CN112958634B - 一种基于镰刀弯头部的精轧机架预调平方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于镰刀弯头部的精轧机架预调平方法,属于板带轧制技术领域。该方法首先读取粗轧R2出口测宽仪数据,然后拟合中间坯中心线曲线,确定需要控制中间坯镰刀弯头部传动侧与操作侧长度los、lds,根据镰刀弯头部两边长度计算镰刀弯头部两边厚差△h,最后按照模型计算辊缝倾斜调整值△S。该方法可以消除中间坯镰刀弯头部对精轧的跑偏影响。
Description
技术领域
本发明涉及板带轧制技术领域,特别是指一种基于镰刀弯头部的精轧机架预调平方法。
背景技术
热轧带钢是重要的钢铁产品,热连轧是热轧带钢生产的主要方式之一。图1示意了一种热轧带钢的热连轧生产线。如图1所示,该热连轧生产线主要包括加热炉、粗轧机、精轧机、层流冷却装置以及卷取机,其中精轧机包括若干精轧机架,该热连轧生产线中,精轧机包括精轧机架F1-F7。该热连轧生产线的生产工艺是:首先坯料经加热炉板坯加热,其次经高压水除磷,之后经粗轧机进行粗轧,然后切头切尾,再经精轧机精轧,之后经层流冷却装置进行层流冷却,最后由卷取机进行卷取获得热轧带钢成品。
带钢热连轧生产过程往往伴随着带钢跑偏现象的发生。在连轧的中间过程中,由于有张力调节***以及对中***对板带的约束作用,板带跑偏得到限制,跑偏现象很少发生,而在头部和尾部的轧制过程中,板带在未完全进入和脱离机架前,由于缺少部分张力的约束,跑偏趋势突然变得严重,跑偏量急剧增大,所形成明显的侧弯和蛇形弯。不同于其他部分可以在轧制过程中通过测量设备进行反馈调节,带钢运行的速度很快,因此其头部的跑偏只能通过辊缝的预设定进行控制。这种头部跑偏现象的存在,不仅对后续精轧及终轧精度的控制和稳定性都有较大危害,严重时甚至会造成堆钢事故,同时还会因为撞击轧制设备,导致轧机损坏、工作辊轴向磨损不均等设备故障问题,严重影响生产效率,造成企业的经济损失。因而对于带钢头部跑偏现象的控制对于提高产品质量、降低生产成本具有重要的意义。
镰刀弯问题源于非对称轧制,即轧机入口与出口板坯比例楔形不相等。造成非对称轧制的因素众多,主要包括轧件、轧机和轧制对中性三方面。轧件方面的因素包括板坯来料的镰刀弯、楔形度和温度均匀性。对于板坯来料的温度均匀性导致的非对称轧制问题,专利JP62197209A、JP06007818A公开了一种基于温度检测的镰刀弯和跑偏控制方法,是通过在轧机入口安装温度检测装置,测量板坯横向温度差,由此得到轧机两侧轧制力偏差和辊缝偏差,并对轧机两侧辊缝进行补偿,从而实现镰刀弯和跑偏控制。但该方法对于板坯来料的镰刀弯和楔形度导致的跑偏和镰刀弯无法控制。专利JP62054511A公开了一种基于视觉检测的镰刀弯控制方法,即通过轧机出口安装高速相机,实时检测带钢位置,并把跑偏信息传递给轧机压下***,动态调整轧机两侧压下,从而实现镰刀弯和跑偏控制。该方法可解决各种因素导致的跑偏和镰刀弯问题,但由于需要安装板坯位置检测与自动跑偏控制***,实施投资大,周期长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于镰刀弯头部的精轧机架预调平方法。
该方法首先读取粗轧R2出口测宽仪数据,然后采用最小二乘法拟合中间坯中心线曲线,确定需要控制中间坯镰刀弯头部传动侧与操作侧长度los、lds,根据镰刀弯头部两边长度计算镰刀弯头部两边厚差△h,最后按照模型计算辊缝倾斜调整值△S。
具体包括步骤如下:
(1)读取粗轧R2出口测宽仪数据;
(2)拟合中间坯中心线曲线;
(3)确定需要控制中间坯镰刀弯头部传动侧长度los与操作侧长度lds;
(4)根据镰刀弯头部两边长度计算镰刀弯头部两边厚差△h;
(5)按照如下模型计算辊缝倾斜调整值△S:
