一种基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法技术

本发明专利技术涉及一种基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：头尾不规则计算过程；步骤2：焊缝搭接稳定性剪切过程。该技术方案基于带钢自身设定厚度的厚度模型，考虑了钢种、规格等信息的张力模型，然后将厚度模型与张力模型相结合，形成了前后卷搭接时的规则判定模型，并基于热轧来料数据，运用了拉格朗日差值模型，得到了一定距离的数据，最后将规则判定模型与得到的数据代入优化模型中，有效提高了带钢头尾长度的剪切量并降低了焊缝断带率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法
本专利技术涉及一种剪切方法，具体涉及一种基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法，属于机械自动化

技术介绍
在目前的冷轧生产流程中，较多地实现了经过带钢头尾剪切之后再由激光焊接，然后进行无头轧制，而对于冷轧带钢的轧制，由于带钢头尾剪切不准确，造成焊缝断带率高且成材率比较低。然而，使带钢头尾优化剪切具有较多的技术难点：(1)由于热轧和冷轧由于各个工序之间存在信息壁垒，冷轧没有有效的对热轧的过程、质量数据等进行获取和管理，存在信息孤岛；(2)在目前的头尾剪切方案中，前卷和后卷搭接的过程中存在厚差，目前缺少头尾搭接的判定规则；(3)在冷轧焊机焊接之前，带钢的头尾切除过多会造成成材率降低，切除过少会有缺陷的存在容易造成焊缝断带；综合以上特点可知，由于缺少对热轧来料的有效获取和利用以及缺少对带钢质量的判定规则，故难以对带钢头尾焊接之前进行优化剪切。优化带钢头尾剪切长度，必须解决两个主要问题，即获得准确的热轧来料数据与头尾搭接时的判定规则。首先应获得准确的热轧来料数据。目前的热轧生产线可能有多条，在冷轧实际生产中可能存在变规格、钢种进行轧制，故首先要完成对热轧来料数据的获取。在热轧精轧轧机出口两侧安装X射线或γ射线测厚仪，凸度仪等测量设备。将热轧获取到的数据经过L2核心交换机、光电转换器及防火墙后，最后传输到冷轧数据采集机中。冷轧产线方面，酸洗以及酸轧的相关数据分别通过酸洗、酸轧核心交换机到冷轧的三层交换机位置，为确保数据传输以及系统的运行的安全性，在冷轧端的数据采集机与热轧端之间布置一道防火墙。热轧端的数据通过防火墙以及数据采集机后，与冷轧端的判定与预控系统交换机相连接。冷轧端的主服务器可通过系统的交换机从数据采集机获取所需相关数据，为头尾优化剪切做基础。然后是头尾搭接判定规则的制定。热轧来料头尾存在质量缺陷，目前的带钢头尾剪切长度是基于带钢头尾缺陷及带钢在热轧精轧轧机出口设定的厚度来确定的，此种方法缺少理论依据，剪切完成之后容易造成前后带钢搭接超厚以及存在剪切长度过多过少的问题，从而造成焊缝存在应力集中及成材率比较低的现象。在头尾搭接判定规则制定的过程中，首先查阅相关文献得到焊缝断带的主要原因，由于目前的头尾剪切规则没有考虑带钢的钢种、规格以及其他因素对断带的影响，在制定规则的过程中，充分考虑了这些因素对断带的影响，从而可以有效减小断带概率。本专利技术将根据带钢前后卷搭接时的特点，设计有针对性的头尾剪切优化控制方法。经过查新，《利用飞剪机剪切镀锡板过程中剪切长度精度控制优化方法》(CN201410695685.6)专利技术提供一种利用飞剪机剪切镀锡板过程中剪切长度精度控制优化方法.本专利技术的方法包括:在飞剪机的飞轮带动上剪刃运行的一个周期的225°到下一周期的165°共300°的区间内进行喂料,喂料辊在喂料过程中的速度曲线控制为S型仿正弦曲线.本专利技术的方法能够使得横切机组长度精度偏差为±0.15mm.