一种解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法技术

一种解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法，涉及专门适用于金属轧机或其加工产品的控制设备或方法，尤其涉及一种用于热轧高强钢的层流冷却控制系统，可以根据预先制定的防扣头控制策略表，将密集冷却区上部的若干正常冷却水控制阀设定为故障阀门；同时，利用层流冷却控制系统的层流冷却模型，在引入故障阀门的条件下进行常规流量控制计算；在保持下表快速冷却能力的同时，利用故障阀门屏蔽功能自动关闭带有故障标记的故障阀门，降低上表冷却能力，实现带钢上下表冷却能力的自动调节，以自动冷却控制方式满足热轧高强钢整体性能的密集冷却要求。可以解决热轧高强钢在层冷密集冷区扣头废钢，减少废钢事故造成的非计划时间损失和安全隐患。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及专门适用于金属轧机或其加工产品的控制设备或方法，尤其涉及一种用于热轧高强钢的层流冷却控制系统，解决热轧高强钢在密集冷却后头部板形发生异常变化造成扣头废钢的控制方法。
技术介绍
现有的热轧产线的精轧和层流冷却工艺流程如图1所示，经过粗轧后的带钢1通过飞剪11切断，经除鳞箱12除鳞后送入精轧机组10,经精轧轧制的带钢从末道成品机架17送出，再通过层冷区20冷却并送往卷取机30。精轧机组10之后的层冷区20通常由沿层流冷却辊道4配置的18～20个倾翻式喷水支架2x组成，如图2所示。每个喷水支架通常配置四根层流冷却集管，每根冷却集管配有入口、出口两排鹅颈管喷水管，一个喷水支架实际上有8组鹅颈喷水管，主要用于对精轧机出口来的成品板带钢进行上表冷却。以20个喷水支架的冷却区为例，前18组喷水支架为主冷区，第19～20个喷水支架为微调精冷区；其中,主冷区的前7组和精冷区为密集喷水区(精调区),主冷区的其余几组为稀疏喷水区(粗调区)。带钢下表面的冷却，由安装在辊道间的冷却集管完成，每个辊道间有一根集管，每根集管分为入口、出口两排鹅颈小喷管，进行带钢的下表冷却。精调区由1个阀门控制1个喷水嘴,粗调区1个阀门控制2个喷水嘴。经过层流冷却区后,带钢达到目标卷取温度,最后进行卷取。由于热轧高强钢性能具有很高的强度极限要求,在生产过程中对于卷取温度控制工艺窗口十分狭窄,因此,在热轧过程中一般要求带钢出末道成品机架17后,在较高的终轧温度下迅速冷却到卷取目标温度,所以,为了保证产品性能要求,热轧工艺必须通过层流密集冷却控制，实现带钢在层流冷却输送辊道4上急冷，以达到性能要求。但是,在现有生产线的实际生产中容易发生带钢扣头钻入辊道的废钢事故,给热轧生产带来了巨大的废钢及非计划停机时间损失。虽然普通热轧带钢在机架间及在层流冷却辊道发生扣头废钢也偶有发生，但是通常通过工艺的简单调整，例如，通过对末道成品机架工作辊辊径到配对机架压下负荷分配调整、对机架弯辊及CVC参数调整等就可以基本解决。中国专利技术专利“一种防止带钢在热轧过程中出现头部弯曲的控制方法”(专利技术专利号：ZL200510110984.X授权公告号：CN100413610C)公开了一种防止带钢在热轧过程中出现头部弯曲的控制方法，该方法主要根据工作辊直径是否发生变化来确定调节支撑辊下方的液压缸的行程高度及轧制线高度，此外，还根据粗轧轧制过程中的每一道次入口的同一块带坯厚度的变化量，来确定调节支撑辊下方的液压缸的行程高度及轧制线高度。该专利技术的控制方法根据不同的钢种和规格自动实现粗轧机轧制线髙度自动调整，确保对称轧制条件，防止不对称轧制造成的轧后带坯出现翘扣头现象。现有的层流冷却控制系统主要是采取温度前馈加温度反馈的控制方式，根据位于精轧机末机架17之后的检测元件2，实测带钢终轧出口温度、速度、厚度和冷却速率等边界条件计算出所需的冷却水分布，动态控制阀门的开关，得到其在前馈控制计算的所需冷却状态。为了提高控制精度，现有控制系统还利用在带钢位于卷取机30入口处的反馈元件3，根据测量的卷取温度和预报的卷取温度之间的差值进行反馈补偿。但是，现有的这些通过数据调整或反馈控制解决扣头废钢的方法，都不能用于解决热轧高强钢在层流冷却辊道扣头废钢事故，特别是对于要求层流冷却采用密集冷却方式的热轧高强钢，对层流冷却辊道梁进行调整加固也无法使问题得到控制，这不仅使层冷辊道上发生扣头钻入辊道的废钢事故几乎处于不受控状态，也给操作工带来了很大心理压力。由于实际生产中的热轧高强钢一般都是厚度在8mm以上的中厚板，一旦出现废钢是无法进行冷卷取的，只能在层流冷却辊道上进行手工切割，再分段用行车吊出辊道，一般一次废钢最快也要花近2个小时。此外，由于这种热轧高强钢冷却后弹性强度相当高，稍有不当就会弹及伤人或砸坏设备。因此，无任在安全还是事故停机方面，扣头废钢造成的影响损失都是很大的，解决扣头废钢问题的经济效益和安全效益都是巨大的。通过试验研究和相关技术分析发现，在带钢冷却过程中，某些钢种的热轧高强钢的头部会向冷却能力不足的一面弯曲，而且密集冷却能力越强，冷却速率越高，这种扣头现象越加严重。