CN109201745A - 一种冷轧板的同板差控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷轧板的同板差控制方法，本发明采用一种冷轧绝对厚差同板差控制方式，分别计算带钢中心厚度和设定厚度值的差值，以保证带钢全板同板差控制方式，保障带钢长度方向边部厚度波动小等，且采用先弯辊后窜动的控制策略，同板差厚度绝对值控制方案指在同板差控制时，采用绝对值厚度控制方式，依据横向位置各厚度值，来实施控制方式。本发明可以增强冷轧轧制过程的同板差控制总体水平，提升冷轧高厚度精度产品的同板差，提高冷轧产品质量，减少剪切量，提高生产率。解决现有控制方式同板差控制效果差、不能全面反映带钢全板长宽的厚度值情况，以及成材率低的问题。

Description

一种冷轧板的同板差控制方法

技术领域

本发明涉及冷轧技术领域，具体涉及一种冷轧板的同板差控制方法。

背景技术

冷轧产品的同板厚度公差(简称同板差)是指在同一张冷轧板上各点的厚度公差,它包括同一张钢板上的横向厚度公差和纵向厚度公差。边缘降(Edge Drop，简称为边降，也称为边部减薄)是尺寸精度指标的重要参数。边降的传统定义是距离边部100mm位置的厚度tA减去距离边部15mm位置的厚度tB的差值，如图1所示。

但随着目前用户对产品质量要求的不断提高，传统的边降定义已经难以满足要求，时常发生当传统Edge drop的控制水平完全达到机组控制要求时，仍然无法满足用户对断面形状要求的情况。因此目前在生产高边缘降要求的冷轧机组均将边缘降概念拓展至同板差，即带钢中心点厚度H_C减去距离边部15mm位置的厚度H₁₅的差值:同板差(边缘降)＝H_C-H₁₅

以此计算得到的边缘降值能够真正体现全板宽范围内的厚度差异，是表征机组精度控制能力的优良指标。

当今世界上先进的UCMW型或UCM型轧机在边缘降的控制上主要采用反馈控制***进行，其主要控制思路均为使用带倒角或特殊弧形的工作辊或中间辊对横向厚差边部减薄区域进行补偿以降低横向厚差值。但目前反馈控制程序在进行横向厚差值的控制上存在一个较大的问题，即带钢板中心位置出现较薄情况时，由于采用厚差进行控制，在中心厚度和边部厚度值都较薄的情况下，造成厚差值偏小，反馈控制值偏小而影响全板同板差控制效果，影响用户使用。

但随着用户对产品质量要求的日益提高，目前冷轧产线在同板差方面的用户抱怨呈现增多趋势，且主要集中在带钢厚度稳定性方面，此情况与当前冷轧机组通用的横向厚差控制模式存在显著的对应性。

现有技术存在如下问题：

1、冷轧产品，特别是高同板差要求的板材产品，目前一般采用带钢边部和中心厚差来实施控制要求，不能全面反映带钢全板长宽的厚度值情况，在带长方面带钢中心厚度波动等，易导致全板纵向波动大，不满足用户要求。

2、现有的反馈控制***控制模式仅包含工作辊窜动模式，未能实现工作辊弯辊力自动控制，影响同板差控制效果，而带头尾窜动量小影响同板差控制效果，导致在带钢带头尾段无法满足用户要求，影响成材率。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷轧板的同板差控制方法，本发明采用一种冷轧绝对厚差同板差控制方式，增强冷轧轧制过程的同板差控制总体水平，提升冷轧高厚度精度产品的同板差，提高冷轧产品质量，减少剪切量，提高生产率。用以解决现有控制方式同板差控制效果差、不能全面反映带钢全板长宽的厚度值情况，以及成材率低的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种冷轧板的同板差控制方法，所述的同板差控制方法采用带钢绝对厚差测量值来实施同板差控制，具体包括：

(1)设定三个厚差要求的阈值，即：发生边部增厚现象阈值c，发生边部减薄现象超限阈值a和b，其中b<a，并给定带钢厚度设定值；

(2)测量带钢驱动侧和工作侧边部15mm位置处的厚度，并分别计算驱动侧边部15mm位置处的厚度与厚度设定值的差值ΔH_15W，以及工作侧边部15mm位置处的厚度与厚度设定值的差值ΔH_15D；

(3)如果ΔH_15W≤c或ΔH_15D≤c，则减小冷轧机架工作辊的弯辊力值，以避免边部增厚现象发生；否则，进入步骤(4)；

(4)如果ΔH_15W>a或ΔH_15D>a，则增大冷轧机架工作辊弯辊力值，以避免边部减薄发生超限；否则，进入步骤(5)；

(5)如果b<ΔH_15W≤a或b<ΔH_15D≤a，则计算冷轧机架驱动侧或工作侧对应的工作辊窜动量的大小，实施锥度工作辊下辊窜动，以保证边部减薄不超限，满足同板差要求；否则，进入步骤(6)；

