CN109772894B - 一种热轧楔形坯的带钢宽度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，首先根据大头来料宽度，完成粗轧目标、负荷分配；根据大头确定的各个道次出口宽度目标，确定小头各个道次宽度压下；板坯大小头控制压下采用长行程控制现场连线控制曲线，最终实现板坯最终的矩形控制。本发明的控制方法控制精度大大提高，解决了现有控制方法的板坯宽度的总体控制精度不够高的问题。

Description

一种热轧楔形坯的带钢宽度控制方法

技术领域

本发明涉及轧钢控制技术领域，尤其涉及热轧轧钢，具体涉及一种热轧楔形坯的带钢宽度控制方法。

背景技术

宝钢连铸为了提高生产效率，采用在线调宽技术，在连铸调宽过程中，会产生楔形板坯。

申请号201210211053.9公开了一种楔形板坯的热轧宽度控制方法，主要针对不同楔形程度的板坯进行分类控制，主张的权利主要体现在不同的控制策略上，例如将楔形程度分成3档(小于20mm，20mm到40mm，40mm以上)，针对不同的楔形程度选择不同的短行程控制策略以及长行程控制策略。

申请号201210211043.5，公开了一种铁素体热轧不锈钢楔形板坯宽度控制方法，主要描述了楔形板坯的宽度测量方法，测宽仪的安装位置以及板坯头、中、尾宽度的定义和测量点数，实际控制按照头尾两端相对窄的一端进行控制。

公开号CN100488651C(Method of setting/controlling wedge in platematerial rolling)，是在轧机上安装测量设备，检测板坯在宽度方向上的楔形，通过测量值进行计算，调节水平辊两侧的辊缝，从而消除板坯宽度方向上的楔形的控制方法。

公开号CN101934292B(Automatic control method for camber and wedge ofhot rolled strip roughing mill)，也是对板坯宽度方向楔形的控制方法，所不同的是采用软测量的方式，即通过计算轧机两侧轧制力与实际两侧轧制力的偏差，反推不同轧制力、、不同弹跳，导致轧机两侧辊缝不一致，从而造成板坯宽度方向楔形。

公开号CN106140825A(A method for controlling recoiling of side guidepreventing hot continuous rolling strip steel generate wedge)是通过控制侧导板的开度，防止带钢长度方向上的楔形的控制方法。

上述控制方法的总体控制精度不够高。

发明内容

本发明的目的是提供一种热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，用以解决现有控制方法的板坯宽度的总体控制精度不够高的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，所述的宽度控制方法具体步骤如下：

(1)根据楔形坯的大头宽度，完成粗轧目标宽度、水平辊负荷分配的设定；

(2)以楔形坯来料大头为基准，确定粗轧时楔形坯来料大头的SP大侧压压下量、各道次立辊压下量及水平辊各前向道次的出口目标宽度；

(3)根据楔形坯小头入口宽度，计算粗轧时楔形坯小头的SP大侧压压下量；

(4)根据步骤(2)和步骤(3)，建立非线性方程，求得小头的立辊第一道次压下量；

(5)以楔形坯大头水平辊各前向道次的出口目标宽度为楔形坯小头目标宽度值，计算后续各个道次楔形坯小头的立辊压下量；

(6)以楔形坯大头的设定辊缝为基准，将楔形坯小头压下量转换成设定压下辊缝；

(7)判定楔形坯大、小头进钢顺序，将楔形坯大小、头立辊辊缝设定转换为待轧带钢头、尾部立辊辊缝设定；

(8)根据待轧带钢头、尾部立辊辊缝设定，采用长行程方法对待轧带钢中间过渡段进行插值处理，得到待轧带钢的设定宽度控制曲线；

(9)根据所述的设定宽度控制曲线，控制立辊的辊缝开度，进行粗轧预设定轧制；

(10)在粗轧出口，对带钢宽度实际值进行测量、反馈，直到带钢宽度实际值与设定值的偏差满足要求，粗轧结束。

进一步地，根据本发明所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，所述步骤(2)中，楔形坯大头各道次立辊压下量的计算方法为：令大头的立辊压下量为变量x，构建非线性方程为：

f(x)＝-x+W_0-Big(i)+dW_Spread-Big(i)+dW_Dog-Big(i)-W_{T arg et}(i)

通过牛顿弦截法迭代求得立辊压下量；

式中，W_{T arg et}(i)为粗轧轧制过程第i道次水平辊(前向道次)的出口目标宽度；dW_Spread-Big(i)为各道次大头的水平宽展；dW_Dog-Big(i)为各到处大头的立辊狗骨宽展；W_{0_Big}(i)为各到处大头的立辊入口宽度。

