一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法技术

本发明专利技术的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，根据输入轧制工艺及轧机参数，对各个机架均需要进行调节，当变厚度点到达待命机架时，待命机架压下并调节，当待命机架Fi加入轧制后，对待命机架下游各机架调节，使非常态的四机架连轧状态过渡到五机架正常轧制状态。本发明专利技术通过建立动态的数学模型，调节换辊过程中各个阶段的轧辊转速和辊缝，通过产品的变规程，实现四机架非常态轧制向五机架常态轧制的过渡，在保证轧机稳定轧制的前提下在线完成待命机架的加入过程，保证了ESP生产线的连续性，减少了因停机造成的能源损失。本发明专利技术也适用于已投产的ESP生产线，具有较高的应用价值。

A Method of Adding Standby Frame after Online Roll Change and Roll Removal in ESP Finishing Mill

According to the input rolling technology and rolling parameters, each stand needs to be adjusted. When the variable thickness point reaches the standby stand, the standby stand is depressed and adjusted. When the standby stand Fi is added to the rolling process, the standby stand downstream is adjusted to make the abnormal four stand continuous rolling state go through. Transfer to the normal rolling state of five stands. The present invention realizes the transition from four stand abnormal rolling to five stand normal rolling by establishing a dynamic mathematical model, adjusting the roll speed and gap in each stage of the roll changing process, and realizing the on-line addition of standby stand on the premise of ensuring the stable rolling of the mill, thus ensuring the continuity of the ESP production line and reducing the energy caused by the shutdown of the mill. Losses. The invention is also applicable to the ESP production line which has been put into production, and has high application value.

【技术实现步骤摘要】
一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法
本专利技术涉及冶金连铸连轧领域，尤其涉及一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法。
技术介绍
热轧薄带钢可用作成品或冷轧的原料，其需求在世界范围内持续增长，但是传统带钢热轧工艺环境污染严重、能源消耗巨大，不利于节能环保型社会建设。目前国内外的研究热点是开发薄板坯连铸连轧工艺，“以热代冷”生产薄规格板带产品，从而减小能源消耗和环境污染。热轧板带无头轧制技术(EndlessStripProduction，ESP)是目前国内外短流程热轧带钢领域的前沿技术，能够充分利用钢水热能，在高效、紧凑的生产线上生产出能够替代冷轧产品的优质薄规格热轧带钢，因而可比传统热轧生产线节能40％，可极大降低生产成本节能减排。但是由于ESP生产线产品主要以薄规格板带材产品为主，轧制过程中精轧机组的轧辊磨损非常严重，换辊周期一般是常规轧制换辊周期的两倍，换辊频繁，否则无法生产出表面质量较高的薄规格板带。但为了保证整体生产线的连续性，采用了牺牲产品质量的方法来维护生产线的连续性。