CN110639960B - 一种热轧全自动抽钢方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热轧全自动抽钢方法，属于带钢轧制技术领域。该方法根据历史数据建立不同的带钢规格与精轧穿带速度、精轧纯轧时间和精轧轧制间隙时间和人工修正量对应的关系表，首先从关系表中查找是否存在同规格带钢的数据，如果存在，则直接利用关系表中的历史数据值进行抽钢节奏的控制，否则通过计算得到该规格带钢的精轧纯轧时间，并通过预设的精轧轧制间隙时间和人工修正量进行抽钢节奏的控制，同时将计算得到的抽钢节奏存入到关系表中。本发明可以提高抽钢节奏控制的精度并有效防止因节奏不稳定对轧制产量和产品质量的影响。

Description

一种热轧全自动抽钢方法

技术领域

本发明涉及一种热轧全自动抽钢方法，属于带钢轧制技术领域。

背景技术

目前，在智能制造的大环境下，国内热轧***都在努力提升各自的自动化水平。在热轧抽钢方面，国内外主要采用固定抽钢节奏的控制方法。此方法有以下几点问题：(1)在实际生产中板坯的尺寸是变化的，带钢的精轧轧制时间也是变化的。(2)在实际生产中板坯的出炉温度不是固定的，精轧入口温度也是变化的，这样带钢的精轧轧制速度也跟随变化，造成带钢的精轧轧制时间也跟随变化。(3)在实际生产中，同规格带钢的工艺要求也可能发生变化，如：终轧温度。这也会引起精轧轧制速度变化，造成带钢的精轧纯轧时间变化。由于带钢的精轧轧制时间发生变化，轧制节奏也发生了变化，如果采用固定节奏控制，就会造成带钢在轧线摆荡，影响产品的正常轧制和产品质量。

经申请人检索，专利号为CN201010209031.X的中国发明专利公开了一种等间隙轧钢控制方法，主要根据相邻两块板坯到达粗轧入口轧机的实际间隔时间，采用最小等待时间原则确定下一次要抽钢的加热炉；专利号为CN201210565180.9的发明专利公开了一种热轧加热炉模型中动态预测板坯最短在炉时间的方法，主要是计算剩余在炉时间；一种热轧生产线抽钢控制方法及装置(CN201510869573.2)，发明专利涉及一种热轧生产线抽钢控制方法及装置，是一种通过监控热轧生产线控制信号,获取热轧生产线上各工艺流程的经验运行时间，优选出抽钢时间。但以上方法均无法准确地控制带钢的抽钢节奏。

发明内容

本发明要解决技术问题是：提供一种提高抽钢节奏控制的精度并有效防止因节奏不稳定对轧制产量和产品质量的影响的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种热轧全自动抽钢方法，板坯从精轧入口机架咬钢到出口机架带钢抛钢，共包括五个阶段，分别是穿带速度段、第一加速度段、第二加速度段、最高速度段和减速段；所述方法包括以下步骤：

步骤一、根据板坯的长度、强度、厚度、宽度以及带钢目标厚度、目标宽度，利用历史数据建立不同带钢规格与精轧穿带速度、人工修正量、精轧纯轧时间和精轧轧制间隙时间之间关系的关系表；所述带钢规格由板坯的长度、强度、厚度、宽度以及带钢目标厚度、目标宽度构成；

步骤二、根据板坯的长度L1、强度、厚度H1、宽度W1和带钢目标厚度H、目标宽度W，从关系表中查找该带钢规格对应的精轧纯轧时间T、精轧轧制间隙时间T_G，如找到该带钢规格对应的精轧纯轧时间T、精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP，然后执行步骤八；

否则执行步骤三；

步骤三、计算该带钢的精轧出口长度L＝(L1*H1*W1)/(H*W)；

根据该带钢设定的精轧穿带速度和各机架出口厚度H_i，确定带钢精轧各机架速度S_i，其中i＝1，2，...7；并计算得到精轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的带钢长度L₀：

其中D₀为相邻机架间的距离；

步骤四、计算轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的时间T₀：

步骤五、根据精轧速度规程及精轧穿带速度得到该规格带钢的第一加速度A₁、第二加速度A₂、减速度A₃、最高速度S_m和抛钢速度S_t，并分别计算穿带速度段、第一加速度段、第二加速度段、最高速度段和减速段的长度：

其中穿带速度段长度固定为L_t，第一加速段长度为精轧出口机架到卷取机的固定距离，定义为L₁；

计算带钢到卷取有钢时的速度

得到：

第二加速段长度为L₂＝(S_m ²-S_c ²)/(2*A₂)；

减速段长度L₃＝(S_m ²-S_t ²)/(2*A₃)；

最高速度段长度L_m＝L-(L_t+L₁+L₂+L₃)；

步骤六、根据精轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的带钢长度L₀，分四种情况计算精轧纯轧时间T：