进一步地，根据本发明所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，所述步骤(2)中，楔形坯大头SP大侧压压下量的计算方法为：令大头的SP大侧压压下量为所求变量x，建立非线性方程为：

f(x)＝-x+W_0-Big-dW_Edger-Big+dW_Spread-Big+dW_Dog-Big+dW_SPDog-Big-W_{T arg et}

通过牛顿弦截法迭代求得大头的SP大侧压压下量；

式中，dW_Edger-Big为大头的立辊侧压量，dW_SPDog-Big为大头的SP大侧压狗骨宽展

进一步地，根据本发明所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，所述步骤(3)中，楔形坯小头的SP大侧压压下量为：

dW_SP-Small＝W_{0_Small}-(W_{0_Big}-dW_SP-Big)，if dW_SP-Small≤0,dW_SP-Small＝0

式中，dW_SP-Small为小头SP大侧压压下量；W_{0_Small}为小头入口宽度；dW_SP-Big为大头SP大侧压压下量。

进一步地，根据本发明所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，所述的步骤(4)中，楔形坯小头的第一道次立辊压下量计算方法为：令小头的第一道次立辊压下量为变量x，构建非线性方程为：

f(x)＝-x+W_0-Small-dW_SP-Small+dW_Spread-Small+dW_Dog-Small+dW_SPDog-Small-W_{T arg et}(1)

通过牛顿弦截法迭代求得小头的第一道次立辊压下量；

式中，dW_Spread-Small为小头的水平宽展；dW_Dog-Small为小头的立辊狗骨宽展；dW_SPDog-Small为小头的SP大侧压狗骨宽展；W_{T arg et}(1)为大头的R1水平辊第一道次出口目标宽度。

进一步地，根据本发明所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，所述步骤(5)中，后续各道次楔形坯小头的立辊压下量计算方法为：令后续各道次楔形坯小头的立辊压下量为变量x，则构建非线性方程如下：

f(x)＝-x+W_0-Small(i)+dW_Spread-Small(i)+dW_Dog-Small(i)-W_{T arg et}(i)

通过牛顿弦截法迭代求得小头各道次的立辊压下量。

本发明达到的有益效果：本发明的控制方法大大提高了楔形板坯的宽度控制精度，楔形坯宽度控制合格率达到95％以上。

附图说明

图1是热轧宽度控制***原理图；

图2是本发明的粗轧宽度控制流程图；

图3是E1立辊第1道次头部控制曲线；

图4是E1立辊第1道次尾部控制曲线；

图5是E1立辊第2道次头部控制曲线；

图6是E1立辊第2道次尾部控制曲线；

图7是E2立辊第1道次头部控制曲线；

图8是E2立辊第1道次尾部控制曲线；

图9是E2立辊第2道次头部控制曲线；

图10是E2立辊第2道次尾部控制曲线。

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。

本发明提出了一种热轧楔形坯(T型坯)宽度控制技术，对于楔形板坯，有大头和小头之分，本发明首先根据大头来料宽度，完成粗轧目标、负荷分配；根据大头确定的各个道次出口目标宽度，确定小头各个道次宽度压下；板坯大小头控制压下采用长行程控制现场连线控制曲线，最终实现板坯最终的矩形控制。该技术已经应用于宝钢1580热轧产线，取得了良好的应用效果，如图2所示，具体的控制过程如下：

1，粗轧目标宽度和水平辊负荷设定计算

热轧的宽度控制目标一般指精轧宽度，但宽度的主要轧制过程在粗轧完成。带钢在精轧轧制过程中，宽度会发生宽展和拉窄现象。因此，粗轧轧制设定首先要在精轧目标宽度的基础上，确定粗轧出口目标宽度。粗轧出口的目标宽度考虑不同钢种、规格的宽度余量、精轧自然宽度预测值、人工目标宽度修正量、宽度全局遗传等量。

粗轧水平辊负荷设定计算为通用计算，在立辊设定前基本完成。

2，以楔形坯大头为基准，确定SP大侧压及立辊负荷分配，确定粗轧大头的SP大侧压压下量dW_SP-Big、各道次立辊压下量dW_Edger-Big(i)及各水平辊前向道次的出口目标宽度W_{T arg et}(i)。

粗轧大头的立辊负荷分配计算与常规板坯的立辊负荷分配计算相同，SP大侧压压下量计算如下：

设大头的SP大侧压压下量dW_SP-Big为所求变量x，建立非线性方程如下：

f(x)＝-x+W_0-Big-dW_Edger-Big+dW_Spread-Big+dW_Dog-Big+dW_SPDog-Big-W_{T arg et}

通过牛顿弦截法迭代求得大头的SP大侧压压下量dW_SP-Big。

式中，W_{0_Big}为大头的立辊入口宽度，dW_Edger-Big为大头的立辊侧压量，dW_Spread-Big为大头的水平宽展；dW_Dog-Big为大头的立辊狗骨宽展；dW_SPDog-Big为大头的SP大侧压狗骨宽展；W_{T arg et}为粗轧第1道次水平辊dW_SP-Small＝W_{0_Small}-(W_{0_Big}-dW_SP-Big)的出口目标宽度。

