入H1跟踪后进行轧制。

2、前一块带钢尾部的运行时间计算

前一块带钢尾部从精轧入口到卷取机卷取完毕，其速度特征为：带钢匀速抛钢以速度V_out离开末机架F7，从F7开始在层冷辊道上开始减速直至到卷取机时以一定得卷取速度V_卷取进入卷取机，速度特征图如下：

则前一块带钢尾部从精轧入口到卷取机入口的具体时间计算为：

V_{0} = \frac{h_{7} * V_{7}}{h_{0}}

其中：

n带钢尾部从飞剪到卷取机的时间(s)

L_cs：常数，从飞剪到F1机架的距离(m)

L：常数，机架间的距离(m)

L_dc：常数，F7机架到卷取机的距离(m)

V₀：变量，F1前的带钢速度(m/s)，

V₁～V₇：变量，F1～F7出口的带钢速度(m/s)

V_out：变量，带钢的抛钢速度(m/s)

V_卷取：变量，带钢尾部进卷取机的速度(m/s)

h₇：变量，成品厚度(mm)

h₀：变量，中间坯厚度(mm)

3、后一块带钢头部的运行时间计算

后一块带钢的头部从精轧入口到卷取机入口，其速度特征为：带钢以一定的速度V_除鳞通过精轧入口和飞剪区域，当在进入F1机架后以各个机架不同的速度通过F1～F7机架，当头部离开末机架F7后，以一定的加速度进行升速，当升速到V₁时正好达到卷取机，速度特征图如下：

由于一般带钢出F7之后的升速过程其加速度很小，因此从F7出口到卷取机的速度运行模式可以近似为匀速的过程，V_卷取≈V₇。同时为保证下一块带钢到达卷取机时，卷取机能已经具备了卷取本块规格带钢的条件，因此当下一块带钢头部到达卷取前的某一组辊道时，卷取机需要判断此时卷取机能是否已经满足，当卷取机能不满足时则会发生卷取辊道的自动快停，因此下一块带钢头部的运行时间需要计算从精轧入口到卷曲机前Ki辊道的运行时间。

后一块带钢头部从精轧入口到卷取机前Ki辊道具体的运行时间计算为：

式中：

n+1带钢头部从精轧飞剪入口到卷取机前Ki辊道的时间(s)

L_cs：常数，从飞剪到F1机架的距离(m)

L：常数，机架间的距离(m)

L_dc前：常数，F7机架到卷取机前Ki辊道的距离(m)

V_除鳞：变量，带钢头部过精轧入口飞剪区域的速度(m/s)

V₁～V₇：变量，F1～F7出口的带钢速度(m/s)

4、前后带钢的最小间隙时间计算

已知前一块带钢尾部从精轧入口到卷取机的具体的时间后一块带钢头部从精轧入口到卷取机前Ki辊道具体的运行时间同时考虑到前后带钢不能出现在同一个跟踪区域内，即不能同时出现在精轧入口处H1跟踪内(HMD2与HMD1之间)，此定义为最小节奏时间t，因跟踪区长度、辊道速为定值，因此t为定值。则前后带钢的最小间隙时间为：

T = t + t_{1}^{n} - t_{2}^{n + 1}

式中：

T：变量，最小间隙时间(s)

t：常数，前后带钢的最小节奏时间(s)

n带钢尾部从飞剪到卷取机的时间(s)

n+1带钢头部从精轧飞剪入口到卷取机前Ki辊道的时间(s)

5、后一块带钢运行与否的判断

根据上述公式，第n块带钢在精轧轧制的时候，其尾部从飞剪到卷取机的运行时间已经确定，当第n+1块带钢在粗轧最后一道次轧制时其头部从精轧飞剪入口到卷取机前Ki辊道的时间也确定，即可计算出前后带钢的最小间隙时间