(6)重新回到步骤(2)，直到完成整个控制过程。

进一步地，根据本发明所述的冷轧板的同板差控制方法，所述的工作辊窜动量的计算方法为：

ΔWRS_W/D＝(H_si-H_设定值)*a_i+(H_d-H_设定值)*ɑ_d+m，i＝1,2,3,…,n；

式中，ΔWRS_W/D为对应操作侧或驱动侧工作辊串动的计算值；

H_设定值表示带钢厚度设定值；

H_si表示带钢边部si位置处的厚度；

H_d表示带钢中心位置处的带钢厚度；

ɑ_i、ɑ_d为带钢窜动位置影响因素，即加权系数；

m是常数，其大小主要与不同机组的热轧来料整体情况相关。

进一步地，根据本发明所述的冷轧板的同板差控制方法，ΔWRS_W/D＝(H₁₀-H_设定值)*ɑ₁+(H₂₀-H_设定值)*ɑ₂+(H₅₀-H_设定值)*ɑ₃+(H_中心-H_设定值)*ɑ₄+m

H₁₀、H₂₀、H₅₀、H_中心分别表示距离带钢边部10mm、20mm、50mm处，以及带钢中心位置处的带钢厚度。

进一步地，根据本发明所述的冷轧板的同板差控制方法，所述的步骤(3)和步骤(4)中，冷轧机架工作辊的弯辊力值减小或增大的阈值范围为[0.5,3]。

进一步地，根据本发明所述的冷轧板的同板差控制方法，所述的步骤(1)中，a的阈值范围[5,10],b的阈值范围[3,6],c的阈值范围[-2,3]。

进一步地，根据本发明所述的冷轧板的同板差控制方法，所述的步骤(2)中，ΔH_15W＝H_设定值-H_15W，ΔH_15D＝H_设定值-H_15D

其中，H_设定值表示厚度设定值，H_15W表示驱动侧边部15mm处厚度，H_15D表示工作侧边部15mm处厚度。

本发明达到的有益效果：(1)控制目标更明确。本发明采用同板差绝对厚差控制方案，分别计算带钢各位置厚度和设定厚度值的差值，可以保证带钢全板同板差控制方式，保障带钢长度方向边部厚度波动小。

(2)控制策略及计算方式更准确。本发明所提出的先弯辊后窜动的控制策略，以及基于绝对厚差值的窜动计算值，效果好，其计算值更精确，且更能保证控制目标的实现。

附图说明

图1是本发明控制过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明采用同板差绝对值控制方案，分别计算带钢中心厚度和设定厚度值的差值，以保证带钢全板同板差控制方式，保障带钢长度方向边部厚度波动小等，，且采用先弯辊后窜动的控制策略。同板差厚度绝对值控制方案指在同板差控制时，采用绝对值厚度控制方式，依据横向位置各厚度值，来实施控制方式。

本发明的具体控制流程如图1所示，图中ΔH_15D/ΔH_15W指带钢边部两侧驱动侧/操作侧离边部15mm位置厚度和设定值厚度差值。ΔH_15W＝H_设定值-H_15W，ΔH_15D＝H_设定值-H_15D；a、b、c为厚差要求的阈值范围，根据不同钢种有不同的阈值范围。a、b为边部减薄超限阈值，作为优选地实施例，a的阈值范围取[7,10]，b的阈值范围取[3,6]；c为边部增厚阈值，作为优选地实施例，阈值范围取[-2,2]；x的阈值范围[0.5,3]，y的阈值范围[0.5,3]。具体控制过程包括：

1，计算带钢驱动侧和工作侧边部15mm位置厚度及与厚度设定值的差值ΔH_15D和ΔH_15W，即ΔH_15W＝H_设定值-H_15W，ΔH_15D＝H_设定值-H_15D。

2，判断边部厚度差值是否小于参数c，此参数c为保证***不发生边部增厚现象，参数c为边部增厚阈值。

若带钢驱动侧或工作侧边部厚度差值ΔH_15D/ΔH_15W小于参数c，则立刻减小机架工作辊弯辊力值x，以保证边部增厚不发生，本周期控制过程完成；若驱动侧和工作侧边部厚度差值大于参数c，进入下一个参数判断。

3，判断边部厚度差值是否大于参数a，此参数为保证***边部减薄厚度差值满足同板差控制***要求，参数a为边部减薄超限阈值。

若带钢驱动侧或工作侧边部厚度差值ΔH_15D/ΔH_15W大于参数a，则立刻增大机架工作辊弯辊力值y，以保证边部减薄发生不超限，本周期控制过程完成；若驱动侧和工作侧边部厚度差值小于参数a，进入下一个参数判断；

