CN111957751B - 炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法 - Google Patents

炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法，属于冶金自动化控制技术领域。该方法首先将待轧带钢分别以炉卷轧机头部减薄辊缝、头部楔形辊缝、本体辊缝、尾部楔形辊缝、尾部减薄辊缝轧制，根据头尾减薄比计算出头尾减薄辊缝，根据头、中、尾辊缝，头、尾楔形长度，计算炉卷轧机由头部减薄辊缝执行至本体辊缝、本体辊缝执行至尾部减薄辊缝时的辊缝执行速度，当未轧长度等于定义尾部楔形长度加上尾部减薄长度时，轧机辊缝由本体辊缝执行至尾部减薄辊缝。该方法简单易行，能够有效克服炉卷轧机可逆轧制过程中头尾温度低，下游机架负荷大的困难，对于减小下游机架负荷大，保证精轧穿带稳定有一定积极意义。

Description

炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法
技术领域
本发明涉及冶金自动化控制技术领域，特别是指一种炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法。
背景技术
在炉卷轧线中，一般由炉卷轧机的可逆往返轧制，代替常规热连轧精轧上游机组的作用，当往返轧制满足下游精轧机组标准后，向精轧机组送钢，从而完成带钢成卷需求。但炉卷轧机可逆轧制过程中，由于带钢抛钢后尾部会在辊道上停留一段时间，炉卷道次头尾温降较大。所以在可逆轧制完成后，末道次向精轧机组送钢时，头部带钢往往温度较低，使得在精轧机组穿带过程中，头部符合较大，极易引起头部轧破情况，且在轧制薄规格时，若后机架负荷较大时，极易穿带失败导致废钢。同样，在炉卷轧机即将抛钢时，由于带钢尾部温度相对较低，所以尾部负荷逐渐增大，在炉卷轧机抛钢瞬间极易造成甩尾，叠轧现象。当进入精轧机组后，尾部温度降低，更易加剧尾部轧烂、甩尾。
投用炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制方法，在炉卷道次控制中，有效的将头尾的厚度减薄，在同样厚度减薄有可能会造成温降更快的现象，但在头部进入卷取炉保温加热的效果也更加明显。所以，投用头尾减薄楔形轧制功能，能够克服温降大的不利因素，使得炉卷道次轧制结束后，向精轧机组送钢时，头尾厚度相对较薄，负荷较小，利于精轧穿带，且在尾部温度降低的情况，由于尾部较本体厚度偏薄，即使在尾部脱离炉卷轧机向精轧机组移动时温度相对降低较快，但也有效降低了尾部的负荷，且保证了尾部厚度。
目前，在国内板材轧制领域以及楔形轧制的控制方法中也有相关案例，虽应用在炉卷轧线中炉卷轧机上的应用相关专利、论文暂未检索到类似的，但板材楔形轧制方法相关的专利检索到“一种利用过程控制轧制楔形钢板的方法”(专利号CN 110328232 A)提出一种通过轧机的过程控制***来实现中厚板中楔形板的轧制，而本发明采用的是在炉卷轧机可逆轧制过程中实现头尾减薄、楔形板的轧制方法，解决头尾温度低、精轧机组负荷大的问题。“板材轧制中楔形的设定及控制方法”(专利号CN 1852780 A)提出一种通过粗轧机后楔形计检测反馈后修正粗轧板材轧制中楔形的设定及控制方法解决工作侧与驱动侧两侧板厚不相同的问题，而本发明采用的是延带钢轧制方向的头尾减薄及楔形轧制的方法解决精轧机组的不稳定穿带及头尾负荷大的问题。
由于炉卷轧线中有别于其他常规轧线的特殊工艺情况，针对单炉卷轧机在双卷取炉间可逆轧制的过程中，带钢头、尾均有一定长度在抛钢时会停留在炉卷轧机至卷取炉辊道上，在往返轧制过程中，带钢头、尾部的温度会越来越低。针对此现状，炉卷轧机的头、尾减薄辊缝，头、尾楔形辊缝，对于在下游精轧机组减小温度相对较低的头部、尾部的轧机负荷，具有一定积极意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法。
