[發明專利]兼顧熱軋帶鋼軋制穩定性和質量的平坦度分段控制方法

有效

• 申請號: 201410166103.5
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103949481A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 邵健;何安瑞;孫文權;姚馳寰;凌智
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B21B37/28
• 分類號: B21B37/28;B21B37/72
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

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技術領域：

本發明涉及一種熱連軋帶鋼軋制工藝技術，具體指兼顧熱軋帶鋼軋制穩定性和質量的平坦度分段控制方法。

背景技術：

熱連軋帶鋼軋制流程示意圖如圖1所示，板坯經過加熱爐加熱到指定溫度后出爐，經過粗軋前除鱗后進入粗軋機進行多道次往復軋制，軋制到一定的厚度后，經過熱卷箱（或者保溫罩）保溫，飛剪切頭，高壓水除鱗，送入多機架精軋機組進行軋制，之后進入層流冷卻輸出輥道進行冷卻，然后進入地下卷取機成卷。熱軋帶鋼的軋制，特別是薄規格熱軋帶鋼軋制一直是板帶軋制的前沿技術，平坦度不但是其主要的質量控制指標，而且平坦度不良易造成薄規格帶鋼軋制不穩定，嚴重則導致廢鋼，進而影響生產的順行。

平坦度控制系統作為板形控制系統的一部分，在熱連軋帶鋼的運用已經比較成熟，主要分為平坦度設定控制系統和平坦度反饋控制系統，在精軋出口尚未檢測到帶鋼平坦度前，主要采用設定控制系統所設定的彎輥力保證帶鋼平坦度達到目標值，當平坦度儀表檢測到帶鋼平坦度后，依據平坦度檢測值與目標值的偏差，實時調節彎輥力大小，使得帶鋼全長平坦度向目標值靠近，消除目標值與實測值的偏差，如圖2所示為平坦度反饋控制系統。帶鋼進入到卷取機后，卷取機和軋機末機架建立張力，由于張力的影響，帶鋼可見浪形基本消失，此時平坦度反饋一般不再參與調節，軋機末機架鎖定卷取建張前的彎輥力大小。

上述平坦度控制技術主要在精軋機組實現，目的是保證精軋軋后帶鋼浪形良好，但帶鋼軋后還經過層流冷卻，卷取，空冷等一系列過程，由于初始橫向溫度不均、層冷邊部冷卻不均等影響，在開卷后容易造成雙邊浪，為此，對軋后目標進行補償，即在軋制過程中軋出中間浪，通過冷卻、卷取、空冷后，達到開卷無浪的效果，此方法目前也被廣泛運用。

從目前所查的文獻看，介紹平坦度控制系統的算法設計及通過設置平坦度非零目標進而改善成品浪形的報道較多，如文獻1（熱連軋機平坦度反饋控制系統的應用，鋼鐵，2006，Vol.41，No.2）中提到了平坦度反饋控制系統，全長采用單一的0-8IU的平坦度非零補償，保證最終的浪形；專利1（熱軋帶鋼中浪板形控制法，02133073.5）提出采用中浪目標控制最終平坦度；專利2（熱軋帶鋼板形多元化交叉控制方法，200810079592.5）提出采用微中浪的目標值保證最終平坦度；專利3（中薄板坯連鑄連軋板形綜合控制方法，03111285.4）介紹了基于平坦度偏差的彎輥力反饋模型。但如上等眾多公開報道的文獻均未見有對帶鋼全長平坦度實施分段控制內容。

采用平坦度非零目標（如中浪，微中浪）補償軋后冷卻等對板形的影響是可行的，但是由于熱軋帶鋼對軋制穩定性的要求高，特別是薄規格軋制，帶鋼頭部進入軋機和儀表，以及尾部離開軋機時，有浪形則會產生如下問題：

1）薄帶鋼進入軋機前如果有浪形，帶鋼跳動、翹頭或跑偏的幾率大幅度增加，容易造成咬入失敗，導致廢鋼。

2）薄帶鋼離開軋機末機架，如果存在中間浪，則頭部容易在層流輥道上劇烈跳動，且頭部上翹，導致卷取咬入困難，同時還影響儀表對頭部厚度、寬度、溫度的測量，干擾其他模型的正常設定計算。

3）帶鋼離開軋機時如果帶有中間浪，則帶鋼很容易跑偏，導致甩尾和軋破，影響生產的穩定性。

為此，帶鋼全長均采用板形補償策略雖然在一定程度上解決了軋后冷卻對板形的影響，但帶來了軋制穩定性的風險。

發明內容：

本發明內容為一種兼顧熱軋帶鋼軋制穩定性和質量的平坦度分段控制方法，主要通過對熱軋帶鋼全長進行分段，不同的分段采用不同的平坦度控制策略，保證板形質量的同時，提高薄規格帶鋼軋制頭尾的穩定性，如圖3所示。其主要步驟如下：

（a）把帶鋼全長分為4段，分別用頭部長度計算方法、卷取咬鋼信號、精軋飛剪切尾信號來確定分段關鍵點位置。

（b）帶鋼第一段長度及平坦度控制策略的確定。如圖4所示，設帶鋼頭部的控制長度為L₁，當帶鋼頭部離開精軋末機架時，在0-L₁的帶鋼長度范圍內，采用平直的方式控制浪形，即不采用任何補償措施，帶鋼平坦度目標為零，減少浪形對卷取咬鋼和厚度、寬度、溫度儀表檢測的影響。L₁的長度確定和帶鋼的寬厚比有關，第一段長度L₁的計算公式如下：

?（若，則）

其中：

L₁：第一段帶鋼長度，m；