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基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法技术

技术编号:16515199 阅读:68 留言:0更新日期:2017-11-07 15:37
本发明专利技术属于钢铁冶金连轧技术领域,具体涉及一种基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,将轧制变规格过程分为两个阶段:楔形过渡段产生阶段、楔形过渡段位于机架间的阶段。针对不同的阶段首先分析轧辊动态压下过程,结合轧辊动态压下过程对系统稳定性的影响,以及楔形过渡区产生阶段动态厚度变化过程,细化过渡段控制模型进行轧制速度控制。本发明专利技术能够实现轧制动态变规格过程的稳定过渡,减少带钢因张力不稳定造成的断带或堆钢事故,提高在线动态变规格的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法
本专利技术属于钢铁冶金连轧
,尤其涉及一种基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法。
技术介绍
随着钢铁技术自动化水平的发展,连铸连轧技术已经得到了很大的应用,为了实现轧机的有效利用,动态变规格(FlyingGaugeChange,简称FGC技术)应运而生。动态变规格技术是在轧制过程中进行带钢的规格变化,即在连轧机组不停机的条件下,通过对辊缝、速度、张力等参数的动态调整,实现相邻两卷带钢的厚度、宽度等的变换,其解决了轧制生产过程中必须进行停机的要求,是实现全连续轧制的关键技术。在动态变规格轧制过程中,对所轧制带钢的厚度进行在线变换以实现对产品生产规格的实时在线调整;在线变规格过程要求在保证变换规格过程快速精准实现的基础上,尽量提高带钢的质量,并且整个过程对系统的轧制稳定性影响要小,避免在连轧过程中失稳造成断带、折叠、伤辊等事故从而实现变规格过程的稳定过渡。另外,在线变规格过程中需要在短时间内对辊缝和辊速进行多次在线调整,动态变规格轧制过程中轧辊下压辊缝形成楔形区。因此,需要对楔形区进行控制保证楔形区长度要小于两机架间距离以便实现生产变规格产品;在实现轧制规格精准变化的基础上尽量保证带钢的质量;针对过渡段的压下关系,制定压下控制策略,保证带钢实现平稳过渡。而现有的轧制动态变规格技术多集中在对轧辊轧制过程的控制,对于过渡段的压下关系模型和压下控制方法研究较少。
技术实现思路
针对上述技术问题,本专利技术的目的在于提供一种基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,其对轧制技术在线变规格过程进行分析,针对动态变规格过程中轧辊辊缝变动压下过程进行了分析,建立热轧带钢精轧机组高速轧制状态下动态变规格模型,其能够控制所轧制的带钢的质量,实现了变规格过程的平稳过渡,解决了动态变规格轧制生产过程特别是动态压下过程生产不稳定引发的生产问题。本专利技术技术方案为:一种基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,首先确定动态变规格区的各项参数,进行轧辊压下冲击载荷分析从而进行轧制速度调整,进行轧辊动态压下变规格控制过程中楔形过渡段厚度分析从而进行厚变影响下的速度调整,建立轧辊动态压下过程的轧制速度控制模型。步骤1:进行轧辊压下冲击载荷分析及进行轧制速度调整,根据模型轧制力P0,遗传系数δ,材料相关遗传系数δ1,机架相关遗传系数δ2,温度对抗力影响系数R(t),出口厚度对变形量的影响系数H(t),张力对轧制力的影响系数N(t),带钢入口厚度b、相对厚度压下率ε、轧辊半径R以及基准轧辊半径R0,建立轧制力模型P=δP0=δ1δ2R(t)H(t)N(T)bεR/R0,δ=δ1δ2且所述轧制力的遗传系数δ为1,根据相对平均高温阻力系数W0,前张力T1、后张力T2、前张力影响系数γ1和后张力影响系数γ2,得出N(t)=W0-(γ1T1+γ2T1),根据带钢张力γ和预设定张力值,得到N(t)=W0-2γT,根据轧制力对张力影响系数Kp和轧制