该方法首先根据头部减薄比计算头部出口厚度，计算头部减薄辊缝，然后根据尾部减薄比计算尾部出口厚度，计算尾部减薄辊缝，待钢坯进入炉卷轧机首道次时，以头部减薄辊缝穿带，待炉卷当前道次轧出长度等于头部减薄长度时，轧机头部减薄辊缝以根据头部楔形长度计算出的辊缝执行速度从头部减薄辊缝执行到本体辊缝，待炉卷轧机当前道次未轧出长度等于尾部楔形长度加上尾部减薄长度时，轧机本体辊缝以根据尾部楔形长度计算出的辊缝执行速度从本体辊缝执行到尾部减薄辊缝，待炉卷轧机当前道次未轧出长度等于尾部减薄长度时，炉卷轧机实时辊缝达到尾部减薄辊缝，以尾部减薄辊缝轧完首道次尾部减薄长度，当前道次轧制结束后，轧机实时辊缝自动执行到下一道次头部减薄辊缝，每一道次重复上述控制流程。
具体包括步骤如下：
(1)根据头部减薄比γH计算头部出口厚度hH，hH＝hB*(1-γH),其中hB为本体出口厚度，根据头部出口厚度hH计算头部减薄辊缝SH，SH＝hH-SC-SF-O-GH-GW-GO，其中SC表示弹跳量，SF表示弯辊力造成的厚度变化量，O表示油膜厚度，GH表示热胀量，GW表示磨损量，GO表示头部辊缝自学习量，单位均为mm，头部减薄比γH为百分比压下率，取值范围为0％～10％，且不为0％；
(2)根据尾部减薄比γT计算尾部出口厚度hT，hT＝hB*(1-γT),根据尾部出口厚度hT计算尾部减薄辊缝ST，ST＝hT-SC-SF-O-GH-GW-GT，其中GT表示尾部辊缝自学习量，单位为mm，尾部减薄比γH为百分比压下率，取值范围为0％～10％，且不为0％；
(3)在可逆轧制诸多道次中，以任意某一道次为例，根据步骤(1)中计算得到头部减薄辊缝SH，待钢坯进入炉卷轧机首道次时，以头部减薄辊缝SH穿带；
(4)待炉卷当前道次轧出长度LH等于头部减薄长度XH时，轧机头部减薄辊缝SH以根据头部楔形长度XHB计算出的辊缝执行速度VHB从头部减薄辊缝SH执行到本体辊缝SB；
(5)待炉卷当前道次未轧出长度LT等于尾部楔形长度XBT加上尾部减薄长度XT时，轧机本体辊缝SB以根据尾部楔形长度XBT计算出的辊缝执行速度VBT从本体辊缝SB执行到尾部减薄辊缝ST；
(6)待炉卷轧机当前道次未轧出长度LT等于尾部减薄长度XT时，炉卷轧机实时辊缝SO达到尾部减薄辊缝ST，以尾部减薄辊缝ST轧完首道次尾部减薄长度XT；
(7)当前道次轧制结束后，轧机实时辊缝SO自动执行到下一道次头部减薄辊缝，每一道次重复上述控制流程。
其中，步骤(1)、步骤(2)中头部辊缝自学习量GO、尾部辊缝自学习量GT单位均为mm，取值范围为某一特定区间[-a,a]，其中，a一般取0～0.3。
步骤(4)中当前道次轧出长度LH单位为m，计算方法为：LH＝VO*(1+f+fO)*t，其中f为炉卷轧机前滑，fO为炉卷轧机前滑自学习值，t为咬钢后轧制时间，前滑自学习值fO取值范围为某一特定区间[-b,b]，其中，b一般取0～0.3。XH为头部减薄长度，单位为m，取值范围为9～15，XHB为头部楔形长度，单位为m，取值范围为6～10，VHB为轧机头部减薄辊缝SH过度到本体辊缝SB时辊缝的执行速度，单位为mm/s计算方法为：
Figure GDA0003415731260000041
其中VO为炉卷轧机实时线速度。
步骤(5)中XT为尾部减薄长度，单位为m，取值范围为0～10，XBT为尾部楔形长度，单位为m，取值范围为6～10，VBT为轧机本体辊缝SB过度到尾部减薄辊缝ST时辊缝的执行速度，单位为mm/s，计算方法为：
Figure GDA0003415731260000042
LT为当前道次未轧出长度，单位为m，计算方法为：
Figure GDA0003415731260000043
其中LC为当前道次未轧前带钢长度，hC为当前道次未轧前带钢厚度，hC1为首道次轧后带钢平均厚度。
步骤(3)中SH为头部减薄辊缝，单位为mm。
步骤(6)中LT为当前道次炉卷轧机未轧长度，单位为m，XT为尾部减薄长度，单位为m，取值范围为0～10，ST为尾部楔形辊缝，单位为mm，SO为炉卷轧机实时辊缝，单位为mm。
步骤(7)中SO为炉卷轧机实时辊缝，单位为mm。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，能够有效解决在炉卷轧线中炉卷道次轧制过程中带钢头尾温度低影响下游穿带稳定性的问题，对于降低精轧机组头尾负荷有很好的积极意义。
附图说明
图1为本发明在实际轧制过程中某一道次的辊缝给定图；