3，根据带钢小头入口宽度W_{0_Small}，计算小头的SP大侧压压下量dW_SP-Small；

if dW_SP-Small≤0,dW_SP-Small＝0

式中，dW_SP-Small为小头SP大侧压压下量；W_{0_Small}为小头入口宽度；W_{0_Big}为大头入口宽度；dW_SP-Big为大头SP大侧压压下量。

4，根据小头入口宽度、SP压下量、大头负荷分配确定的R1出口目标宽度，建立非线性方程，通过牛顿弦截法迭代求得小头的立辊第一道次压下量dW_Edger-Small(1)

令小头的第一道次立辊压下量为变量x，构建非线性方程为：

f(x)＝-x+W_0-Small-dW_SP-Small+dW_Spread-Small+dW_Dog-Small+dW_SPDog-Small-W_{T arg et}(1)

通过牛顿弦截法迭代求得小头的第一道次立辊压下量x。

式中，dW_Spread-Small为小头的水平宽展；dW_Dog-Small为小头的立辊狗骨宽展；dW_SPDog-Small为小头的SP大侧压狗骨宽展；W_{T arg et}(1)为大头的R1水平辊第一道次出口目标宽度。

5，以大头各水平辊前向道次出口目标宽度为小头目标宽度值，计算后续立辊道次的小头各个道次的压下量。

令小头各个道次的立辊压下量dW_Edger-Small(i)＝x，构建非线性方程：

f(x)＝-x+W_0-Small(i)+dW_Spread-Small(i)+dW_Dog-Small(i)-W_{T arg et}(i)

通过牛顿弦截法迭代求得小头后续立辊道次的立辊压下量。

6，以楔形坯大头的设定辊缝为基准，将楔形坯小头压下量转换成设定压下辊缝。

7，判定楔形坯大、小头进钢顺序，将楔形坯大小、头立辊辊缝设定转换为待轧带钢头、尾部立辊辊缝设定；

8，根据待轧带钢头、尾部立辊辊缝设定，采用长行程方法对待轧带钢中间过渡段进行插值处理，得到待轧带钢的设定宽度控制曲线，如图3到图10所示。

9，根据所述的设定宽度控制曲线，控制立辊的辊缝开度，进行粗轧预设定轧制；

10，在粗轧出口，对带钢宽度实际值进行测量、反馈，直到带钢宽度实际值与设定值的偏差满足要求，粗轧结束。

实施例

实际生产带钢(所有数据单位均为“毫米”)：

入口头部宽度：1171.072

入口尾部宽度：1242.9044

楔形起始位置：1200.0

楔形结束位置：10630.0

板坯长度：10760.0

来料厚度：222.0

(1)粗轧目标宽度和水平水平辊负荷设定计算：

粗轧目标宽度：1092.1355

R1水平辊压下量：20.295826,36.111572,30.270874

R2水平辊压下量：34.849052,33.158211,25.261719

(2)以楔形坯大头为基准，确定SP大侧压及立辊负荷分配，确定粗轧大头的各道次压下量

大侧压目标：1062.896

大侧压狗骨：23.430

大侧压压下量：210.74303

R1水平辊入口厚度：242.91177

R1水平辊前向出口宽度目标：1087.1355,1088.5789

R2水平辊前向出口宽度目标：1084.1759,1092.1356

E1立辊压下量：2.000000,26.67223

E2立辊压下量：30.095285,17.925224

(3)根据带钢小头入口宽度计算SP大侧压压下量：38.91063

(4)根据小头入口宽度等计算立辊压下量

E1立辊压下量：0.0

小头入口厚度：236.93884

(5)以R1出口后轧制的带钢大小头宽度为基准，再计算后续立辊道次的小头各个道次负荷分配。

R1：1058.1255,1088.5787

R2：1084.5536,1092.1355

E1：0.0,0.0

E2：0.0,7.7826347

将带钢头、尾立辊设定转换长行程控制，对于板坯中间过渡段进行插值处理后的长行程设定曲线如图3～图10，其中头部曲线横坐标“0”点为头部端部；尾部横坐标“0”点为中间长行程第一个点。各图纵坐标表示相对大头压下位置的相对辊缝变化量。本发明的控制方法大大提高了楔形板坯的宽度控制精度，楔形坯宽度控制合格率达到95％以上。