其中:α为模型调整系数,无量纲;Q为轧件塑性系数,单位为kN/mm;K为轧机刚度,单位为kN/mm;h0为中间坯厚度,单位为mm;B为轧件宽度,单位为mm;Y为中间坯的最大跑偏量,单位为mm;X为中间坯镰刀弯头部长度,单位为mm。
其中,步骤(2)中以中间坯长度范围为W的位置定义为镰刀弯头部,根据粗轧镰刀弯的中心线曲线,读取镰刀弯头部曲线上前两个最值C1和C2与两点所对应的长度l1和l2,|C1-C2|为中间坯的最大跑偏量Y,l2-l1为中间坯镰刀弯头部长度X。
步骤(3)具体为:首先,判断镰刀弯的弯曲方向,如果C1-C2>0则镰刀弯偏向操作侧,如果C1-C2<0则镰刀弯偏向传动侧;
然后,计算镰刀弯头部传动侧与操作侧长度los、lds,由中间坯中心线曲线的镰刀弯头部长度X及中间坯的最大跑偏量Y即可确定近似圆弧的半径R为如果镰刀弯偏向操作侧,则中间坯镰刀弯头部传动侧与操作侧长度计算公式如下:如果镰刀弯偏向传动侧,则中间坯镰刀弯头部传动侧与操作侧长度计算公式如下:
步骤(4)中已知带钢宽度B,按照体积不变原理,则根据镰刀弯头部两侧长度计算镰刀弯头部两边厚差△h计算公式如下:
其中,B为轧件宽度,单位为mm;h0为中间坯厚度,单位为mm,hos为镰刀弯头部传动侧厚度,hds为镰刀弯头部操作侧厚度。
步骤(5)中根据辊缝-轧件厚度关系计算辊缝调节量,公式如下:
其中:α为模型调整系数,无量纲;Q为轧件塑性系数,单位为kN/mm;K为轧机刚度,单位为kN/mm;h0为中间坯厚度,单位为mm;B为轧件宽度,单位为mm;Y为中间坯的最大跑偏量,单位为mm;X为中间坯镰刀弯头部长度,单位为mm;
α根据现场的优秀数据进行修正。
W的取值范围为0.5%-12%。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,可根据中间坯来料头部的镰刀弯情况进行预摆辊缝控制,可以有效减少粗轧镰刀弯头部对精轧跑偏的影响,提高轧制稳定性;由于本发明方法对中间坯的检测和对辊缝的控制不是同步实施的,因此对检测和控制的同步性和实时性要求不高,检测和控制的成本低廉。
附图说明
图1为一种热轧带钢的热连轧生产线的结构示意图;
图2为本发明所述的根据中间坯镰刀弯头部对精轧机架进行跑偏预控制的方法在一种实施方式下所应用的控制流程示意图;
图3为本发明典型粗轧跑偏曲线;
图4为本发明镰刀弯近似圆弧示意图;
图5为本发明所述的根据中间坯镰刀弯头部对精轧机架进行跑偏预控制的方法在一种实施方式下的中间坯对中数据曲线;
图6为本发明轧件两侧存在厚差的P-H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。
本发明提供一种基于镰刀弯头部的精轧机架预调平方法。
本方法首先读取粗轧R2出口测宽仪数据,然后拟合中间坯中心线曲线,确定需要控制中间坯镰刀弯头部传动侧与操作侧长度los、lds,根据镰刀弯头部两边长度计算镰刀弯头部两边厚差△h,最后按照模型计算辊缝倾斜调整值△S。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
图2示意了根据中间坯镰刀弯头部对精轧机架进行跑偏预控制的方法在一种实施方式下所应用的流程。
如图2所示,根据中间坯镰刀弯头部对精轧机架进行跑偏预控制的方法的具体步骤如下:
S1.读取粗轧R2出口测宽仪数据;
S2.拟合中间坯中心线曲线,图3为典型粗轧跑偏曲线,并作出假设,将镰刀弯曲线视为大曲率圆弧,图4为镰刀弯近似圆弧示意图,以中间坯长度范围为W的位置定义为镰刀弯头部,根据粗轧镰刀弯的中心线曲线,读取镰刀弯头部曲线上前两个最值C1和C2与两点所对应的长度l1和l2,|C1-C2|为中间坯的最大跑偏量Y,l2-l1为中间坯镰刀弯头部长度X;
