一种抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法技术

本发明专利技术涉及一种抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法，该方法是在七机架热连轧精轧的前六个机架，通过检测前六个机架轧制力的变化，检测水印点，先采用滑动滤波的方式消除全长趋势性的变化，对弯辊力进行动态补偿，实时调节带钢水印点处的凸度波动。该方法可以较好的抑制由于水印点引起的凸度波动，提高带钢全长的凸度控制精度。解决现有方法无法解决凸度波动、凸度控制精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法
本专利技术涉及热轧带钢生产
，具体涉及一种抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法，适用于热轧带钢产品的高精度凸度控制。
技术介绍
板形是衡量板带产品质量最重要的指标之一，衡量板形好坏通常的两个指标是板凸度和平直度。板凸度又称带钢横向厚差，是指板带材沿宽度方向的厚度差。不同的热轧带钢产品，对板凸度的要求也不同，热连轧精轧机组对板凸度的控制的要求是在不影响带钢平直度的条件下，尽量提高带钢凸度控制精度。在热连轧生产过程中，轧辊产生弹性变形，形成负载辊缝，带钢的断面形状取决于负载辊缝的形状。影响负载辊缝的因素主要有轧制负荷、弯辊力、轧辊原始凸度、轧辊热膨胀以及轧辊磨损等；另外，带钢边缘降及楔形也对带钢凸度有一定的影响。其中，轧制负荷是影响带钢凸度的主要因素，辊系变形随着轧制负荷的变化而变化，从而使带钢凸度发生变化。为消除以上各种因素对带钢凸度的影响，提高凸度控制精度，先后开发了多种控制设备，主要包括：（1）工作辊液压弯辊装置，通过在轧制过程中改变弯辊液压缸内的压力，从而改变轧辊的挠度；（2）六辊HC轧机，在四辊轧机工作辊和支撑辊之间增设可以横向抽动的中间辊，提高了弯辊效果；（3）工作辊横移式四辊轧机，它通过工作辊横移，改变工作辊和支撑辊的接触状态；（4）大凸度支撑辊法，是在支撑辊上磨削一定大小的凸度，通过合理设计，适应不同宽度的带钢轧制；（5）可变凸度轧辊，是在芯轴上装套筒，在套筒和芯轴之间的液压腔内充高压油，改变油压从而改变轧辊凸度曲线；（6）对辊交叉轧机，通过使上下工作辊与支撑辊成对交叉，来改变辊缝形状；（7）特殊辊形的工作辊横移式轧机，通过将工作辊磨削成特殊辊形，从而在工作辊横移时，其凸度可以连续的由最小值变到最大值。在控制方法上主要包括：（1）设定控制，通过设定计算给出各机架工作辊横移位置、工作辊弯辊力及中间辊横移位置等的初始设定值，以初步使带钢凸度和平直度达到目标值，并保证各中间机架的出口凸度位于该机架出口板形的允许范围之内；（2）动态控制，是利用安装在精轧末机架后面的凸度仪的检测信号，对凸度进行反馈控制；（3）自适应控制，是对设定功能进行自适应校正，从而消除凸度目标值的误差。以上控制设备和控制方法的使用，保证了凸度控制精度，但由于在轧制过程中存在上述各种因素的影响，这些方法很难进一步提高凸度精度。为此，专利200710194281.9公开一种前馈和反馈相结合的控制方式，即通过设置在精轧出口的凸度仪进行反馈控制，通过设置在精轧机架前的凸度仪进行前馈控制，两者互相配合，提高凸度控制精度。但这种方式需要增加测量设备，提高成本，并且采用前馈控制时，由于带钢实际速度很难准确得到，这样就影响了前馈跟踪精度，有时反而会带来坏的影响。专利KR20030049230公开一种多点反馈控制方式，通过测量带钢轮廓形状，综合考虑带钢楔形、边缘降等各种情况，对带钢凸度进行控制，避免了常规凸度控制时的一些误操作，提高了凸度控制精度和轧制稳定性。但这种方式还仅仅是基于反馈的控制，难以对轧制过程中出现的各种较高频率的凸度波动进行控制。专利KR20010083654公开了一种七段式活套测量带钢凸度的方法，它通过安装在活套上的测压头检测带钢在不同位置的张力，将其转换为带钢断面上的形状，最终用来控制带钢凸度。