力对张力影响因子λ得到所述冲击载荷造成的张力变化对张力的影响系数为Kp=(W0-λP1)/(W0-λP0),得到轧制力变化造成的带钢张力变化后保持带钢恒张力轧制,对带钢轧制速度进行调整,根据初始轧制速度V0得出所述调整后的速度为V=Kp·V0;步骤2:进行轧辊压下变规格楔形过渡段厚度分析计算出轧辊动态压下厚度影响系数Kd及进行厚变影响下的速度调整,楔形过渡段进入轧制区后根据张力公式通过该时间阶段第i-1机架轧制出口带钢厚度Hi-1G’,第i机架进行楔形区动态轧制阶段轧制力对张力影响系数Kdi=hi(t)/Hi-1G’,保证轧制过程张力不变,考虑厚度变化调整后的动态轧制速度为V(t)=Kd·V0;步骤3:采用以速度调整为基础的轧制力张力影响因子αi和厚变张力影响因子βi建立轧辊动态压下过程的轧制速度控制模型,得到所述楔形过渡段动态速度vij(t)=αiKp·V+βiKdV且αi+βi=1。优选地,各机架轧制厚度由Hi过渡至Hi’,通过轧辊动态压下过程的轧制变规格速度稳定性控制从而实现变规格过程的稳定过渡。优选地,对变规格载荷分配进行划分,根据热连轧动态变规格过程前一轧制规程出口带钢厚度初始设定值Hi、热连轧动态变规格过程前一轧制规程稳定轧制带钢出口速度设定值Vi、热连轧动态变规格过程楔形区厚度随时间变化的动态厚度hi(t)、热连轧动态变规格过程楔形区轧制过程中轧制速度动态控制值vi(t)、热连轧动态变规格过程后一轧制规程出口带钢厚度初始设定值Hi’以及热连轧动态变规格过程前一轧制规程稳定轧制带钢出口速度设定值Vi’,将按照顺流变规格顺序进行从轧制规程1(Hi,Vi),经过在线轧辊动态压下调整带钢厚度hi(t)和轧制速度的控制vi(t),实现向轧制规程2(Hi’,Vi’)的平稳过渡转换。优选地,基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,进行第1次轧辊动态调整时第一机架进行轧辊动态压下,入口带钢速度为VO,带钢厚度H0,且在整个动态变规格过程中保持恒定,V0’=VO,H0’=H0;当进行第j次轧辊动态调整时,楔形段所在机架出口厚度规格发生过渡转换,为了保证轧辊动态调整的机架之前的带钢轧制速度不变,根据动态变规格调整的次数j和机架编号i,对包括第i机架在内的机架带钢轧制速度进行调整,当i=j时,楔形段在第j机架轧制形成阶段,第i机架轧辊动态调整时各机架带钢轧制速度计算公式为vij(t)=αiKpi·Vi-1’+βiKdi·Vi-1’;当i>j时,楔形段在第j机架轧制形成阶段,第i机架轧辊动态调整时各机架带钢轧制速度计算公式为vij(t)=vi-1,j(t)·(Vi/Vi-1);当第j次轧辊动态调整完成以后,楔形区在第j,j+1机架间阶段,第i机架带钢轧制速度为ViBj=(Vi-1Bj’·Hi-1’)/Hi’=Vi’。进一步地,对变规格载荷分配进行划分,将按照顺流变规格顺序进行从轧制规程1(H1,V1;H2,V2;H3,V3;H4,V4;H5,V5),经过在线压下动态过程对厚度和轧制速度的控制(h1(t),v1(t);h2(t),v2(t);h3(t),v3(t);h4(t),v4(t);h5(t),v5(t)),实现向轧制规程2(H1’,V1’;H2’,V2’;H3’,V3’;H4’,V4’;H5’,V5’)的平稳过渡转换,其中,H1~H5为热连轧动态变规格过程前一轧制规程出口带钢厚度初始设定值;V1~V5表示热连轧动态变规格过程前一轧制规程稳定轧制带钢出口速度设定值;h1(t)~h5(t)表示热连轧动态变规格过程楔形区厚度随时间变化的动态厚度;v1(t)~v5(t)表示热连轧动态变规格过程楔形区轧制过程中轧制速度动态控制值;H1’~H5’表示热连轧动态变规格过程后一轧制规程出口带钢厚度初始设定值;V1’~V5’表示热连轧动态变规格过程前一轧制规程稳定轧制带钢出口速度设定值。优选地,楔形过渡段形成过程阶段的速度控制模型为vij(t)=αiKpi·V+βiKdiV其中,vij(t)表示楔形段形成过程中,进行控制的带钢动态轧制速度;αi表示速控张力动力学影响因子,βi表示速控张力厚变影响因子,且有αi+βi=1;Kp表示轧制力对张力影响系数;K本文档来自技高网...