4，判断边部厚度差值是否大于参数b和小于参数a，此参数范围为窜动量调整范围，为保证***边部减薄厚度差值满足同板差产品用户要求，参数a和b为发生边部减薄现象超限阈值。

若带钢驱动侧边部厚度差值ΔH_15D/ΔH_15W大于参数b且小于参数a时，按照窜动量计算公式计算机架工作辊窜动量大小，实施锥度工作辊下辊窜动，以保证边部减薄发生不超限满足同板差要求，进入工作侧判断过程；若带钢工作侧边部厚度差值大于参数b且小于参数a时，按照窜动量计算公式计算机架工作辊窜动量大小，实施锥度工作辊上辊窜动，以保证边部减薄发生不超限满足同板差要求，本周期控制过程完成；否则，说明驱动侧和工作侧边部厚度差值小于参数b，重新回到步骤1，进入下一轮控制判断过程，直到完成整个控制过程。

整体中心和边部厚差水平并不是仅靠一点就可以完整说明的，需要对中心和边部的多点进行检测和加权分析才能够更好的描述冷轧出口带钢横向厚差水平，因此，驱动侧和操作侧窜动量计算公式为：

ΔWRS_W/D＝(H_si-H_设定值)*a_i+(H_d-H_设定值)*ɑ_d+m，i＝1,2,3,…,n；

式中，ΔWRS_W/D为对应操作侧或驱动侧工作辊串动的计算值；

H_设定值表示带钢厚度设定值；

H_si表示带钢边部si位置处的厚度；

H_d表示带钢中心位置处的带钢厚度；

ɑ_i、ɑ_d为带钢窜动位置影响因素，即加权系数；

m是常数，其大小主要与不同机组的热轧来料整体情况相关。热轧来料边缘降均值越小，此参数越小，常数m取值一般在-70～-90之间。

作为较优化地实施例，本实施例取离带钢边部10mm、20mm、50mm处，以及带钢中心位置处的4个位置值进行窜动值的计算，即：

ΔWRS_W/D＝(H₁₀-H_设定值)*ɑ₁+(H₂₀-H_设定值)*ɑ₂+(H₅₀-H_设定值)*ɑ₃+(H_中心-H_设定值)*ɑ₄+m

H₁₀、H₂₀、H₅₀分别表示距离带钢边部10mm、20mm、50mm处的带钢厚度。

其中带钢边部10mm处加权影响系数取值范围为0.5～0.8，边部10mm处厚度的波动对整个控制过程存在较大的影响，故其加权系数较其它点高，其它各点0.1～0.2、0.1～0.2、-0.1～0.1进行计算。

实施例：

以某5机架冷连轧机为例，对本发明的控制方法进行详细的说明。

其热轧来料厚度(中心点)为2.5mm，冷轧出口厚度为0.5mm，出口边部绝对厚差要求(距离边部15mm位置)为6μm。

判断边部厚度差值是否小于参数c(参数c值为1μm)，若带钢驱动侧或工作侧边部厚度差值小于参数c，则立刻减小机架工作辊弯辊力值(定值2T)，以保证边部不增厚发生，本周期控制过程完成；若驱动侧和工作侧边部厚度差值大于参数c，进入下一个参数判断；

判断驱动侧和工作侧边部厚度差值是否大于参数a(参数a值为7μm)，立刻增大机架工作辊弯辊值(定值2T))以保证边部减薄发生不超限，本周期控制过程完成；若驱动侧和工作侧边部厚度差值小于参数a，进入下一个参数判断；

判断边部厚度差值是否大于参数b(参数b值为定值4μm))和小于参数a，若带钢驱动侧边部厚度差值大于参数b且小于参数a时，按照窜动量计算公式计算机架工作辊窜动量大小，实施锥度工作辊下辊窜动，以保证边部减薄发生不超限满足同板差要求，进入工作侧判断过程；若带钢工作侧边部厚度差值大于参数b且小于参数a时，按照窜动量计算公式计算机架工作辊窜动量大小，实施锥度工作辊上辊窜动，以保证边部减薄发生不超限满足同板差要求，本周期控制过程完成；驱动侧和工作侧边部厚度差值小于参数b，进入下一轮控制判断过程。

在日常反馈工作辊窜动过程中，其一机架窜动值均值为-85mm，，对该冷连轧机组，其常数m值为－85。本实施例工作辊窜动量计算公式为：

ΔWRS_W/D＝ΔH₁₀*ɑ₁+ΔH₂₀*ɑ₂+ΔH₅₀*ɑ₃+*ΔH_中心ɑ₄+m

驱动侧和工作侧分别计算输出，其中位置影响ɑ₁加权系数上边部10mm处取值0.8，ɑ₂为0.05，ɑ₃为0.05，ɑ₄为-0.1，由此可对相应工作辊窜动设定计算值如下：