《一种提高大规格线材尺寸精度及表面质量的生产方法》(CN200910232611.8)专利技术公开了一种提高大规格线材尺寸精度及表面质量的生产方法,具体的说是在无减定径机组的高速线材生产线利用现有的精轧机机组,将生产大规格线材时的精轧机机组内空过机架改为规圆机架,对成品机架轧出的线材进行一次规圆轧制,提高大规格线材尺寸精度及表面质量,同时减少成品线材头、尾剪切量,提高成材率.《一种控制倍尺飞剪剪切长度的方法》(CN201310236922.8)专利技术公开了一种控制倍尺飞剪剪切长度的方法,按如下步骤进行:(1)当轧件经过加热炉出炉辊道后,得到此轧件的重量为Gn；(2)T400控制器记录轧件通过倍尺飞剪头部和尾部的时间为Tw,整个轧件通过倍尺飞剪的时间为Tn,则轧件的长度为:Ln＝Tn*Lw/Tw；(3)当下一根轧件经过加热炉出炉辊道后,得到此轧件的重量为Gm,则推算出此轧件的长度为Lm＝Gn*Ln/Gm；(4)推算倍尺飞剪剪切刀数,Lm尾＝Lm-∑Lc,当Lm尾为零或者负值时,则x-1即为剪切的刀数；(5)推算最终倍尺飞剪剪切的定尺长度为Lz＝Lm/x-1,更新定尺长度后对此轧件进行剪切.同时,本专利技术还公开了一种控制倍尺飞剪剪切长度的装置.本专利技术起到消除"短尾",避免堆钢的作用,减少上冷床的故障,保证生产节奏,减少安全隐患.《一种中小型型钢倍尺剪切优化方法》(CN201610334621.2)专利技术实施例公开了一种中小型型钢倍尺剪切优化方法,包括:获取正常倍尺长度L1；计算成品轧件的总长度,并根据所述轧件总长度及正常倍尺长度L1,获取剩余剪切次数；根据所述轧件总长度获取当前剩余长度LTOT；判断剪切次数是否为1；当所述剩余剪切次数为1时,将所述正常倍尺长度L1与所述当前剩余长度LTOT进行比较判断；当所述当前剩余长度LTOT＜L1时,对轧件的当前剩余部分进行优化处理；当所述当前剩余长度LTOT≥L1时,将所述当前剩余部分再进行一次剪切.所述方法能大大提高中小型型钢倍尺剪切的控制精度,减少冷床堆钢,显著提高成材率.《利用飞剪机剪切镀锡板过程中剪切长度精度控制优化方法》(CN201410695685.6)专利技术提供一种利用飞剪机剪切镀锡板过程中剪切长度精度控制优化方法.本专利技术的方法包括:在飞剪机的飞轮带动上剪刃运行的一个周期的225°到下一周期的165°共300°的区间内进行喂料,喂料辊在喂料过程中的速度曲线控制为S型仿正弦曲线.本专利技术的方法能够使得横切机组长度精度偏差为±0.15mm.以上四个专利虽然与本专利都是讲述剪切优化的方法，但是只是讲述冷轧或热轧或设备的剪切方法，但是本专利讲述的是从热轧生产的钢卷，在冷轧生产连续性过程中，根据头尾搭接判定规则，针对性的对头尾剪切进行优化，减少焊缝断带率且提高成材率。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法，该技术方案针对冷轧在进行轧制时引起的焊缝断带问题，开发了前后卷搭接的判定规则及基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：头尾不规则计算过程；步骤2：焊缝搭接稳定性剪切过程。作为本专利技术的一种改进，步骤1：头尾不规则计算过程，具体如下：11)、读取冷轧带钢生产计划，根据生产计划的顺序，进行具体的剪切量计算，此时在线卷的带钢的钢卷号为p1，钢种g1，热轧精轧轧机出口的设定厚度h1，下一卷带钢的钢卷号p2，钢种g2，热轧精轧轧机出口的设定厚度h2；12)、将所有带钢的厚度x1分为三个等级，分别为l1、l2、l3，此时设定厚度等级l＝f1(x)，l∈{l1,l2,l3}，然后将热轧精轧轧机出口的设定厚度h与得到的厚度等级l作为输入，若设定厚度属于某个厚度等级，则此时可以得到输出计算模型为：其中计算模型具体如下:...

