CN114769325B - 一种热连轧cvc工作辊窜辊的控制方法 - Google Patents
一种热连轧cvc工作辊窜辊的控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,属于板带轧制技术领域。本发明的控制方法,在一个轧制周期内同宽轧制的带钢使用周期性调整弯辊设定值,同时给出窜辊协调变化模型,扩大工作窜辊行程,达到轧辊均匀磨损的效果,提高了轧制公里数;非同宽轧制的带钢,各机架弯辊力固定,窜辊执行正常行程,以保持宽度跳变下的轧制稳定性。采用发明的控制方法,同宽轧制时工作辊窜辊行程增加30~60mm,同宽轧制公里数显著增加。
Description
技术领域
本发明属于板带轧制技术领域,具体涉及一种热连轧工作辊窜辊的控制方法。
背景技术
CVC轧机具有凸度调节能力强、调节迅速的特点,但也存在同宽轧制时边部磨损严重、轧制公里数短的问题,对薄规格产品批量轧制形成制约,不利于提升生产效率。工作辊窜辊即工作辊横向移动,窜辊的目的是使工作辊磨损均匀,变凸度工作辊还可通过窜辊进行辊缝凸度的调节,从而实现对带钢板形的控制。每轧制完成一块带钢,工作辊随即横向移动一定距离,这个距离称为窜辊步长。工作辊由轧制中心线窜辊到极限位置的距离称为行程。现有工作辊通常采用往复窜辊方法,即工作辊向一个方向(传动侧或操作侧)窜辊到极限位置后,向相反方向(操作侧或传动侧)窜辊,直到该侧极限位置,再向相反方向窜辊,如此往复。工作辊窜辊可一定程度减轻轧辊磨损,但现有的窜辊方式并未考虑带钢宽度对轧辊磨损的影响,且未充分发挥工作辊辊身长度,工作辊易磨损的问题并未得到有效的解决。
经检索,中国专利申请号为201911303850.8的申请案,公开了一种1250热连轧精轧机组轧辊辊期延长方法,该申请案提出F1~F4工作辊采用抛物线负凸度工作辊辊型、采用异步等行程窜辊策略,F5~F7采用双锥度工作辊辊型、采用异步余弦窜辊策略,凸度控制能力不随窜辊位置变化而变化。但该申请案并没有给出窜辊与弯辊之间的关系,凸度控制能力主要依赖于人工给定弯辊,在钢种、规格相对单一,带钢宽度变化范围小的条件下,能够适用。但对品种复杂、宽度变化大,凸度控制能力要求高的场景下并不适用。
又如,中国专利申请号为201810016072.3的申请案,公开了一种分散CVC工作辊窜辊位置的方法,该申请案中根据第K与第K-1块带钢工作辊窜辊位置、窜辊极限值不同,随机判断和给定窜辊位置,根据窜辊位置再计算弯辊力,判断弯辊力在相应机架内的极限限定范围内,最终确定窜辊值和弯辊值。该方法能够扩大窜辊行程、提高工作辊均匀磨损,但存在着弯辊力变化大,不能补偿窜辊引起的凸度变化的问题。另外,该申请案中的窜辊位置采用随机分布的算法,虽然多卷时是呈分散的,但不能预测下一块钢的窜辊位置,是不确定的位置。窜辊量处于判断的极限位置时,弯辊也处于极限位置,从而丧失了动态调整的能力。对于非同宽轧制带钢,扩大了窜辊行程反而会带来轧制不稳定的问题。
发明内容
1、要解决的问题
为解决上述的问题,本发明提出了一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法。采用本发明的技术方案,有效地解决了同宽轧制时窜辊行程不足,非同宽轧制时窜辊行程过大、影响规格跳变稳定性问题,同时也给弯辊预留了足够的动态调节能力,可应用到精轧全机架,且窜辊规律可控。
2、技术方案
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
本发明的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,包括以下步骤:
步骤一,对精轧各机架配置弯辊力变化幅值
步骤二,对精轧各机架配置预设偏移带钢数
步骤三,根据弯辊力变化幅值预设偏移带钢数/>变化周期带钢块数Ncyc,得到各机架的弯辊力变化值FBchg;
步骤四,构建窜辊变化量与弯辊力变化值有关的模型,得到弯辊变化后等效窜辊量ΔS及设定窜辊量Snorm;
