一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法技术

技术编号:15814278 阅读:28 留言:0更新日期:2017-07-14 22:12
一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法,该方法是计算非首道次入口处带材头部的横向厚度分布值,对于第一道次可用实际测量或用给定标准曲线函数计算得到。整个板形预设定过程分为实际数据采集和存储、实际数据筛选和处理、厚度分布值模型计算这三个步骤,最终得到带材横向厚度分布值。本发明专利技术科学合理,为辊系轧件变形模型提供准确的初始数据,为带材头部的板形控制提供精确参数,采用本方法可显著提高轧机板形执行机构设定值的计算精度,提高带材成材率和板形质量。本发明专利技术作为辊系轧件变形模型的一个重要部分,推广到国内外钢厂各种可逆式冷轧机,用于冷轧带材的板形预设定控制功能,能改善带材头部板形、提高带材成材率,具有广阔前景。

Measuring control method for transverse thickness distribution value of reversible cold rolling mill

A reversible cold mill strip transverse thickness distribution value measurement control method, this method is the first to calculate the transverse thickness distribution at the entrance of the head of the strip for the first time, available measured or calculated with the given standard curve function. The whole plate pre setting process is divided into three steps: the actual data acquisition and storage, the actual data screening and processing, and the thickness distribution value model calculation. Finally, the transverse thickness distribution value of the strip is obtained. The invention is scientific and reasonable, to provide accurate data for the initial roll deformation model, provide accurate parameters for the shape of strip head control accuracy by this method can significantly improve the mill plate actuator set value, improve the yield rate and quality of strip shaped plate. The present invention is an important part of the roll workpiece deformation model, extended to the domestic and foreign various mills reversible cold rolling machine, used for cold rolled strip shape preset control function, can improve the strip head shape and yield increasing strip, has broad prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法
本专利技术属于冷轧带材制造
,尤其涉及冷轧带材板形控制,具体涉及一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法。
技术介绍
带材板形控制是板带轧制领域里的两项关键技术之一,直接影响到产品的成材率。随着自动控制技术和计算机技术的发展,对于可逆式冷轧机的板形控制,通常采用预设定控制系统(L2)在带材轧制开始前预先计算出控制工艺参数,然后发送给现场板形控制系统(L1);现场板形控制系统接收到控制参数后,在轧制过程中运用前馈、反馈等技术实现对板形的自动控制,使控制参数的实际值满足设定要求。通过L2和L1系统的分工和相互配合,运用各自系统的特点和优势,实现控制目标。预设定控制系统,通常采用直接查找经验设定数据法或辊系轧件变形模型计算法,后者更为准确但速度较慢。在辊系轧件变形模型中,需要用到轧辊辊径、辊身长度、辊形曲线、带材断面形状、带材宽度、压下率等参数,才能计算出各板形执行机构的控制参数。给定的初始数据越符合实际情况,模型计算结果也就越准确,板形控制效果就越好。随着市场竞争日趋激烈,用户和生产厂商都对带材质量提出了更高的要求。目前,在一卷带材中部高速轧制状态下,板形控制已经能满足用户要求;但是在带材头部,由于是低速轧制,各板形控制执行机构的动作受到其它工况条件的限制,L1系统不能对其进行实时调节,此时的板形控制情况主要依赖于L2系统给出的控制参数的准确度,而控制参数的准确度又依赖于模型使用的输入参数的精确度。