基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法

【技术保护点】
一种基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,其特征在于:其包括以下步骤:步骤1:进行轧辊压下冲击载荷分析及进行轧制速度调整,确定动态变规格区的各参数值,根据模型轧制力P0,遗传系数δ,材料相关遗传系数δ1,机架相关遗传系数δ2,温度对抗力影响系数R(t),出口厚度对变形量的影响系数H(t),张力对轧制力的影响系数N(t),带钢入口厚度b、相对厚度压下率ε、轧辊半径R以及基准轧辊半径R0,建立轧制力模型P=δP0=δ1δ2R(t)H(t)N(T)bεR/R0,δ=δ1δ2且所述轧制力的遗传系数δ为1,根据相对平均高温阻力系数W0,前张力T1、后张力T2、前张力影响系数γ1和后张力影响系数γ2,得出N(t)=W0‑(γ1T1+γ2T1),根据带钢张力γ和预设定张力值,得到N(t)=W0‑2γT,根据轧制力对张力影响系数Kp和轧制力对张力影响因子λ获得所述冲击载荷造成的张力变化对张力的影响系数为Kp=(W0‑λP1)/(W0‑λP0),轧制力变化造成的带钢张力变化后保持带钢恒张力轧制,对带钢轧制速度进行调整,根据初始轧制速度V0得出所述调整后速度为V=Kp·V0;步骤2:进行轧辊动态压下变规格控制过程中楔形过渡段厚度分析从而进行厚变影响下的速度调整,楔形过渡段进入轧制区后,在指定时间阶段内第i‑1机架轧制出口带钢厚度Hi‑1G’,第i机架进行楔形区动态轧制阶段轧制力对张力影响系数Kdi=hi(t)/Hi‑1G’,保证轧制过程张力不变,考虑厚度变化调整后的动态轧制速度为V(t)=Kd·V0;步骤3:建立轧辊动态压下过程的轧制速度控制模型,采用以速度调整为基础的轧制力张力影响因子αi和厚变张力影响因子βi建立轧辊动态压下过程的轧制速度控制模型,得到所述楔形过渡段动态速度vij(t)=αiKp·V+βiKdV且αi+βi=1。...

【技术特征摘要】
1.一种基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,其特征在于:其包括以下步骤:步骤1:进行轧辊压下冲击载荷分析及进行轧制速度调整,确定动态变规格区的各参数值,根据模型轧制力P0,遗传系数δ,材料相关遗传系数δ1,机架相关遗传系数δ2,温度对抗力影响系数R(t),出口厚度对变形量的影响系数H(t),张力对轧制力的影响系数N(t),带钢入口厚度b、相对厚度压下率ε、轧辊半径R以及基准轧辊半径R0,建立轧制力模型P=δP0=δ1δ2R(t)H(t)N(T)bεR/R0,δ=δ1δ2且所述轧制力的遗传系数δ为1,根据相对平均高温阻力系数W0,前张力T1、后张力T2、前张力影响系数γ1和后张力影响系数γ2,得出N(t)=W0-(γ1T1+γ2T1),根据带钢张力γ和预设定张力值,得到N(t)=W0-2γT,根据轧制力对张力影响系数Kp和轧制力对张力影响因子λ获得所述冲击载荷造成的张力变化对张力的影响系数为Kp=(W0-λP1)/(W0-λP0),轧制力变化造成的带钢张力变化后保持带钢恒张力轧制,对带钢轧制速度进行调整,根据初始轧制速度V0得出所述调整后速度为V=Kp·V0;步骤2:进行轧辊动态压下变规格控制过程中楔形过渡段厚度分析从而进行厚变影响下的速度调整,楔形过渡段进入轧制区后,在指定时间阶段内第i-1机架轧制出口带钢厚度Hi-1G’,第i机架进行楔形区动态轧制阶段轧制力对张力影响系数Kdi=hi(t)/Hi-1G’,保证轧制过程张力不变,考虑厚度变化调整后的动态轧制速度为V(t)=Kd·V0;步骤3:建立轧辊动态压下过程的轧制速度控制模型,采用以速度调整为基础的轧制力张力影响因子αi和厚变张力影响因子βi建立轧辊动态压下过程的轧制速度控制模型,得到所述楔形过渡段动态速度vij(t)=αiKp·V+βiKdV且αi+βi=1。2.如权利要求1中所述的基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,其特征在于:各机架轧制厚度由Hi过渡至Hi’,通过轧辊动态压下过程的轧制变规格速度稳定性控制从而实现变规格过程的稳定过渡。3.如权利要求2中所述的基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,其特征在于:对变规格载荷分配进行划分,根据热连轧动态变规格过程前一轧制规程出口带钢厚度初始设定值Hi、热连轧动态变规格过程前一轧制规程稳定轧制带钢出口速度设定值Vi、热连轧动态变规格过程楔形区厚度随时间变化的动态厚度hi(t)、热连轧动态变规格过程楔形区轧制过程中轧制速度动态控制值vi(t)、热连轧动态变规格过程后一轧制规程出口带钢厚度初始设定值Hi’以及热连轧动态变规格过程前一轧制规程稳定轧制带钢出口速度设定值Vi’,将按照顺流变规格顺序进行从轧制规程1(Hi,Vi),经过在线轧辊动态压下调整带钢厚度hi(t)和轧制速度的控制vi(t),实现向轧制规程2(Hi’,Vi’)的平稳过渡转换。4.如权利要求1中所述的基于动态变规格的带钢厚度在线动态调整控制方法,其特征在于:楔形过渡段形成过程阶段的速度控制模型为vij(t)=αiKpi·V+βiKdiV其中,vij(t)表示楔形段形成过程中,进行控制的带钢动态轧制速度;αi表示速控张力动力学影响因子,βi表示速控张力厚变影响因子,且有αi+βi=1;Kp表示轧制力对张力影响系数;Kd表示动态压下厚度对张力影...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭艳崔金星杨彦博刘才溢孙建亮
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:河北,13

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