1)如果(L₃-L₀)>0且L_m>0，则精轧穿带后，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到最高速度，再减速到抛钢速度，在减速段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

第二加速度段时间T₂＝(S_m-S_c)/A₂，

最高速度段时间T₃＝L_m/S_m，以及

减速段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂+T₃+T₄；

2)否则，如果L-(L₀+L_t+L₁+L₂)大于0，则精轧穿带后，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到最高速度或抛钢速度，在最高速度段或抛钢速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

第二加速度段时间T₂＝(S_m-S_c)/A₂，以及

最高速度段时间T₃＝(L_m-L₀)/S_m，

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂+T₃；

3)否则，如果L-(L₀+L_t+L₁)大于0，则精轧穿带后，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到抛钢速度，在第二加速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

重新计算第二加速段长度L2＝L-(L_t+L₁)，

第二加速度段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂；

4)否则，如果L-(L₀+L_t)大于0，则精轧穿带后，先进行第一加速度到抛钢速度，在第一加速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

重新计算第一加速段长度L₁＝L-L_t，

第一加速度段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁；

步骤七、将该带钢规格与对应的精轧穿带速度、精轧纯轧时间T和精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP存入关系表，其中精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP为预设值；

步骤八、计算抽钢节奏T_GAP＝T+T_G+T_OP，然后根据该节奏决定下块钢的抽钢动作。

本发明中由于带钢的抽钢节奏是根据带钢的实际情况进行的，根据历史数据建立不同的带钢规格与精轧穿带速度、精轧纯轧时间T和精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP对应的关系表，首先从关系表中查找是否存在同规格带钢的数据，如果存在，则直接利用关系表中的历史数据值进行抽钢节奏的控制，否则通过计算得到该规格带钢的精轧纯轧时间，并通过预设的精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP进行抽钢节奏的控制，同时将计算得到的抽钢节奏存入到关系表中。本发明无需增加相关设备，可以根据带钢尺寸、速度等数据，通过准确、实时地计算精轧纯轧时间来预报和控制带钢的抽钢节奏。与固定节奏相比，本发明大大提升了抽钢节奏控制的精度，有效防止因节奏不稳定对轧制产量和产品质量的影响。

本发明在抽钢节奏计算中考虑了操作工的干预，使抽钢节奏能更快接近现场实际情况。当然也可以取人工修正量T_OP＝0，这样就免去了人工干预，可以自动进行抽钢节奏的控制。

为了提高计算精轧纯轧时间的精度，上述技术方案的进一步改进是：根据每块带钢测量得到的精轧入口机架咬钢时间T_F1ON和带钢精轧出口机架抛钢时间T_F1OFF，计算该带钢的实际纯轧时间：

T_a＝T_F1OFF-T_F1ON；

实际纯轧时间T_a和步骤六计算得到的精轧纯轧时间T之间的偏差值ΔT为：

ΔT＝T-T_a；

根据偏差值ΔT计算精轧纯轧时间优化值T_OFF：

T_OFF＝ΔT*g，

式中，g为介于0-1之间的预设修正系数。

为了防止因卷取换挡产生的带钢摆荡，上述技术方案的再进一步改进是：步骤八中，根据当前带钢厚度H_C、前块带钢厚度H_P以及换挡厚度H_DC，计算是否需要换挡：

如果((H_P-H_DC)*(H_C-H_DC))大于或等于0，则不需要换挡；否则需要换挡，此时调整步骤八中带钢间隙时间T_G为：

T_G＝T_G+T_DC；

其中，T_DC为卷曲换挡间隙补偿时间，为预设值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是精轧入口机架咬钢到出口机架抛钢的完整过程示意图。

图2是本发明实施例中精轧入口机架咬钢到出口机架抛钢的过程示意图之一。

图3是本发明实施例中精轧入口机架咬钢到出口机架抛钢的过程示意图之二。

图4是本发明实施例中精轧入口机架咬钢到出口机架抛钢的过程示意图之三。

图5是本发明实施例中精轧入口机架咬钢到出口机架抛钢的过程示意图之四。

具体实施方式

实施例

本实施例中板坯从精轧入口机架咬钢到出口机架带钢抛钢，如图1所示，共包括五个阶段，分别是穿带速度段、第一加速度段、第二加速度段、最高速度段和减速段。

本实施例的热轧全自动抽钢方法，包括以下步骤：

步骤一、根据板坯的长度、强度、厚度、宽度以及带钢目标厚度、目标宽度，利用历史数据建立不同带钢规格与精轧穿带速度、人工修正量、精轧纯轧时间和精轧轧制间隙时间之间关系的关系表；所述带钢规格由板坯的长度、强度、厚度、宽度以及带钢目标厚度、目标宽度构成；