步骤五,判断是否符合窜辊条件,若符合条件,按照步骤四中构建的模型进行窜辊。
进一步地,步骤五中,判断窜辊条件具体步骤为,
S1,判断后续板坯是否有连续同宽板坯,以及连续同宽板坯的数量;
S2,若判断结果没有超过预设的同宽门槛数量则不启动循环窜辊功能;若判断结果超过同宽门槛数量/>则启动循环窜辊功能,并进入S3步骤;
S3,继续判断后续同宽板坯数量是否大于剩余循环数量若是,则/>并一直启动循环窜辊功能;若否,则/>进入到循环窜辊功能,一直执行到/>跳出这个循环,终止循环窜辊功能。
进一步地,步骤S1中具体的判断过程为,换辊或标定结束后,对每块板坯进行判断,是否为同宽板坯,并将同宽板坯的数量进行累计,当累计数量达到同宽门槛数量时,启动循环窜辊功能。
进一步地,步骤S3中,同宽板坯数小于同宽门槛数量若BFM(i)不存在或Abs(BFM(0)-BFM(i))≥△Bthd,则/>进入到循环窜辊功能,其中,BFM(0)为当前带钢成品宽度,BFM(i)为下卷带钢成品宽度,ΔBthd为同宽判断条件。
进一步地,步骤四中窜辊变化量与弯辊力变化值之间的转换关系为:ΔS=-K*FBchg,其中,K=A*(d/D0)B*(b/B0)c,A、B、C均为系数,d:工作辊直径,D0:工作辊最大直径,b:带钢宽度,B0:支撑辊辊身长度,ΔS:弯辊变化后等效窜辊量,FBchg:弯辊力变化值,Snorm:设定窜辊量,/>原始窜辊量。
进一步地,所述的弯辊力变化值FBchg采用正弦曲线变化。
进一步地,弯辊力变化值则设定弯辊力/>其中,/>为弯辊力变化幅值,Nrolled:弯辊周期变化轧制的带钢数,/>预设偏移带钢数,Ncyc:一个变化周期内的带钢块数,/>原始弯辊力,FBnorm是设定弯辊力。
进一步地,各机架的弯辊力变化幅值按照钢种、厚度、宽度进度划分,其中,F1机架的弯辊力变化幅值为300,F2机架的弯辊力变化幅值为300,F3机架的弯辊力变化幅值为300,F4机架的弯辊力变化幅值为300,F5机架的弯辊力变化幅值为400,F6机架的弯辊力变化幅值为400,F7机架的弯辊力变化幅值为400。
进一步地,各机架的预设偏移带钢数预设值分别为,F1机架的预设偏移带钢数为4,F2机架的预设偏移带钢数为9,F3机架的预设偏移带钢数为3,F4机架的预设偏移带钢数为7,F5机架的预设偏移带钢数为5,F6机架的预设偏移带钢数为1,F7机架的预设偏移带钢数为4。
3、有益效果
相比于现有技术,本发明的有益效果为:
(1)本发明的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,在同宽轧制时,通过弯辊有规律的变化,从而让工作辊也窜动起来,减少边部区域磨损,增加轧制公里数;而在非同宽轧制时,规格跳变已经让工作辊进行了窜动,此时弯辊就保持相对固定,防止工作辊窜动过大;
(2)本发明的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,弯辊力变化采用正弦曲线变化,使得各个机架弯辊力变化方向不一致或不同步,可以将原来固定的各个轧辊的局部磨损区避开,带钢断面形状更平滑;
(3)本发明的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,同宽轧制时工作辊窜辊行程增加30~60mm,同宽轧制公里数显著增加。
附图说明
图1为本发明中判断窜辊条件的流程图;
图2为本发明中弯辊力变化功能投用曲线图;
图3为本发明中弯辊力设定值的曲线图;
图4为本发明中工作辊窜辊变化曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
本实施例的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,包括以下步骤,
步骤一,对精轧各机架配置弯辊力变化幅值
步骤二,对精轧各机架配置预设偏移带钢数