现有的密集冷却区的上部喷管本身的数量和分布，加之上喷水从喷口到带钢高度高，使带钢上表更容易散热而得到有效冷却，这导致层冷区的上表冷却能力实际上大于下表；在轧制热轧高强钢时，带钢头部经过密集冷却后，会向冷却能力不足的底面快速弯曲，形成扣头并钻入层流冷却辊道4引发废钢事故。由于此类易发生扣头废钢问题的带钢产品以中厚板为主，中厚板卷取温度控制精度又比较困难，加之热轧高强钢冷却速率要求又大，正常的冷却水控制阀已经无法满足控制扣头废钢的需要，往往导致水流控制超出现有层流冷却控制系统的可控范围，只能采用手动控制关闭上部冷却水的方法，来解决板形扣头问题。但是，由于手动控制阀门不受层流冷却控制系统的调控，这又直接影响到总体的产品性能控制，造成产品无法满足用户需求。另一方面，现有的层流冷却控制系统具备故障阀门屏蔽功能，可以将不能够正常工作的阀门设定为故障阀门并设置故障标记，并且在执行层流冷却控制程序时，关闭带有故障标记的故障阀门，避免所述的故障阀门影响正常的冷却水分布。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法，克服层流冷却控制系统的故障阀门屏蔽功能只是用于故障处理，不能用于冷却水流控制的技术偏见，通过将正常的冷却水控制阀人为设定为故障阀门，利用层流冷却控制系统的故障阀门屏蔽功能，实现带有故障标记的故障阀门自动关闭，实现在冷却区对带钢头部的温度精度进行控制补偿，解决热轧高强钢密集冷却区扣头钻入层冷辊道导致的废钢问题。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法，用于热轧高强钢的层流冷却控制系统，其特征在于所述的控制方法可以根据预先制定的防扣头控制策略表，将密集冷却区上部的若干正常冷却水控制阀设定为故障阀门；同时，利用层流冷却控制系统的层流冷却模型，在引入故障阀门的条件下进行常规流量控制计算，以自动冷却控制方式满足热轧高强钢整体性能的密集冷却要求；在保持下表快速冷却能力的同时，利用故障阀门屏蔽功能自动关闭带有故障标记的故障阀门，降低上表冷却能力，实现带钢上下表冷却能力的自动调节，有效控制带钢头部板形并防止扣头废钢。本专利技术的解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法的一种较佳的技术方案，其特征在于包括以下步骤：S10：构建和维护防扣头控制策略表；S20：接收带钢数据；S30：启动层流冷却控制策略；S40：判断是否为高强钢厚板且为密集冷却；若为高强钢厚板密集冷却，则转S50；否则，转步骤S70；S50：启动防扣头控制策略；S60：根据防扣头控制策略表设定故障阀门；S70：层流冷却设定程序下发到基础自动化级；S80：基础自动化级执行层流冷却控制程序，在以自动冷却控制方式满足热轧高强钢整体性能的密集冷却要求的同时，利用故障阀门屏蔽功能自动关闭带有故障标记的故障阀门，实现带钢上下表冷却能力的自动调节，有效控制带钢头部板形并防止扣头废钢。本专利技术的解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法的一种更好的技术方案，其特征在于所述的步骤S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法，用于热轧高强钢的层流冷却控制系统，其特征在于所述的控制方法可以根据预先制定的防扣头控制策略表，将密集冷却区上部的若干正常冷却水控制阀设定为故障阀门；同时，利用层流冷却控制系统的层流冷却模型，在引入故障阀门的条件下进行常规流量控制计算，以自动冷却控制方式满足热轧高强钢整体性能的密集冷却要求；在保持下表快速冷却能力的同时，利用故障阀门屏蔽功能自动关闭带有故障标记的故障阀门，降低上表冷却能力，实现带钢上下表冷却能力的自动调节，有效控制带钢头部板形并防止扣头废钢。

【技术特征摘要】
1.一种解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法，用于热轧高强钢的层流冷却控制系统，其特征在于所述的控制方法可以根据预先制定的防扣头控制策略表，将密集冷却区上部的若干正常冷却水控制阀设定为故障阀门；同时，利用层流冷却控制系统的层流冷却模型，在引入故障阀门的条件下进行常规流量控制计算，以自动冷却控制方式满足热轧高强钢整体性能的密集冷却要求；在保持下表快速冷却能力的同时，利用故障阀门屏蔽功能自动关闭带有故障标记的故障阀门，降低上表冷却能力，实现带钢上下表冷却能力的自动调节，有效控制带钢头部板形并防止扣头废钢。2.根据权利要求1所述的解决热轧高强钢密集冷却区扣头废钢的控制方法，其特征在于还包括以下步骤：S10：构建和维护防扣头控制策略表；S20：接收带钢数据；S30：启动层流冷却控制策略；S40：判断是否为高强钢厚板且为密集冷却；若为高强钢厚板密集冷却，则转S50；否则，转步骤S70；S50：启动防扣头控制策略；S60：根据防扣头控制策略表设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华明，张志超，唐春华，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31