步骤二、根据板坯的长度L1、强度、厚度H1、宽度W1和带钢目标厚度H、目标宽度W，从关系表中查找该带钢规格对应的精轧纯轧时间T、精轧轧制间隙时间T_G，如找到该带钢规格对应的精轧纯轧时间T、精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP，然后执行步骤八；

否则执行步骤三；

步骤三、计算该带钢的精轧出口长度L＝(L1*H1*W1)/(H*W)；

根据该带钢设定的精轧穿带速度和各机架出口厚度H_i，确定带钢精轧各机架速度S_i，其中i＝1，2，...7；并计算得到精轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的带钢长度L₀：

其中D₀为相邻机架间的距离；

步骤四、计算轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的时间T₀：

步骤五、根据精轧速度规程及精轧穿带速度得到该规格带钢的第一加速度A₁、第二加速度A₂、减速度A₃、最高速度S_m和抛钢速度S_t，并分别计算穿带速度段、第一加速度段、第二加速度段、最高速度段和减速段的长度：

其中穿带速度段长度固定为L_t，第一加速段长度为精轧出口机架到卷取机的固定距离，定义为L₁；

计算带钢到卷取有钢时的速度

得到：

第二加速段长度为L₂＝(S_m ²-S_c ²)/(2*A₂)；

减速段长度L₃＝(S_m ²-S_t ²)/(2*A₃)；

最高速度段长度L_m＝L-(L_t+L₁+L₂+L₃)；

步骤六、根据精轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的带钢长度L₀，分四种情况计算精轧纯轧时间T：

1)如果(L₃-L₀)>0且L_m>0，则精轧穿带后，如图2所示，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到最高速度，再减速到抛钢速度，在减速段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

第二加速度段时间T₂＝(S_m-S_c)/A₂，

最高速度段时间T₃＝L_m/S_m，以及

减速段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂+T₃+T₄；

2)否则，如果L-(L₀+L_t+L₁+L₂)大于0，则精轧穿带后，如图3所示，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到最高速度或抛钢速度，在最高速度段或抛钢速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

第二加速度段时间T₂＝(S_m-S_c)/A₂，以及

最高速度段时间T₃＝(L_m-L₀)/S_m，

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂+T₃；

3)否则，如果L-(L₀+L_t+L₁)大于0，则精轧穿带后，如图4所示，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到抛钢速度，在第二加速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

重新计算第二加速段长度L2＝L-(L_t+L₁)，

第二加速度段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂；

4)否则，如果L-(L₀+L_t)大于0，则精轧穿带后，如图5所示，先进行第一加速度到抛钢速度，在第一加速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

重新计算第一加速段长度L₁＝L-L_t，

第一加速度段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁；

步骤七、将该带钢规格与对应的精轧穿带速度、精轧纯轧时间T和精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP存入关系表，其中精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP为预设值；

步骤八、计算抽钢节奏T_GAP＝T+T_G+T_OP，然后根据该节奏决定下块钢的抽钢动作。

本实施例还可以作以下改进：(1)为了提高计算精轧纯轧时间的精度，根据每块带钢测量得到的精轧入口机架咬钢时间T_F1ON和带钢精轧出口机架抛钢时间T_F1OFF，计算该带钢的实际纯轧时间：

T_a＝T_F1OFF-T_F1ON；

实际纯轧时间T_a和步骤六计算得到的精轧纯轧时间T之间的偏差值ΔT为：

ΔT＝T-T_a；

根据偏差值ΔT计算精轧纯轧时间优化值T_OFF：

T_OFF＝ΔT*g，

式中，g为介于0-1之间的预设修正系数。

(2)为了防止因卷取换挡产生的带钢摆荡，步骤八中，根据当前带钢厚度H_C、前块带钢厚度H_P以及换挡厚度H_DC，计算是否需要换挡：

如果((H_P-H_DC)*(H_C-H_DC))大于或等于0，则不需要换挡；否则需要换挡，此时调整步骤八中带钢间隙时间T_G为：

T_G＝T_G+T_DC；

其中，T_DC为卷曲换挡间隙补偿时间，为预设值。

(3)根据已轧带钢的情况，动态调整炉内板坯的精轧纯轧时间。

装钢时，记录当前带钢使用的精轧穿带速度threadspd2。读取关系表中存储的该带钢规格使用的精轧穿带速度threadspd。比较threadspd与threadspd2，如果不相等，重新计算该带钢的精轧纯轧时间，并更新关系表中的精轧纯轧时间和精轧穿带速度。

本发明不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种热轧全自动抽钢方法，板坯从精轧入口机架咬钢到出口机架带钢抛钢，共包括五个阶段，分别是穿带速度段、第一加速度段、第二加速度段、最高速度段和减速段；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、根据板坯的长度、强度、厚度、宽度以及带钢目标厚度、目标宽度，利用历史数据建立不同带钢规格与精轧穿带速度、人工修正量、精轧纯轧时间和精轧轧制间隙时间之间关系的关系表；