步骤三,根据弯辊力变化幅值预设偏移带钢数/>变化周期带钢块数Ncyc,得到各机架的弯辊力变化值FBchg;
步骤四,构建窜辊变化量与弯辊力变化值有关的模型,得到弯辊变化后等效窜辊量ΔS及设定窜辊量Snorm;
步骤五,判断是否符合窜辊条件,若符合条件,按照步骤四中构建的模型进行窜辊。
其中,步骤五的判断流程参考图1所示,从换辊或标定结束后,每块钢就开始检查轧制计划中有没有批量同宽的带钢,如果同宽带钢数量超过一定数量,就开始执行弯辊-窜辊变化功能,输出弯辊力和窜辊量;当前同宽周期最后一块钢执行完,就进入到正常窜辊。当检测到新的符合条件的同宽轧制带钢数,继续执行弯辊-窜辊变化功能。具体地,包括以下步骤:
S1,判断后续板坯是否有连续同宽板坯,以及连续同宽板坯的数量;具体为,换辊或标定结束后,对每块板坯进行判断,是否为同宽板坯,并将同宽板坯的数量进行累计;
S2,若后续连续同宽板坯数量没有超过预设的同宽门槛数量则不启动循环窜辊功能;如果后续连续同宽板坯数量超过同宽门槛数量/>则启动循环窜辊功能;
S3,判断后续同宽板坯数量是否大于剩余循环数量若是,则/>并一直启动循环窜辊功能;若否,则/>进入到循环窜辊功能,一直执行到 跳出这个循环,终止循环窜辊功能。
其中,同宽板坯数小于同宽门槛数量若BFM(i)不存在或Abs(BFM(0)-BFM(i))≥△Bthd,则/>进入到循环窜辊功能,BFM(0)为当前带钢成品宽度,BFM(i)为下卷带钢成品宽度,ΔBthd为同宽判断条件。
本实施例中,各机架的弯辊力的变化幅值存储在数据库表中,按照钢种、厚度、宽度进度划分,也可以在HMI的人机界面上,与数据库同步,实时修改。具体见表1
表1:弯辊力变化幅值表
为了让各个机架弯辊力变化量和变化方向不一致,可以将原来固定的各个轧辊的局部磨损区避开,带钢断面形状更平滑,弯辊力变化采用正弦曲线变化。同时各机架设置了偏移量预设表,该偏移量预设表可以在数据库中,也可以在HMI的人机界面上,与数据库同步,实时修改,具体见表2。
表2:正弦变化偏移量预设表
将弯辊力变化幅值、弯辊变化偏移数、变化周期带钢块数作为正弦函数参数,得到各机架的弯辊力变化值,构造与弯辊力变化有关的正弦函数, 其中,Nrolled:弯辊周期变化轧制的带钢数,/>预设偏移带钢数,Ncyc:一个变化周期内的带钢块数,FBchg:弯辊力变化值,/>原始弯辊力,FBnorm是设定弯辊力。
确定弯辊力与窜辊之间的转换关系:ΔS=-K*FBchg,
其中:K=A*(d/D0)B*(b/B0)C,A、B、C均为系数,优选地A=0.034025,B=-0.617852,C=1.338651,d:工作辊直径,D0:工作辊最大直径,b:带钢宽度,B0:支撑辊辊身长度,ΔS:弯辊变化后等效窜辊量,Snorm:设定窜辊量,原始窜辊量。
本实施例的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,每当板坯达到炉头时,每块板坯都会触发循环窜辊功能的计算程序,该程序将判断后续板坯是否有连续同宽板坯,以及连续同宽板坯的数量。如果后续连续同宽板坯数量没有超过同宽门槛数量则不启动循环窜辊功能;如果后续连续同宽板坯数量超过同宽门槛数量/>则启动循环窜辊功能。已经启动循环窜辊功能的板坯,说明后续同宽板坯数量是较多的,因此设置了剩余循环数量/>进行判断,如果后续同宽板坯数量是大于/>的,则/>并一直启动循环窜辊功能;如果后续同宽板坯数量开始小于/>了,则/>并进入到启动循环窜辊功能,一直执行到/>跳出这个循环,终止启动循环窜辊功能。
需要注意的是,每一块到达炉头的板坯,都要触发循环窜辊功能的计算程序,并判断后续板坯连续同宽的情况。每次到达炉头的板坯,都是当前块,和之前已经出炉的板坯已经没有关系了,在这个程序中只寻找后续连续同宽板坯数量。