这种方式满足了控制的及时性，但是由于在轧制过程影响带钢稳定性的因素有很多，很难保证带钢长时间稳定运行，这样活套上的测压头就很难准确测到带钢横截面上各处的实际张力，大大影响了这种方式投入的可能性。以上这些方法主要通过反馈控制来提高凸度控制精度，但由于用于反馈控制的测量仪表位于精轧出口机架后面，存在较大的时滞性，只能用来控制趋势性变化的凸度；而用来控制较高频率波动的前馈控制存在跟踪精度差的问题，七段式活套存在测量稳定性的问题，都未能很好的解决凸度波动的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法，该方法利用一种动态轧制力补偿的方法，抑制由于水印点造成的凸度波动，从而提高带钢产品的凸度精度，用以解决现有方法无法解决凸度波动、凸度控制精度低的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案是：一种抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法，该方法采用7机架热连轧精轧机，采用的控制设备包括过程机和凸度仪，所述的凸度仪设置在精轧F7机架的出口位置，用于测试带钢的凸度，所述的过程机与精轧F1～F7机架电连接，用于对精轧F1～F7机架进行初始设定，其特征在于该方法的步骤如下：（1）过程机对精轧7机架的弯辊、窜辊或交叉辊进行初始设定；（2）7机架热连轧精轧前F1～F6机架分别在咬钢开始后，根据其轧制力实际值和当前带钢的移动速度，采用基于带钢实际移动速度的滑动平均滤波法对轧制力进行滑动平均滤波处理，得到其轧制力的滑动平均值；（3）将前F1～F6机架各机架轧制力的实际值与所述的滑动平均值进行比较，得到所述的各机架轧制力的偏差值；（4）根据所述的各机架轧制力的偏差值，得到F1～F6各机架轧制力的变化情况，并根据轧制力的变化情况检测水印点；（5）所述的F1～F6机架分别在咬钢延时设定时间后，根据水印点处的凸度波动情况，得到用于抑制凸度波动的F1～F6机架的弯辊力修正值；（6）对所述的弯辊力修正值进行限幅处理；（7）对限幅处理后的弯辊力修正值进行一阶滞后滤波处理，消除较高频率的波动；（8）根据所述的F1～F6机架各机架滤波处理后的弯辊力修正值，对所述的F1～F6机架的弯辊力进行动态补偿，抑制水印点处的凸度波动。进一步地，对轧制力进行滑动平均滤波处理的方法为：首先确定滑动平均滤波的窗口长度，在咬钢开始后第一个周期，将当前轧制力的值记为X1，并计算当前周期带钢移动的长度L1，作为总窗口长度Lsum，得到当前轧制力的权重W1，此时滑动平均值为X1；在第二周期，当前轧制力记为X2，带钢移动长度为L2，与L1累加得到新的总窗口长度Lsum，计算当前轧制力权重W2，据此计算此时的滑动平均值为X1+X2·W2，以此类推，直到带钢长度填满窗口后，得到第一阶段轧制力的滑动平均值；当带钢长度填满窗口后，若当前周期每输入带钢长度为Lj，则窗口顶端要移除Lj的长度，其对应的轧制力值也要移除，始终保持窗口内各段的总长度为Lwi，据此计算各个轧制力值的权重Wm，得到第二阶段的滑动平均值。进一步地，所述各机架轧制力的滑动平均值为：其中，XAV为轧制力的滑动平均值；m表示带钢咬钢后第m周期；Wm为当前轧制力权重，Lm为带钢咬钢后第m周期带钢移动的长度；Lsum为滑动平均滤波窗口长度，当Lsum≥Lwi时，滑动平均滤波窗口长度保持为Lwi，此时，其中，Lwi表示机架出口的窗口长度；i表示精轧第i个机架，i=1,2,3,4,5,6。