公开号CN107413856A的中国专利申请公开了一种实现ESP精轧机组变规格在线换辊的撤辊方法，是在五机架连轧时减少一台需换辊机架来实现在线换辊过程的方法，但在换辊之后，仍需要及时将待命机架压下投入生产，所以将会涉及一种撤辊后的待命机架加入方法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，通过轧制产品的规程变换，由四机架代替五机架连轧的状态过渡到五机架正常轧制状态，在保证轧机稳定轧制的前提下在线完成待命机架的加入过程。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，对各个机架均需要进行调节，且各机架间的调节为级联调节其具体步骤如下：S1：收集并输入工艺参数、板带参数和轧机参数；S2：确定待命机架Fi，其中i表示机架的序号，1≤i≤5，对待命机架Fi上游各机架依次进行待命机架Fi加入轧制前阶段的调节；S3：当变厚度点到达待命机架Fi时，待命机架Fi轧辊压下，加入轧制过程，开始进行待命机架Fi压下阶段的调节；S4：待命机架Fi压下阶段调节完成后，当变厚度点到达Fi+1机架时，开始待命机架Fi下游机架调节阶段；S5：使四机架代替五机架连轧的状态过渡到五机架正常轧制状态，进入变规格后常态五机架连轧，实现待命机架在线不停机加入轧制过程。优选地，所述工艺参数、板带参数和轧机参数包括工作辊直径D，轧机刚度Km，机架间距离L，五架F1～F5，入口厚度H1～H5，出口厚度h1～h5，单位前张力σf,1～σf,5，单位后张力σb,1～σb,5，钢板宽度b，首机架入口速度Vb,1，其中，第一机架F1为首机架。优选地，S2中对待命机架Fi的上游各机架F1至Fi-1中各个机架的调节包括两部分，其分别是对所选定的机架Fk本身的调节，以及对所选定的机架Fk的下游机架的调节；对所选定的机架Fk本身的调节Fk为辊缝和辊速的调节，对所选定的机架Fk的下游机架的调节为辊速调节。优选地，S2的具体步骤如下：其中所选定的机架设置为Fk；其中，1≤k≤i-1；其中待命机架为Fi；S21：当k＝1时，首先判断机架F1是否为待命机架，若满足机架F1＝Fi，F1为待命机架时，直接转入S3；若F1不为待命机架，则转入S22；S22：对待命机架Fi之前的机架F1至Fi-1依次进行轧辊调节；对待命机架Fi之前的机架F1至Fi-1依次进行轧辊的辊缝和辊速调节的具体步骤如下：S221：首先对待命机架Fi的上游机架F1的轧辊辊缝辊速调节：机架F1轧辊调节过程中，建立辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型对机架F1进行调节，调节机架F1的辊缝以改变其出口轧件的厚度，同时保证改变辊缝时机架F1单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F1的距离，将变厚度区控制在正在调节的机架Fk与正在调节的机架相邻的下游机架Fk+1之间，即机架F1和机架F2之间；设变厚度区从产生到达到机架Fk+1的入口所需的时间为其中L为相邻两个机架间距离，Vf,k为机架Fk轧辊线速度，则Fk整个辊缝调节过程的时间T应小于TMAX，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量；设变厚度区从产生到达到机架F2的入口所需的时间为TMAX1,其中L为相邻两个机架间距离，Vf,1为机架F1轧辊线速度，则F1整个辊缝调节过程的时间T1小于TMAX1，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量。距离模型如下：Li＝∑VR,i(1+Sf,i)Δt其中VR,i为机架Fi轧辊转速，Sf,i为机架Fi轧件的前滑系数，Δt为时间步长；S222：机架F1下游机架辊速调节；通过第二轧辊速度控制模型对机架F1下游机架辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；S223：计算变厚度区离开机架F1距离：通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F1的距离L1，当满足L1-L≥0时，转入S23，机架F2开始调节；其中，则变厚度区离开机架F1的距离L1的计算公式如下：L1＝∑VR,1(1+Sf,1)Δt；其L1为变厚度区离开机架F1的距离；VR,1为机架F1轧辊转速，Sf,1为机架F1轧件的前滑系数，Δt为时间步长；S23:判断机架F2是否为待命机架，若满足机架F2＝Fi，F2为待命机架时，直接执行步骤S3，否则继续执行步骤S24；S24：对机架F2轧辊辊缝及辊速进行调节：S241：机架F2轧辊辊缝及辊速调节：机架F2轧辊调节过程中，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一辊速控制模型进行调节，