[發明專利]帶鋼頭尾寬度短行程控制的參數補償方法及控制方法

有效

• 申請號: 201210566715.4
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN102974622A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 邱華東;常春報;陳艷芳;趙平榮
• 申請（專利權）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: B21B37/22
• 分類號: B21B37/22
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 雒純丹

技術領域

本發明涉及一種鋼板軋制控制頭尾寬度形狀的方法，屬于冶金過程控制和自動化技術領域。

背景技術

在鋼坯的熱連軋過程中，如何對頭尾寬度形狀進行控制，已經成為現在熱連軋工藝控制的重要參數。現在常見的熱連軋生產線的的設備步驟如附圖1所示的熱連軋過程中，該熱連軋生產線包括爐區1，粗軋區13，精軋區14和卷取區15。其中爐區包含4座加熱爐分別為0#，1#，2#和3#加熱爐；粗軋區包含高壓水除鱗箱2，粗軋立輥軋機（VE0）3，粗軋平輥軋機(R0)4和保溫罩5；精軋區包含轉鼓式切頭飛剪6，精軋機架（7臺精軋機）7；凸度儀8，測寬儀9，測厚儀10和平直度儀11；卷取區包含2臺卷取機12；該熱連軋生產線的主要生產過程為板坯首先在加熱爐按照工藝規定的溫度進行加熱，加熱至目標溫度后首先進入粗軋機進行軋制，其中粗軋立輥控制寬度，平輥控制厚度，經過粗軋機組的軋制，使帶鋼達到粗軋預先設定的目標厚度、寬度及溫度。之后再進入精軋機組進行七機架連軋軋制，使帶鋼達到精軋預先設定的目標厚度、寬度及溫度。最后通過卷取機將帶鋼成形為鋼卷。

熱連軋的寬度控制主要由粗軋區完成，精軋區的寬度變化基本上是一恒定值，且精軋區沒有寬度控制手段。粗軋控制設備為可逆立輥軋機VE0及平輥軋機R0，粗軋軋制一般為可逆五道次或七道次軋制（不銹鋼、硅鋼采用五道次軋制）。奇道次（一、三、五、七道次）軋制為向前軋制，軋制時立輥與平輥均進行控制，偶道次（二、四、六道次）軋制為向后軋制，只有平輥作用，立輥打開不進行控制。寬度控制設備主要為粗軋VE0軋機，但粗軋平輥軋機及精軋機組對寬展（即寬度在水平方向的展開）有影響。

熱軋寬度控制是一個非常復雜的過程，其中頭尾寬度控制又是其中最為突出并最難解決的問題，頭尾寬度的形狀對帶鋼板形及最終卷形產生直接影響，對軋制穩定性、熱軋板形質量及成材率都會產生重要影響。

寬度控制分為一級計算機（L1）與二級計算機（L2）兩級控制，均采用西門子控制系統。它提供了兩種寬度控制功能：自動寬度控制（AutomaticWidtth?Control，簡稱AWC）用于控制帶鋼在粗軋軋制過程中的寬度；短行程控制（Short?Stroke?Control，簡稱SSC）用于控制頭尾寬度形狀。頭尾寬度控制SSC的作用設備為粗軋VE0軋機。

在熱軋板帶生產中，采用立輥大側壓軋制是一種很重要的調寬手段，立輥軋制變形主要集中于板寬邊部的局部區域，即變形在未擴展至軋件中心之前便已停止，難深入到軋件中間部分。此時，變形區內存在一個剛性區，導致邊部延伸大，中間延伸小，甚至無延伸。這樣中間層金屬便阻礙表層金屬的延伸，因而使表層金屬產生強迫寬展，并產生附加壓應力，使變形抗力升高，從而使軋件側面隆起而形成雙鼓形，即斷面呈“狗骨”狀。立軋前后及水平軋制后軋件變化情況如圖2所示。“狗骨”部分在隨后的水平軋制時產生回展，使立輥軋制調寬效率降低，并影響到產品的寬度精度。且由于寬向軋制時，軋件頭尾段的邊部金屬比中間穩定段發生更大的前滑和后滑，于是頭尾呈現凹形的“魚尾”。

另外，立輥軋制時,軋件（板坯）頭尾部沒有約束,金屬沿軋制方向的流動相對容易，而在穩定段，因前后剛端的作用,金屬在軋件寬度邊部聚集而局部增厚,所以其最大“狗骨”高度從軋件頭尾向中間段逐漸增加,并達到穩定變形狀態。在隨后的平輥軋制時,金屬發生寬展，由于頭、尾部“狗骨”較中間段低,展寬小、便造成了頭、尾失寬。由于軋件的外端（剛端）的作用,軋件的最前端和最后端便會出現增寬現象,帶鋼的寬度曲線也反映了這一點。軋制時，由于軋件尾部的外端限制,金屬便按最小阻力定律向兩側自由移動,這樣便出現了尾端增寬現象。粗軋機組可逆軋制,在逆向軋制時頭部變尾部,因此頭部亦會產生較大寬展，見附圖3。因此需要尋找一種能夠控制熱連軋的成品頭尾寬度的方法。

發明內容

為了解決頭尾超寬或失寬的現象，在頭尾根據時序要求投入頭尾SSC短行程控制，熱連軋SSC控制系統由二級計算機與一級計算機組成，其控制參數主要由二級計算機根據鋼種、寬度、厚度確定，其中SSC控制采用三次方程建模，其控制曲線為高次曲線，如圖4所示，其中，立輥短行程控制參數計算過程中，立輥短行程的控制曲線由三條曲線相加得出，其中三條曲線權重值的計算公式分別為：

pw1_t[xim1]=(fb1+fw1*W+fth1*th)/1000.0f

pw2_t[xim1]=(fb2+fw2*W+fth2*th)/1000.0f

pw3_t[xim1]=(fb3+fw3*W+fth3*th)/1000.0f