现有的热连轧CVC辊型工作辊通过工作辊窜动提供了较大且稳定的板形控制能力,在规格跳变过程中能够快速达到目标板形。但是在同宽轧制过程中,规格相同,有效带钢凸度固定,工作辊缺少窜动的目标动力源,所以窜辊位置相对固定。本实施例提出了一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,在一个轧制周期内同宽轧制的带钢使用周期性调整弯辊设定值,同时给出窜辊协调变化模型,扩大工作窜辊行程,达到轧辊均匀磨损的效果,提高了轧制公里数;非同宽轧制的带钢,各机架弯辊力固定,窜辊执行正常行程,以保持宽度跳变下的轧制稳定性。采用本实施例的控制方法,同宽轧制时工作辊窜辊行程增加30~60mm,同宽轧制公里数显著增加。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤一,对精轧各机架配置弯辊力变化幅值
步骤二,对精轧各机架配置预设偏移带钢数
步骤三,根据弯辊力变化幅值预设偏移带钢数/>变化周期带钢块数Ncyc,得到各机架的弯辊力变化值FBchg;
步骤四,构建窜辊变化量与弯辊力变化值有关的模型,得到弯辊变化后等效窜辊量Δs及设定窜辊量Snorm;
步骤五,判断是否符合窜辊条件,若符合条件,按照步骤四中构建的模型进行窜辊;
其中,步骤五中,判断窜辊条件具体步骤为,
S1,判断后续板坯是否有连续同宽板坯,以及连续同宽板坯的数量;
S2,若判断结果没有超过预设的同宽门槛数量则不启动循环窜辊功能;若判断结果超过同宽门槛数量/>则启动循环窜辊功能,并进入S3步骤;
S3,继续判断后续同宽板坯数量是否大于剩余循环数量若是,则/>并一直启动循环窜辊功能;若否,则/>进入到循环窜辊功能,一直执行到/>跳出这个循环,终止循环窜辊功能;
步骤四中窜辊变化量与弯辊力变化值之间的转换关系为:ΔS=-K*FBchg,其中,K=A*(d/D0)B*(b/B0)C,A、B、C均为系数,d:工作辊直径,D0:工作辊最大直径,b:带钢宽度,B0:支撑辊辊身长度,ΔS:弯辊变化后等效窜辊量,FBchg:弯辊力变化值,Snorm:设定窜辊量,/>原始窜辊量;
弯辊力变化值则设定弯辊力其中,/>为弯辊力变化幅值,Nrolled:弯辊周期变化轧制的带钢数,/>预设偏移带钢数,Ncyc:一个变化周期内的带钢块数,/>原始弯辊力,FBnorm是设定弯辊力。
2.根据权利要求1所述的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,其特征在于:步骤S1中具体的判断过程为,换辊或标定结束后,对每块板坯进行判断,是否为同宽板坯,并将同宽板坯的数量进行累计,当累计数量达到同宽门槛数量时,启动循环窜辊功能。
3.根据权利要求2所述的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,其特征在于:步骤S3中,同宽板坯数小于同宽门槛数量若BFM(i)不存在或Abs(BFM(0)-BFM(i))≥△Bthd,则,进入到循环窜辊功能,其中,BFM(0)为当前带钢成品宽度,BFM(i)为下卷带钢成品宽度,ΔBthd为同宽判断条件。
4.根据权利要求3所述的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,其特征在于,各机架的弯辊力变化幅值按照钢种、厚度、宽度进度划分,其中,F1机架的弯辊力变化幅值为300,F2机架的弯辊力变化幅值为300,F3机架的弯辊力变化幅值为300,F4机架的弯辊力变化幅值为300,F5机架的弯辊力变化幅值为400,F6机架的弯辊力变化幅值为400,F7机架的弯辊力变化幅值为400。
5.根据权利要求4所述的一种热连轧CVC工作辊窜辊的控制方法,其特征在于:各机架的预设偏移带钢数预设值分别为,F1机架的预设偏移带钢数为4,F2机架的预设偏移带钢数为9,F3机架的预设偏移带钢数为3,F4机架的预设偏移带钢数为7,F5机架的预设偏移带钢数为5,F6机架的预设偏移带钢数为1,F7机架的预设偏移带钢数为4。
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