进一步地，带钢咬钢后第m周期带钢移动的长度为：Lm=vi(t)·Tcyc其中，Lm为带钢咬钢后第m周期带钢移动的长度；vi(t)为带钢在经过第i机架时的移动速度，在轧制过程中是随时间变化的值，i=1,2,3,4,5,6；Tcyc为带钢移动的时间；进一步地，所述的机架出口的窗口长度为：其中，Lwi表示机架出口的窗口长度，i表示精轧第i个机架，i=1,2,3,4,5,6；LB表示两个水印点之间的间隔；hi表示机架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法，该方法应用于7机架热连轧精轧机，采用的控制设备包括过程机和凸度仪，所述的凸度仪设置在精轧F7机架的出口位置，用于测试带钢的凸度，所述的过程机与精轧F1～F7机架电连接，用于对精轧F1～F7机架进行初始设定，其特征在于该方法的步骤如下： （1）过程机对精轧7机架的弯辊、窜辊或交叉辊进行初始设定； （2）7机架热连轧精轧前F1～F6机架分别在咬钢开始后，根据其轧制力实际值和当前带钢的移动速度，采用基于带钢实际移动速度的滑动平均滤波法对轧制力进行滑动平均滤波处理，得到其轧制力的滑动平均值； （3）将前F1～F6机架各机架轧制力的实际值与所述的滑动平均值进行比较，得到所述的各机架轧制力的偏差值； （4）根据所述的各机架轧制力的偏差值，得到F1～F6各机架轧制力的变化情况，并根据轧制力的变化情况检测水印点； （5）所述的F1～F6机架分别在咬钢延时设定时间后，根据水印点处的凸度波动情况，得到用于抑制凸度波动的F1～F6机架的弯辊力修正值； （6）对所述的弯辊力修正值进行限幅处理； （7）对限幅处理后的弯辊力修正值进行一阶滞后滤波处理，消除较高频率的波动； （8）根据所述的F1～F6机架各机架滤波处理后的弯辊力修正值，对所述的F1～F6机架的弯辊力进行动态补偿，抑制水印点处的凸度波动。...

【技术特征摘要】
1.一种抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法，该方法应用于7机架热连轧精轧机，采用的控制设备包括过程机和凸度仪，所述的凸度仪设置在精轧F7机架的出口位置，用于测试带钢的凸度，所述的过程机与精轧F1～F7机架电连接，用于对精轧F1～F7机架进行初始设定，其特征在于该方法的步骤如下：(1)过程机对精轧7机架的弯辊、窜辊或交叉辊进行初始设定；(2)7机架热连轧精轧机前F1～F6机架分别在咬钢开始后，根据其轧制力实际值和当前带钢的移动速度，采用基于带钢实际移动速度的滑动平均滤波法对轧制力进行滑动平均滤波处理，得到其轧制力的滑动平均值；(3)将前F1～F6机架各机架轧制力的实际值与所述的滑动平均值进行比较，得到所述的各机架轧制力的偏差值；(4)根据所述的各机架轧制力的偏差值，得到F1～F6各机架轧制力的变化情况，并根据轧制力的变化情况检测水印点；(5)所述的F1～F6机架分别在咬钢延时设定时间后，根据水印点处的凸度波动情况，得到用于抑制凸度波动的F1～F6机架的弯辊力修正值；所述的弯辊力修正值是通过机架的轧制力乘以一个凸度控制增益Ktotal_i得到，该凸度控制增益Ktotal_i由两部分组成，一个为轧制力到凸度的转换系数Kconv_i，一个为可调节增益Ktune_i，即：Ktotal_i＝Kconv_i·Ktune_i其中，Ktune_i根据实际轧制情况进行调节，初始增益为1；αB_i为弯辊力横向刚度系数，αP_i为轧制力横向刚度系数；(6)对所述的弯辊力修正值进行限幅处理；(7)对限幅处理后的弯辊力修正值进行一阶滞后滤波处理，消除较高频率的波动；(8)根据所述的F1～F6机架各机架滤波处理后的弯辊力修正值，对所述的F1～F6机架的弯辊力进行动态补偿，抑制水印点处的凸度波动。2.根据权利要求1所述的抑制热轧带钢水印点处凸度波动的方法，其特征在于对轧制力进行滑动平均滤波处理的方法为：首先确定滑动平均滤波的窗口长度，在咬钢开始后第一个周期，将当前轧制力的值记为X1，并计算当前周期带钢移动的长度L1，作为总窗口长度Lsum，得到当前轧制力的权重W1，此时滑动平均值为X1·W1；在第二周期，当前轧制力记为X2，带钢移动长度为L2，与L1累加得到新...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家波，张晓峰，陈志荣，单旭沂，张健民，
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