在实施例中,由测宽仪检测的对中数据中心线数据如图5所示,镰刀弯头部曲线第一个极值C1=27.5,此时的长度的l1=1.5;镰刀弯头部曲线第二个极值C2=-17.5mm,此时的长度的l2=9.8;C1-C2=45>0,镰刀弯偏向操作侧,中间坯的最大跑偏量Y=45,中间坯镰刀弯头部长度X=8.3mm;
S3.确定需要控制中间坯镰刀弯头部传动侧与操作侧长度los、lds;
S5.按照下述模型计算辊缝倾斜调整值△S:
(1)根据辊缝-轧件厚度关系计算辊缝调节量,图6为轧件两侧存在厚差的P-H图:图中右侧为中间坯材料特性曲线,其中Q为板坯的塑性变形系数;左侧为轧机刚度特性曲线,其中K为轧机的刚度系数。至此完成了调平过程的理论计算。
公式如下:
式中:α为模型调整系数,其为无量纲;Q为轧件塑性系数,其单位为kN/mm;K为轧机刚度,其单位为kN/mm;h0为中间坯厚度,其单位为mm;B为轧件宽度,其单位为mm;Y为中间坯的最大跑偏量,其单位为mm;X为中间坯镰刀弯头部长度,其单位为mm;
(2)根据现场的优秀数据修正α;
由于调平涉及影响因素复杂,且容错区间较大,难以仅通过理论计算将跑偏问题考虑完善,因此对日常生产中的优秀调平样本进行整理,总结操作工经验知识,获得可靠样本,修正α值。筛选样本条件如下,除产品质量外,还考虑需要避免因仪表假点及调平改变量过小对最终结果造成的误差。
表1优秀调平样本的筛选条件
表2计算的α值
表3根据中间坯镰刀弯头部对精轧机架预控方法的具体工艺参数
机架F1 | 机架F2 | 机架F3 | |
中间坯镰刀弯头部长度X(mm) | 8.3 | 8.3 | 8.3 |
中间坯的最大跑偏量Y(mm) | 45 | 45 | 45 |
轧机刚度K(kN/mm) | 2573 | 3290 | 1957 |
轧件塑性系数Q(kN/mm) | 1100 | 1100 | 1100 |
中间坯厚度h<sub>0</sub>(mm) | 38 | 38 | 38 |
中间坯宽度B(mm) | 1200 | 1200 | 1200 |
出口带钢厚度h<sub>i</sub>(mm) | 20.5 | 10.22 | 6.12 |
模型调整系数α<sub>i</sub> | 2.3 | ||
辊缝调整量△S<sub>i</sub>(mm) | -1.60 |
实施例2
基本过程同实施例1,镰刀弯头部曲线第一个极值C1=10.8,此时的长度的l1=1.3;镰刀弯头部曲线第一个极值C2=-49.5mm,此时的长度的l2=9.1;C1-C2=45<0,镰刀弯偏向传动侧,中间坯的最大跑偏量Y=60.3,中间坯镰刀弯头部长度X=7.8mm。
表4根据中间坯镰刀弯头部对精轧机架预控方法的具体工艺参数
上述实施例1和实施例2只给出了一个L值的计算情况,对于根据步骤S4得到的不同的两侧厚差值,只需带入步骤S5即可以计算相应两侧厚差值的机架F1-F3的预摆辊缝调节量△Si。实施例1和2在实际应用中收到了良好的效果,能够减少精轧跑偏,轧破甩尾和废钢,提高热轧轧制的稳定性。
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 (6)
2.根据权利要求1所述的基于镰刀弯头部的精轧机架预调平方法,其特征在于:所述步骤(2)中以中间坯长度范围为W的位置定义为镰刀弯头部,采用最小二乘法拟合粗轧镰刀弯的中心线曲线,读取镰刀弯头部曲线上前两个最值C1和C2与两点所对应的长度l1和l2,|C1-C2|为中间坯的最大跑偏量Y,l2-l1为中间坯镰刀弯头部长度X。
6.根据权利要求2所述的基于镰刀弯头部的精轧机架预调平方法,其特征在于:所述W的取值范围为0.5%-12%。
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