调节机架F2辊缝改变其出口轧件厚度，同时保证改变F2辊缝时，机架F2单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F2的距离，将变厚度区控制在两个机架内，设变厚度区从产生到达到机架F3的入口所需的时间为TMAX2，其中L为相邻机架间距离，Vf,2为机架F2轧辊线速度，则机架F2整个辊缝调节过程的时间T2应小于TMAX2；S242：对机架F2的下游机架进行辊速调节；通过第二轧辊速度控制模型对机架F2下游机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；S243：计算变厚度区离开机架F2距离：通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F2的距离L2，当满足L2-L≥0时，机架F3开始调节；变厚度区离开机架F2的距离L2的计算公式如下：L2＝∑VR,2(1+Sf,2)Δt；其L2为变厚度区离开机架F2的距离；VR,2为机架F2轧辊转速，Sf,2为机架F2轧件的前滑系数，Δt为时间步长；S25：依次调节待命机架Fi上游其余各机架；变厚度点每移动到下一个机架时参照所述步骤S21和S23判断当前机架Fk是否为待命机架Fi，之后参照所述步骤S22和S24对当前机架Fk的辊速及辊缝的数值进行相应的调整，并对相应机架Fk下游各机架进行辊速调整，以保证下游各机架间张力值稳定，不断重复上述过程，直到变厚度点到达待命机架Fi前时，即当满足Li-1-L≥0时，转入S3；其中Li-1＝∑VR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，对各个机架均需要进行调节，且各机架间的调节为级联调节其具体步骤如下：S1：收集并输入工艺参数、板带参数和轧机参数；S2：确定待命机架Fi，其中i表示机架的序号，1≤i≤5，对待命机架Fi上游各机架依次进行待命机架Fi加入轧制前阶段的调节；S3：当变厚度点到达待命机架Fi时，待命机架Fi轧辊压下，加入轧制过程，开始进行待命机架Fi压下阶段的调节；S4：待命机架Fi压下阶段调节完成后，当变厚度点到达Fi+1机架时，开始待命机架Fi下游机架调节阶段；S5：使四机架代替五机架连轧的状态过渡到五机架正常轧制状态，进入变规格后常态五机架连轧，实现待命机架在线不停机加入轧制过程。

【技术特征摘要】
1.一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，对各个机架均需要进行调节，且各机架间的调节为级联调节其具体步骤如下：S1：收集并输入工艺参数、板带参数和轧机参数；S2：确定待命机架Fi，其中i表示机架的序号，1≤i≤5，对待命机架Fi上游各机架依次进行待命机架Fi加入轧制前阶段的调节；S3：当变厚度点到达待命机架Fi时，待命机架Fi轧辊压下，加入轧制过程，开始进行待命机架Fi压下阶段的调节；S4：待命机架Fi压下阶段调节完成后，当变厚度点到达Fi+1机架时，开始待命机架Fi下游机架调节阶段；S5：使四机架代替五机架连轧的状态过渡到五机架正常轧制状态，进入变规格后常态五机架连轧，实现待命机架在线不停机加入轧制过程。2.如权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，所述工艺参数、板带参数和轧机参数包括工作辊直径D，轧机刚度Km，机架间距离L，五架F1～F5，入口厚度H1～H5，出口厚度h1～h5，单位前张力σf,1～σf,5，单位后张力σb,1～σb,5，钢板宽度b，首机架入口速度Vb,1，其中，第一机架F1为首机架。3.如权利要求2所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，S2中对待命机架Fi的上游各机架F1至Fi-1中各个机架的调节包括两部分，其分别是对所选定的机架Fk本身的调节，以及对所选定的机架Fk的下游机架的调节；对所选定的机架Fk本身的调节Fk为辊缝和辊速的调节，对所选定的机架Fk的下游机架的调节为辊速调节。4.如权利要求3所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，S2的具体步骤如下：其中所选定的机架设置为Fk；其中，1≤k≤i-1；其中待命机架为Fi；S21：当k＝1时，首先判断机架F1是否为待命机架，若满足机架F1＝Fi，F1为待命机架时，直接转入S3；若F1不为待命机架，则转入S22；S22：对待命机架Fi之前的机架F1至Fi-1依次进行轧辊调节；对待命机架Fi之前的机架F1至Fi-1依次进行轧辊的辊缝和辊速调节的具体步骤如下：S221：首先对待命机架Fi的上游机架F1的轧辊辊缝辊速调节：机架F1轧辊调节过程中，建立辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