因此,作为辊系轧件变形模型的输入参数之一,轧制道次入口处带材头部的横向厚度分布值对带头板形预计算模型的精度有极大的影响,需要提供给模型准确的值。目前,道次入口处带材的横向厚度分布值主要通过以下2种方法获得:(1)安装横断面扫描仪,在每道次入口处实际测量带材横向位置上各点的厚度。此方法非常直观、简便,但是需要2台断面扫描仪分别安装在轧机左右两侧,成本高,而且每次道次切换过程中都需要先扫描带材厚度,增加了道次切换的时间,影响生产效率。(2)给出带材凸度、楔形等参数,用给定标准曲线进行计算。此方法运用了现有的断面形状研究成果,计算速度很快,也不需要额外增加设备(断面扫描仪),节省了费用。但是,现场带材来源多样、厚度分布值曲线形状各异,用这样的标准曲线计算出的板形控制参数是不适用于实际带材的,继而导致带材头部的板形控制状况不理想,影响了产品的成材率。近年来,针对不同的轧机如何提高板形质量的问题,研究者们在系统模型和控制方法上都投入了大量的精力。在系统模型方面,轧辊弹性变形理论和轧件塑性变形理论是轧制板形控制技术中最重要的基础理论。轧辊弹性变形,不仅变形量大,而且沿轧件宽度方向分布不均匀,直接影响了辊缝形状,是决定板形的主要因素;轧件塑性变形是决定带材最终板形特性的重要环节,对它的研究在整个板形理论研究体系中有着重要的意义。因此,带材的凸度、边降和平坦度等板形相关特征因轧机的布置形式、轧辊尺寸、轧件特性以及轧制工艺条件的不同而大相径庭,带材的板形研究必须作为轧辊弹性变形与轧件塑性变形相互关联的问题来看待。这种相互关联的关系为:轧件施加给轧辊的压力(轧制力)及其横向分布是由轧辊入口与出口侧的板厚分布、轧件的变形抗力、前后张力等决定的;另一方面,轧辊因轧制力而发生弹性变形,形成承载辊缝形状,为下一次轧件塑性变形的计算提供依据。二者相互反复计算直到收敛,从而确定轧辊和轧件的变形,最终决定带材的板形特征。对现有技术的文献检索发现,对轧辊弹性变形模型的研究非常多。例如:张立昌等人在《一重技术》(2008年第6期,第4—6页)上发表了“四辊轧机辊系变形的影响函数法”,孙蓟泉等人在《山东冶金》(2009年8月第31卷第4期,第1—4、11页)上发表了“关于轧辊弹性变形的影响函数法研究”,王崇涛等人在《武汉科技大学学报(自然科学版)》(2004年3月第27卷第1期,第8—11页)上发表了“森吉米尔轧机的板形控制”。从4辊、6辊到20辊的不同辊系的轧机,都建立了各自的轧辊弹性变形模型和仿真软件,分析了各执行机构的调节对负载辊缝的影响,研究了板形调控功效。对于辊系轧件一体化变形的研究,张清东等人在《轧钢》(2013年6月第30卷第3期,第1--6页)上发表了“二十辊森吉米尔轧机板形调控性能仿真研究”,研究开发了专用于分析二十辊轧机板形控制性能的辊系轧件一体化变形仿真模型及软件工具,但该文所用的带材入口厚度分布值是根据人工给定输入的参数来计算的有规律的标准曲线形状,不完全符合实际生产情况,特别是带材头尾部的横向厚度分布沿长度方向往往存在波动,无法用标准函数来表示每一个不同的断面形状。如果能计算出每道次实际的入口厚度分布值,将其代入辊系轧件变形模型,就能更准确地计算出板形执行机构的设定值,关于这一点,现有文献和专利都没有提及。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法,可用于4辊、6辊、12辊等多辊系可逆式轧机,有效提高轧机板形执行机构设定值的计算设定精度,提高带材成材率和板形质量。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法,其特征在于包括以下步骤:1)实际数据采集和存储:采用TCP/IP协议与现场L1级板形控制系统通信,实时连续采集多组与板形模型相关的本道次带材尾部的生产过程实际数据,实际数据采集和存储模块在每次收到L1系统发送的数据后,先确定该数据是否属于带材尾部,如果不属于带材尾部,则放弃它;如果属于带材尾部,则将它们接收下来并存储到对应的钢卷上;2)在本道次轧制结束时,现场L1级板形控制系统发送信号将收集到的实际数据输送至实际数据筛选和处理模块,启动横向厚度分布值计算流程;3)数据筛选:从以钢卷为单位存储的数据中,读取同一个道次的全部数据,把它们按带材长度位置从小到大进行排列,存入缓存区。4)数据检查:对存入缓存区的每项数据进行极限值范围检查,确认其有效性,超出下限的,用下限值代替,超出上限的,用上限值代替;5)数据滤波:主要是对板形数据滤波;6)实际板形转换:带材实际板形值如果是用I-unit单位表示的,则需要把滤波处理后的板形分布值转变为用N/mm2单位表示的前张应力分布值,如果采集到的板形值本身就是用前张应力值表示的,则不需要本步骤;7)厚度分布值计算模型:将上述处理过的实际过程数据代入厚度分布值计算模型进行运算,得到实际的该道次出口处的带材尾部厚度分布值,即可作为下道次入口处的带头厚度分布值,将它代入辊系轧件变形模型,进行下道次带头板形设定值的预计算。作为优选,所述步骤1)的采集的具体数据包括板形、轧制力、轧制速度、板形值、轧制力、前张力、后张力、带宽中心处入口厚度值、带宽中心处出口厚度值和板形执行机构实际值。作为优选,所述步骤1)的采集数据的频率是带材每轧制一米就采集一次数据。作为改进,所述步骤1)中带材尾部是指当前道次带材未轧制长度小于100米而且轧制速度小于100米/分钟时,这段区域就定义为带材尾部。作为改进,所述步骤3)的缓存区能保存的数据组数有限制,最多为50组,如果超过最大组数,则取最靠近尾部的那几组数据。作为改进,所述步骤5)的数据滤波的方法有平均本文档来自技高网
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一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法