Claims (6)

1.一种热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，其特征在于：所述的宽度控制方法具体步骤如下：

(1)根据楔形坯的大头宽度，完成粗轧目标宽度、水平辊负荷分配的设定；

(2)以楔形坯来料大头为基准，确定粗轧时楔形坯来料大头的SP大侧压压下量、各道次立辊压下量及水平辊各前向道次的出口目标宽度；

(3)根据楔形坯小头入口宽度，计算粗轧时楔形坯小头的SP大侧压压下量；

(4)根据步骤(2)和步骤(3)，建立非线性方程，求得小头的立辊第一道次压下量；

(5)以楔形坯大头水平辊各前向道次的出口目标宽度为楔形坯小头目标宽度值，计算后续各个道次楔形坯小头的立辊压下量；

(6)以楔形坯大头的设定辊缝为基准，将楔形坯小头压下量转换成设定压下辊缝；

(7)判定楔形坯大、小头进钢顺序，将楔形坯大小、头立辊辊缝设定转换为待轧带钢头、尾部立辊辊缝设定；

(8)根据待轧带钢头、尾部立辊辊缝设定，采用长行程方法对待轧带钢中间过渡段进行插值处理，得到待轧带钢的设定宽度控制曲线；

(9)根据所述的设定宽度控制曲线，控制立辊的辊缝开度，进行粗轧预设定轧制；

(10)在粗轧出口，对带钢宽度实际值进行测量、反馈，直到带钢宽度实际值与设定值的偏差满足要求，粗轧结束。

2.根据权利要求1所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，楔形坯大头各道次立辊压下量的计算方法为：令大头的立辊压下量为变量x，构建非线性方程为：

f(x)＝-x+W_0-Big(i)+dW_Spread-Big(i)+dW_Dog-Big(i)-W_Target(i)

通过牛顿弦截法迭代求得立辊压下量；

式中，W_Target(i)为粗轧轧制过程前向道次第i道次水平辊的出口目标宽度；dW_Spread-Big(i)为各道次大头的水平宽展；dW_Dog-Big(i)为各道次大头的立辊狗骨宽展；W_{0_Big}(i)为各道次大头的立辊入口宽度。

3.根据权利要求2所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，楔形坯大头SP大侧压压下量的计算方法为：令大头的SP大侧压压下量为所求变量x，建立非线性方程为：

f(x)＝-x+W_0-Big-dW_Edger-Big+dW_Spread-Big+dW_Dog-Big+dW_SPDog-Big-W_Target

通过牛顿弦截法迭代求得大头的SP大侧压压下量；

式中，dW_Edger-Big为大头的立辊侧压量，dW_SPDog-Big为大头的SP大侧压狗骨宽展，W_{0_Big}为大头的立辊入口宽度，dW_Spread-Big为大头的水平宽展，dW_Dog-Big为大头的立辊狗骨宽展；W_Target为粗轧第1道次水平辊的出口目标宽度。

4.根据权利要求3所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中，楔形坯小头的SP大侧压压下量为：

dW_SP-Small＝W_{0_Small}-(W_{0_Big}-dW_SP-Big)，if dW_SP-Small≤0,dW_SP-Small＝0

式中，dW_SP-Small为小头SP大侧压压下量；W_{0_Small}为小头入口宽度；dW_SP-Big为大头SP大侧压压下量。

5.根据权利要求4所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，楔形坯小头的第一道次立辊压下量计算方法为：令小头的第一道次立辊压下量为变量x，构建非线性方程为：

f(x)＝-x+W_0-Small-dW_SP-Small+dW_Spread-Small+dW_Dog-Small+dW_SPDog-Small-W_Target(1)

通过牛顿弦截法迭代求得小头的第一道次立辊压下量；

式中，dW_Spread-Small为小头的水平宽展；dW_Dog-Small为小头的立辊狗骨宽展；dW_SPDog-Small为小头的SP大侧压狗骨宽展；W_Target(1)为大头的R1水平辊第一道次出口目标宽度。

6.根据权利要求5所述的热轧楔形坯的带钢宽度控制方法，其特征在于，所述步骤(5)中，后续各道次楔形坯小头的立辊压下量计算方法为：令后续各道次楔形坯小头的立辊压下量为变量x，则构建非线性方程如下：

f(x)＝-x+W_0-Small(i)+dW_Spread-Small(i)+dW_Dog-Small(i)-W_Target(i)

通过牛顿弦截法迭代求得小头各道次的立辊压下量，其中，dW_Spread-Small(i)为小头各道次的水平宽展；W_0-Small(i)为小头各道次的入口宽度；dW_Dog-Small(i)为小头各道次的立辊狗骨宽展。

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