图2为本发明在实际轧制过程中某一道次的辊缝执行速度给定图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法。
该方法首先根据头部减薄比计算头部出口厚度，计算头部减薄辊缝，然后根据尾部减薄比计算尾部出口厚度，计算尾部减薄辊缝，待钢坯进入炉卷轧机首道次时，以头部减薄辊缝穿带，待炉卷当前道次轧出长度等于头部减薄长度时，轧机头部减薄辊缝以根据头部楔形长度计算出的辊缝执行速度从头部减薄辊缝执行到本体辊缝，待炉卷轧机当前道次未轧出长度等于尾部楔形长度加上尾部减薄长度时，轧机本体辊缝以根据尾部楔形长度计算出的辊缝执行速度从本体辊缝执行到尾部减薄辊缝，待炉卷轧机当前道次未轧出长度等于尾部减薄长度时，炉卷轧机实时辊缝达到尾部减薄辊缝，以尾部减薄辊缝轧完首道次尾部减薄长度，当前道次轧制结束后，轧机实时辊缝自动执行到下一道次头部减薄辊缝，每一道次重复上述控制流程。
下面结合具体实施例予以说明。
在具体实施过程中，按如下步骤进行操作：
(1)根据头部减薄比γH计算头部出口厚度hH，hH＝hB*(1-γH),其中hB为本体出口厚度，得到头部出口厚度hH计算头部减薄辊缝SH，SH＝hH-SC-SF-O-GH-GW-GO，其中SC表示弹跳量，SF表示弯辊力造成的厚度变化量，O表示油膜厚度，GH表示热胀量，GW表示磨损量，GO表示头部辊缝自学习量，单位均为mm，头部减薄比γH为百分比压下率，取值范围为0％～10％，且不为0％；
(2)根据尾部减薄比γT计算尾部出口厚度hT，hT＝hB*(1-γT),得到尾部出口厚度hT计算尾部减薄辊缝ST，ST＝hT-SC-SF-O-GH-GW-GT，其中GT表示尾部辊缝自学习量，单位为mm，尾部减薄比γH为百分比压下率，取值范围为0％～10％，且不为0％；
(3)在可逆轧制诸多道次中，以任意某一道次为例，根据步骤(1)中计算得到头部减薄辊缝SH，待钢坯进入炉卷轧机首道次时，以头部减薄辊缝SH穿带；
(4)待炉卷当前道次轧出长度LH等于头部减薄长度XH时，轧机头部减薄辊缝SH以根据头部楔形长度XHB计算出的辊缝执行速度VHB从头部减薄辊缝SH执行到本体辊缝SB,
Figure GDA0003415731260000051
其中VO为炉卷轧机实时线速度,LH＝VO*(1+f+fO)*t，其中f为炉卷轧机前滑，fO为炉卷轧机前滑自学习值，t为咬钢后轧制时间；
(5)待炉卷当前道次未轧出长度LT等于尾部楔形长度XBT加上尾部减薄长度XT时，轧机本体辊缝SB以根据尾部楔形长度XBT计算出的辊缝执行速度VBT从本体辊缝SB执行到尾部减薄辊缝ST,
Figure GDA0003415731260000061
Figure GDA0003415731260000062
其中LC为当前道次未轧前带钢长度，hC为当前道次未轧前带钢厚度，hC1为首道次轧后带钢平均厚度；
(6)待炉卷轧机未轧长度LT等于尾部减薄长度XT时，炉卷轧机实时辊缝SO达到尾部减薄辊缝ST，以尾部减薄辊缝ST轧完首道次尾部减薄长度XT；
(7)当前道次轧制结束后，轧机实时辊缝SO自动执行到下一道次头部减薄辊缝SH2，每一道次重复上述控制流程。
上述过程中炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄，楔形控制辊缝给定如图1所示，其中，SH头部减薄辊缝；SB本体辊缝；ST尾部减薄辊缝；XH头部减薄长度；XHB头部楔形长度；XB本体长度；XBT尾部楔形长度；XT尾部减薄长度；辊缝执行速度给定如图2所示，其中，VHB头部楔形长度辊缝执行速度；VBT尾部楔形长度辊缝执行速度；VS辊缝默认执行速度，XH头部减薄长度；XHB头部楔形长度；XB本体长度；XBT尾部楔形长度；XT尾部减薄长度。