步骤二、根据板坯的长度L1、强度、厚度H1、宽度W1和带钢目标厚度H、目标宽度W，从关系表中查找该带钢规格对应的精轧纯轧时间T、精轧轧制间隙时间T_G，如找到该带钢规格对应的精轧纯轧时间T、精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP，然后执行步骤八；

否则执行步骤三；

步骤三、计算该带钢的精轧出口长度L＝(L1*H1*W1)/(H*W)；

根据该带钢设定的精轧穿带速度和各机架出口厚度H_i，确定带钢精轧各机架速度S_i，其中i＝1，2，...7；并计算得到精轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的带钢长度L₀：

其中D₀为相邻机架间的距离；

步骤四、计算精轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的时间T₀：

步骤五、根据精轧速度规程及精轧穿带速度得到当前规格带钢的第一加速度A₁、第二加速度A₂、减速度A₃、最高速度S_m和抛钢速度S_t，并计算上述五个阶段的长度：

其中穿带速度段长度固定为L_t，第一加速段长度为精轧出口机架到卷取机的固定距离，定义为L₁；

计算带钢到卷取有钢时的速度

得到：

第二加速段长度为L₂＝(S_m ²-S_c ²)/(2*A₂)；

减速段长度L₃＝(S_m ²-S_t ²)/(2*A₃)；

最高速度段长度L_m＝L-(L_t+L₁+L₂+L₃)；

步骤六、根据精轧入口机架F1咬钢到精轧出口机架F7咬钢的带钢长度L₀，分四种情况计算精轧纯轧时间T：

1)如果(L₃-L₀)>0且L_m>0，则精轧穿带后，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到最高速度，再减速到抛钢速度，在减速段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

第二加速度段时间T₂＝(S_m-S_c)/A₂，

最高速度段时间T₃＝L_m/S_m，以及

减速段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂+T₃+T₄；

2)否则，如果L-(L₀+L_t+L₁+L₂)大于0，则精轧穿带后，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到最高速度或抛钢速度，在最高速度段或抛钢速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

第二加速度段时间T₂＝(S_m-S_c)/A₂，以及

最高速度段时间T₃＝(L_m-L₀)/S_m，

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂+T₃；

3)否则，如果L-(L₀+L_t+L₁)大于0，则精轧穿带后，先进行第一加速度到卷取咬钢，然后进行第二加速度到抛钢速度，在第二加速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

第一加速度段时间T₁＝(S_c-S₇)/A₁，

重新计算第二加速段长度L2＝L-(L_t+L₁)，

第二加速度段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁+T₂；

4)否则，如果L-(L₀+L_t)大于0，则精轧穿带后，先进行第一加速度到抛钢速度，在第一加速度段精轧入口机架抛钢，此时：

穿带速度段时间T_t＝L_t/S₇，

重新计算第一加速段长度L₁＝L-L_t，

第一加速度段时间

所以，精轧纯轧时间T＝T_t+T₀+T₁；

步骤七、将该带钢规格与对应的精轧穿带速度、精轧纯轧时间T和精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP存入关系表中，其中精轧轧制间隙时间T_G和人工修正量T_OP为预设值；

步骤八、计算抽钢节奏T_GAP＝T+T_G+T_OP，然后根据该节奏决定下块钢的抽钢动作。

2.根据权利要求1所述的热轧全自动抽钢方法，其特征在于：根据每块带钢测量得到的精轧入口机架咬钢时间T_F1ON和带钢精轧出口机架抛钢时间T_F1OFF，计算该带钢的实际纯轧时间：

T_a＝T_F1OFF-T_F1ON；

实际纯轧时间T_a和步骤六计算得到的精轧纯轧时间T之间的偏差值△T为：

△T＝T-T_a；

根据偏差值△T计算精轧纯轧时间优化值T_OFF：

T_OFF＝△T*g，

式中，g为介于0-1之间的预设修正系数；

步骤六中根据精轧纯轧时间优化值T_OFF来优化精轧纯轧时间T，即步骤八中，抽钢节奏T_GAP＝T+T_G+T_OFF。

3.根据权利要求1所述的热轧全自动抽钢方法，其特征在于：步骤八中，根据当前带钢厚度H_C、前块带钢厚度H_P以及换挡厚度H_DC，计算是否需要换挡：

如果((H_P-H_DC)*(H_C-H_DC))大于或等于0，则不需要换挡；否则需要换挡，此时调整步骤八中带钢间隙时间T_G为：

T_G＝T_G+T_DC；

其中，T_DC为卷曲换挡间隙补偿时间，为预设值。

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