【技术保护点】
1.一种基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤1：头尾不规则计算过程；/n步骤2：焊缝搭接稳定性剪切过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：头尾不规则计算过程；
步骤2：焊缝搭接稳定性剪切过程。


2.根据权利要求1所述的基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法，其特征在于，步骤1：头尾不规则计算过程，具体如下：
11)、读取冷轧带钢生产计划，根据生产计划的顺序，进行具体的剪切量计算，此时在线卷的带钢的钢卷号为p1，钢种g1，热轧精轧轧机出口的设定厚度h1，下一卷带钢的钢卷号p2，钢种g2，热轧精轧轧机出口的设定厚度h2；
12)、将所有带钢的厚度x1分为三个等级，分别为l1、l2、l3，此时设定厚度等级l＝f1(x)，l∈{l1,l2,l3}，然后将热轧精轧轧机出口的设定厚度h与得到的厚度等级l作为输入，若设定厚度属于某个厚度等级，则此时可以得到输出计算模型为：其中计算模型具体如下:






式中，为前卷带钢的尾部建议剪切量，为后卷带钢的头部建议剪切量；
详细的计算步骤如下所示：
若带钢的设定厚度h小于2.3mm，则此时带钢尾部建议剪切刀数头部建议剪切刀数若带钢的设定厚度不小于2.3mm不大于3mm，此时带钢的尾部建议剪切刀数头部建议剪切刀数当带钢的设定厚度大于3mm，此时带钢的尾部建议剪切刀数后卷带钢的头部建议剪切刀数
至此，通过上述步骤，得到了前后带钢头尾的剪切量


3.根据权利要求1所述的基于热轧来料数据的带钢头尾长度优化剪切方法，其特征在于，步骤2：焊缝搭接稳定性剪切过程，具体如下：
21)、读取热轧来料在精轧轧机出口的厚度thicknessF7EXIT，凸度crown，楔形wedge数据；
22)、根据上述步骤，可以直接得到带钢的厚度、凸度、楔形数据，而利用目前现有的凸度计算模型，楔形计算模型，得到带钢边部计算模型，可以获得距离边部为25mm的传动侧厚度hed，操作侧厚度heo，具体的计算模型如下：
凸度计算模型：
Ch＝hc-(heo+hed)/2000(3)；
楔形计算模型：
Wh＝heo-hed(4)；
由以上过程，我们可以得到边部操作侧heo与传动侧hed厚度的计算模型如下：
hed＝hc-Ch/1000-W/2000(5)；
heo＝hc-Ch/1000+W/2000(6)；
式中，hc、Ch、W为来料在热轧精轧轧机出口的厚度、凸度、楔形；
23)、由于目前采集的厚度数据thicknessF7EXIT，凸度数据crown，楔形数据wedge是按照1m一个点采集的数据，形成X轴为间距，Y轴为数据的曲线图，而在实际的应用中每刀的剪切量有可能K米,通常设置带钢头尾的最大剪切量为Lmax刀，故将带钢头尾的Lmax·k米数据利用拉格朗日插值计算模型，首先算出拉式多项式，在根据拉式基函数，找到每刀剪切量在数轴Y中对应的数据，拟合成一条过前后Lmax个点的Lmax-...

【专利技术属性】
技术研发人员：马见华，贾银芳，张永雪，郑向东，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32