型对机架F1进行调节，调节机架F1的辊缝以改变其出口轧件的厚度，同时保证改变辊缝时机架F1单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F1的距离，将变厚度区控制在正在调节的机架Fk与正在调节的机架相邻的下游机架Fk+1之间，即机架F1和机架F2之间；设变厚度区从产生到达到机架Fk+1的入口所需的时间为其中L为相邻两个机架间距离，Vf,k为机架Fk轧辊线速度，则Fk整个辊缝调节过程的时间T应小于TMAX，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量；设变厚度区从产生到达到机架F2的入口所需的时间为TMAX1,其中L为相邻两个机架间距离，Vf,1为机架F1轧辊线速度，则F1整个辊缝调节过程的时间T1小于TMAX1，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量；距离模型如下：Li＝∑VR,i(1+Sf,i)Δt其中VR,i为机架Fi轧辊转速，Sf,i为机架Fi轧件的前滑系数，Δt为时间步长；S222：机架F1下游机架辊速调节；通过第二轧辊速度控制模型对机架F1下游机架辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；S223：计算变厚度区离开机架F1距离：通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F1的距离L1，当满足L1-L≥0时，转入S23，机架F2开始调节；其中，则变厚度区离开机架F1的距离L1的计算公式如下：L1＝∑VR,1(1+Sf,1)Δt；其L1为变厚度区离开机架F1的距离；VR,1为机架F1轧辊转速，Sf,1为机架F1轧件的前滑系数，Δt为时间步长；S23:判断机架F2是否为待命机架，若满足机架F2＝Fi，F2为待命机架时，直接执行步骤S3，否则继续执行步骤S24；S24：对机架F2轧辊辊缝及辊速进行调节：S241：机架F2轧辊辊缝及辊速调节：机架F2轧辊调节过程中，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一辊速控制模型进行调节，调节机架F2辊缝改变其出口轧件厚度，同时保证改变F2辊缝时，机架F2单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F2的距离，将变厚度区控制在两个机架内，设变厚度区从产生到达到机架F3的入口所需的时间为TMAX2，其中L为相邻机架间距离，Vf,2为机架F2轧辊线速度，则机架F2整个辊缝调节过程的时间T2应小于TMAX2；S242：对机架F2的下游机架进行辊速调节：通过第二轧辊速度控制模型对机架F2下游机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；S243：计算变厚度区离开机架F2距离：通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F2的距离L2，当满足L2-L≥0时，机架F3开始调节；变厚度区离开机架F2的距离L2的计算公式如下：L2＝∑VR,2(1+Sf,2)Δt；其L2为变厚度区离开机架F2的距离；VR,2为机架F2轧辊转速，Sf,2为机架F2轧件的前滑系数，Δt为时间步长；S25：依次调节待命机架Fi上游其余各机架；变厚度点每移动到下一个机架时参照所述步骤S21和S23判断当前机架Fk是否为待命机架Fi，之后参照所述步骤S22和S24对当前机架Fk的辊速及辊缝的数值进行相应的调整，并对相应机架Fk下游各机架进行辊速调整，以保证下游各机架间张力值稳定，不断重复上述过程，直到变厚度点到达待命机架Fi前时，即当满足Li-1-L≥0时，转入S3；其中Li-1＝∑VR,i-1(1+Sf,i-1)Δt；其中Li-1为变厚度区离开机架Fi-1的距离；VR,i-1为机架Fi-1轧辊转速，Sf,i-1为机架Fi-1轧件的前滑系数，Δt为时间步长。5.如权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，其中S3中待命机架Fi轧辊压下；并进行待命机架以及后续机架的调节的具体步骤如下；其中进行待命机架Fi以及待命机架Fi下游机架的调节，所述后续机架Fi为待命机架下游轧机；S31：待命机架Fi压下，其具体步骤如下：S311...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭艳，张敏，杨彦博，刘才溢，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13