【技术保护点】
一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法,其特征在于包括以下步骤:1)实际数据采集和存储:采用TCP/IP协议与现场L1级板形控制系统通信,实时连续采集多组与板形模型相关的本道次带材尾部的生产过程实际数据,实际数据采集和存储模块在每次收到L1系统发送的数据后,先确定该数据是否属于带材尾部,如果不属于带材尾部,则放弃它;如果属于带材尾部,则将它们接收下来并存储到对应的钢卷上;2)在本道次轧制结束时,现场L1级板形控制系统发送信号将收集到的实际数据输送至实际数据筛选和处理模块,启动横向厚度分布值计算流程;3)数据筛选:从以钢卷为单位存储的数据中,读取同一个道次的全部数据,把它们按带材长度位置从小到大进行排列,存入缓存区。4)数据检查:对存入缓存区的每项数据进行极限值范围检查,确认其有效性,超出下限的,用下限值代替,超出上限的,用上限值代替;5)数据滤波:主要是对板形数据滤波;6)实际板形转换:带材实际板形值如果是用I‑unit单位表示的,则需要把滤波处理后的板形分布值转变为用N/mm

【技术特征摘要】
1.一种可逆式冷轧机带材横向厚度分布值的测量控制方法,其特征在于包括以下步骤:1)实际数据采集和存储:采用TCP/IP协议与现场L1级板形控制系统通信,实时连续采集多组与板形模型相关的本道次带材尾部的生产过程实际数据,实际数据采集和存储模块在每次收到L1系统发送的数据后,先确定该数据是否属于带材尾部,如果不属于带材尾部,则放弃它;如果属于带材尾部,则将它们接收下来并存储到对应的钢卷上;2)在本道次轧制结束时,现场L1级板形控制系统发送信号将收集到的实际数据输送至实际数据筛选和处理模块,启动横向厚度分布值计算流程;3)数据筛选:从以钢卷为单位存储的数据中,读取同一个道次的全部数据,把它们按带材长度位置从小到大进行排列,存入缓存区。4)数据检查:对存入缓存区的每项数据进行极限值范围检查,确认其有效性,超出下限的,用下限值代替,超出上限的,用上限值代替;5)数据滤波:主要是对板形数据滤波;6)实际板形转换:带材实际板形值如果是用I-unit单位表示的,则需要把滤波处理后的板形分布值转变为用N/mm2单位表示的前张应力分布值,如果采集到的板形值本身就是用前张应力值表示的,则不需要本步骤;7)厚度分布值计算模型:将上述处理过的实际过程数据代入厚度分布值计算模型进行运算,得到实际的该道次出口处的带材尾部厚度分布值,即可作为下道次入口处的带头厚度分布值,将它代入辊系轧件变形模型,进行下道次带头板形设定值的预计算。2.根据权利要求1所述的测量控制方法,其特征在于:所述步骤1)的采集的具体数据包括板形、轧制力、轧制速度、板形值、轧制力、前张力、后张力、带宽中心处入口厚度值、带宽中心处出口厚度值和板形执行机构实际值。3.根据权利要求1所述的测量控制方法,其特征在于:所述步骤1)的采集数据的频率是带材每轧制一米就采集一次数据。4.根据权利要求1所述的测量控制方法,其特征在于:所述步骤1)中带材尾部是指当前道次带材未轧制长度小于100米而且轧制速度小于100米/分钟时,这段区域就定义为带材尾部。5.根据权利要求1所述的测量控制方法,其特征在于:所述步骤3)的缓存区能保存的数据组数有限制,最多为50组,如果超过最大组数,则取最靠近尾部的那几组数据。6.根据权利要求1所述的测量控制方法,其特征在于:所述步骤5)的数据滤波的方法有平均值滤波法、中值滤波法或五点三次平滑法。7.根据权利要求6所述的测量控制方法,其特征在于:所述五点三次平滑法的原理如下:

【专利技术属性】
技术研发人员:乔爱民徐锋顾廷权何汝迎包玉龙
申请(专利权)人:宁波宝新不锈钢有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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