从当前一块带钢n尾部离开HMD1开始累计计时，若后一块带钢的头部在时间T内到达HMD1，若后一块n+1带钢头部在时间T内到达HMD1，则n+1带钢停留在MHD1前摆钢，不进入H1跟踪区，直到在MHD1前累计摆钢时间满足T的要求后，再取消进钢连锁允许带钢向前行。

若后一块n+1带钢的头部时间到达HMD1处的时间t大于所需的T时间，则说明不会发生前后追尾的事故，则可直接前行进入H1跟踪后进行轧制。

实施例应用

在目前的控制实际中，当前一块带钢n带钢的厚度为3.2mm规格时，其在各个机架的穿带速度如下：

V0	V1	V2	V3	V4	V5	V6	V7
								0.68	1.19	1.94	3.16	4.40	5.65	6.68	7.50

因V_out＝8.24米/秒，所以各机架的抛钢速度推算如下：

V0	V1	V2	V3	V4	V5	V6	V7
								0.75	1.30	2.13	3.47	4.84	6.21	7.33	8.24

按照现有情况，L_cs＝10.4米，L＝5.8米，V_卷取＝4米/秒，L_dc＝144.04米，则根据n带钢尾部运行时间公式：

后一块带钢n+1带钢的厚度为2.03mm规格时，其各机架所需的穿带速度为：

V0	V1	V2	V3	V4	V5	V6	V7
								0.59	1.29	2.42	4.27	6.11	8.08	9.25	10.20

V_除鳞取值为1.1米/秒，L_dc前＝114.64米，则根据n+1带钢头部运行时间公式：

取前后带钢的最小节奏时间为14秒，则最小间隙时间为

当n带钢(厚度为3.2mm)尾部离开HMD1时计时器开始时，

(1)若下一块n+1带钢(厚度为2.0mm)头部从粗轧到达HMD1的时间为20秒，时间间隔小于31.97秒，则n+1带钢(厚度为2.0mm)就在HMD1前自动摆动11.97秒，直到总时间达到了31.97秒才允许进钢，并进行轧制。

Claims

1.一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：通过热金属检测器，配合基础自动化控制机及过程控制机，按照工艺设定的要求对前后两块相邻的带钢根据不同的钢种和规格实现进轧节奏的控制，包括步骤如下：

S5：基础自动化控制机比较T′与T的大小，

当T′≥T时，对后一块带钢下发前行指令，进入轧制，

2.根据权利要求1所述的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：步骤S1中，所述的“后一块带钢头部从精轧入口至卷取机入口”具体为“后一块带钢头部从精轧入口至卷取机前倒数第二组辊道”。

3.根据权利要求1所述的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：步骤S1中的遵循：

其中：

V_{0} = \frac{h_{7} * V_{7}}{h_{0}},

第n块带钢尾部从飞剪到卷取机的时间(s)，

Lcs：常数，从飞剪到F1机架的距离(m)，

L：常数，机架间的距离(m)，

L_dc：常数，F7机架到卷取机的距离(m)，

V₀：变量，F1前的带钢速度(m/s)，

V₁～V₇：变量，F1～F7出口的带钢速度(m/s)，

V_out：变量，带钢的抛钢速度(m/s)，

V_卷取：变量，带钢尾部进卷取机的速度(m/s)，

h₇：变量，成品厚度(mm)，

h₀：变量，中间坯厚度(mm)。

4.根据权利要求2所述的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：步骤S1中的遵循：

式中：

L_cs：常数，从飞剪到F1机架的距离(m)，

L：常数，机架间的距离(m)，

L_dc前：常数，F7机架到卷取机前Ki辊道的距离(m)，

V_除鳞：变量，带钢头部过精轧入口飞剪区域的速度(m/s)，

V₁～V₇：变量，F1～F7出口的带钢速度(m/s)。

5.根据权利要求1所述的一种防止热轧层冷辊道追钢的方法，其特征在于：在步骤S2中，所述的

T = t + t_{1}^{n} - t_{2}^{n + 1},

其中，t：常数，前后带钢的最小节奏时间(s)。