该方法已成功应用于某炉卷轧线炉卷轧机的可逆轧制头尾楔形控制，受到用户的好评。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法，其特征在于：首先根据头部减薄比计算头部出口厚度，计算头部减薄辊缝，然后根据尾部减薄比计算尾部出口厚度，计算尾部减薄辊缝，待钢坯进入炉卷轧机首道次时，以头部减薄辊缝穿带，待炉卷当前道次轧出长度等于头部减薄长度时，轧机头部减薄辊缝以根据头部楔形长度计算出的辊缝执行速度从头部减薄辊缝执行到本体辊缝，待炉卷轧机当前道次未轧出长度等于尾部楔形长度加上尾部减薄长度时，轧机本体辊缝以根据尾部楔形长度计算出的辊缝执行速度从本体辊缝执行到尾部减薄辊缝，待炉卷轧机当前道次未轧出长度等于尾部减薄长度时，炉卷轧机实时辊缝达到尾部减薄辊缝，以尾部减薄辊缝轧完首道次尾部减薄长度，当前道次轧制结束后，轧机实时辊缝自动执行到下一道次头部减薄辊缝，每一道次重复上述控制流程。
2.根据权利要求1所述的炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法，其特征在于：具体包括步骤如下：
(1)根据头部减薄比γH计算头部出口厚度hH，hH＝hB*(1-γH),其中hB为本体出口厚度，根据头部出口厚度hH计算头部减薄辊缝SH，SH＝hH-SC-SF-O-GH-GW-GO，其中SC表示弹跳量，SF表示弯辊力造成的厚度变化量，O表示油膜厚度，GH表示热胀量，GW表示磨损量，GO表示头部辊缝自学习量，单位均为mm，头部减薄比γH为百分比压下率，取值范围为0％～10％，且不为0％；
(2)根据尾部减薄比γT计算尾部出口厚度hT，hT＝hB*(1-γT),根据尾部出口厚度hT计算尾部减薄辊缝ST，ST＝hT-SC-SF-O-GH-GW-GT，其中GT表示尾部辊缝自学习量，单位为mm，尾部减薄比γH为百分比压下率，取值范围为0％～10％，且不为0％；
(3)在可逆轧制诸多道次中，以任意某一道次为例，根据步骤(1)中计算得到头部减薄辊缝SH，待钢坯进入炉卷轧机首道次时，以头部减薄辊缝SH穿带；
(4)待炉卷当前道次轧出长度LH等于头部减薄长度XH时，轧机头部减薄辊缝SH以根据头部楔形长度XHB计算出的辊缝执行速度VHB从头部减薄辊缝SH执行到本体辊缝SB；
(5)待炉卷当前道次未轧出长度LT等于尾部楔形长度XBT加上尾部减薄长度XT时，轧机本体辊缝SB以根据尾部楔形长度XBT计算出的辊缝执行速度VBT从本体辊缝SB执行到尾部减薄辊缝ST；
(6)待炉卷轧机当前道次未轧出长度LT等于尾部减薄长度XT时，炉卷轧机实时辊缝SO达到尾部减薄辊缝ST，以尾部减薄辊缝ST轧完首道次尾部减薄长度XT；
(7)当前道次轧制结束后，轧机实时辊缝SO自动执行到下一道次头部减薄辊缝，每一道次重复上述控制流程。
3.根据权利要求2所述的炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法，其特征在于：所述步骤(1)、步骤(2)中头部辊缝自学习量GO、尾部辊缝自学习量GT单位均为mm，取值范围为特定区间[-a,a]，a＝0～0.3。
4.根据权利要求2所述的炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法，其特征在于：所述步骤(4)中当前道次轧出长度LH单位为m，计算方法为：LH＝VO*(1+f+fO)*t，其中f为炉卷轧机前滑，fO为炉卷轧机前滑自学习值，t为咬钢后轧制时间，前滑自学习值fO取值范围为特定区间[-b,b]，b＝0～0.3；XH为头部减薄长度，单位为m，取值范围为9～15，XHB为头部楔形长度，单位为m，取值范围为6～10，VHB为轧机头部减薄辊缝SH过度到本体辊缝SB时辊缝的执行速度，单位为mm/s，计算方法为：
Figure FDA0003415731250000021
其中VO为炉卷轧机实时线速度。
5.根据权利要求2所述的炉卷轧机可逆轧制过程中头尾减薄楔形控制的方法，其特征在于：所述步骤(5)中尾部减薄长度XT单位为m，取值范围为0～10，XBT为尾部楔形长度，单位为m，取值范围为6～10，VBT为轧机本体辊缝SB过度到尾部减薄辊缝ST时辊缝的执行速度，单位为mm/s，计算方法为：
Figure FDA0003415731250000022
LT为当前道次未轧出长度，单位为m，计算方法为：
Figure FDA0003415731250000023
其中LC为当前道次未轧前带钢长度，hC为当前道次未轧前带钢厚度，hC1为首道次轧后带钢平均厚度。
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