当边部厚度差出现异常时，可能导致所计算窜动设定值过大或过小的情况，对此，需对工作辊窜动上下限进行设定，当所计算窜动值高于或低于窜动能力上下限值时，按照窜动上/下限值输出。

窜动下限值≤ΔWRS_D/W≤窜动上限值(下限：-105；上限：-50)，m取值在－70到-90之间；相应位置分别对应带钢边部10mm、20mm、50mm、中心共4个位置，相应加权系数取值范围分别为0.5～0.8、0.1～0.2、0.1～0.2、-0.1～0.1。左右两侧数据同时计算，并由上下轧辊分别设定对应侧窜动量水平。

本发明通过一种工作辊先弯辊后窜动的控制策略及基于绝对厚差值的窜动计算值，同板差绝对厚差控制方式指在同板差控制时，依据横向位置各绝对厚差值，来实施控制方式。本发明增强冷轧轧制过程的同板差控制总体水平，提升冷轧高厚度精度产品的同板差，提高冷轧产品质量，减少剪切量提高生产率。

因本发明所提出的想法可针对不同变形量水平设定、不同边缘降控制能力水平的各类5机架冷连轧机***，故其可广泛用于目前采用轧辊弯辊和窜动模式进行边缘降控制的冷轧机组。在当前全球高厚度精度产品产线不断新增的背景下，本发明所提出的技术具有开阔的市场前景。

Claims (6)

1.一种冷轧板的同板差控制方法，其特征在于：所述的同板差控制方法采用带钢绝对厚差测量值来实施同板差控制，具体包括：

(1)设定三个厚差要求的阈值，即：发生边部增厚现象阈值c，发生边部减薄现象超限阈值a和b，其中b<a，并给定带钢厚度设定值；

(2)测量带钢驱动侧和工作侧边部15mm位置处的厚度，并分别计算驱动侧边部15mm位置处的厚度与厚度设定值的差值ΔH_15W，以及工作侧边部15mm位置处的厚度与厚度设定值的差值ΔH_15D；

(3)如果ΔH_15W≤c或ΔH_15D≤c，则减小冷轧机架工作辊的弯辊力值，以避免边部增厚现象发生；否则，进入步骤(4)；

(4)如果ΔH_15W>a或ΔH_15D>a，则增大冷轧机架工作辊弯辊力值，以避免边部减薄发生超限；否则，进入步骤(5)；

(5)如果b<ΔH_15W≤a或b<ΔH_15D≤a，则计算冷轧机架驱动侧或工作侧对应的工作辊窜动量的大小，实施锥度工作辊下辊窜动，以保证边部减薄不超限，满足同板差要求；否则，进入步骤(6)；

(6)重新回到步骤(2)，直到完成整个控制过程。

2.根据权利要求1所述的冷轧板的同板差控制方法，其特征在于，所述的工作辊窜动量的计算方法为：

ΔWRS_W/D＝(H_si-H_设定值)*a_i+(H_d-H_设定值)*ɑ_d+m，i＝1,2,3,…,n；

式中，ΔWRS_W/D为对应操作侧或驱动侧工作辊串动的计算值；

H_设定值表示带钢厚度设定值；

H_si表示带钢边部si位置处的厚度；

H_d表示带钢中心位置处的带钢厚度；

ɑ_i、ɑ_d为带钢窜动位置影响因素，即加权系数；

m是常数，其大小主要与不同机组的热轧来料整体情况相关。

3.根据权利要求2所述的冷轧板的同板差控制方法，其特征在于，

ΔWRS_W/D＝(H₁₀-H_设定值)*ɑ₁+(H₂₀-H_设定值)*ɑ₂+(H₅₀-H_设定值)*ɑ₃+(H_中心-H_设定值)*ɑ₄+m

H₁₀、H₂₀、H₅₀、H_中心分别表示距离带钢边部10mm、20mm、50mm处，以及带钢中心位置处的带钢厚度。

4.根据权利要求1所述的冷轧板的同板差控制方法，其特征在于，所述的步骤(3)和步骤(4)中，冷轧机架工作辊的弯辊力值减小或增大的阈值范围为[0.5,3]。

5.根据权利要求1所述的冷轧板的同板差控制方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，a的阈值范围[5,10],b的阈值范围[3,6],c的阈值范围[-2,3]。

6.根据权利要求1所述的冷轧板的同板差控制方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，ΔH_15W＝H_设定值-H_15W，ΔH_15D＝H_设定值-H_15D

其中，H_设定值表示厚度设定值，H_15W表示驱动侧边部15mm处厚度，H_15D表示工作侧边部15mm处厚度。