一种以减少最大偏差量为目标的板形控制方法技术

本发明专利技术涉及冷轧带钢的板形控制，尤其涉及具有非对称控制性能的ＤＳＲ板形控制方法。一种以减少最大偏差量为目标的板形控制方法，是在原有板形自动控制系统的板形控制调节量计算方法计算出来的压块压力输出值的基础上，再计算最大板形凸度偏差值和对应的带钢宽度位置，然后根据带钢宽度计算出此区域所对应的ＤＳＲ压块号，最后计算此压块的压力调节量，并基于总调整量不变的原理修正其它压块的压下分布。本发明专利技术在不影响控制系统工作状态的情况下，对最大偏差进行重点调节和控制，通过板形执行机构（ＤＳＲ辊）有效地工作，从而保证实际带钢板形凸度能够达到产品质量标准，减少由于板形统计算法带来的偏差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷轧带钢的板形控制，尤其涉及具有非对称控制性能的DSR(Dynamic Shape Roll，即动态板形辊)板形控制方法。
技术介绍
带钢板形包括板带纵横两个方面的尺寸指标。就纵向而言，通常指的是平直度，或 称翘曲度，即沿板带长度方向上的平坦程度；而在钢板的横向上，板形所指的则是钢板的断 面形状，即钢板宽度方向上的厚度分布，包括板凸度、边部减薄及局部高点等一系列概念。 其中，板凸度是最为常用的横向板形代表性指标。通常的产品板形凸度值都是通过板形测量仪直接测量的，参见图1，在测量辊的每 个圆环中都装有压磁式力传感器。在轧制过程中，带钢与测量辊相接触，而产生径向压应 力，利用该径向力值和平均带钢应力可以计算出每一测量段上带钢应力偏差A o，如图2所示，然后再根据虎克定律将应力值转换为I值 E为材料的弹性模量，常数值， I值是一种板形缺陷的度量方式 如图3所示。在进行板形控制精度统计时，通常要计算所有测量结果的平均值， 或其它测量环数。这样处理必然会带来一个问题板形测量数据上即使满足产品要求(例如小于101)，但这不能保证 该带钢实际上能够满足产品板凸度质量要求，因为有可能这些数据中有的绝对值已经超过 了 101。如果现在以最大测量值为标准，C^zmaxdChil)，那就可以确切地表明该带钢的板 形凸度在宽度方向上的所有位置是否都满足质量要求。现有的冷连轧生产过程中，带钢板形控制精度一般先由L2过程机根据来料板形、 目标板形以及辊形曲线等因素为调节机构(如弯辊、窜动、倾斜以及压块压力等)计算出给 定量，然后由过程控制系统L1的AFC(自动板形控制)负责完成对实际板形的控制。由于 板形控制精度是冷轧带钢非常关键的两大质量指标之一，技术人员在板形控制上也专利技术了 很多新的方法或改进设备装置来提升带钢的板形控制精度。现有的板形控制方法基本分为三类1、增加或改变设备装置，如专利号CN200410021046. 8，专利号CN91110616. 2，专 利号JP01162509A，通过支承辊弯辊压力控制机构代替传统的液压下位置控制机构来微调 板厚，或者建立新的连续变凸度工作辊辊形曲线，该工作辊为能够使空载辊缝凸度的调节 能力与板宽成近似线性关系及与轧辊的窜移量成线性关系的辊形，从而大大增强了轧机的 整体板形控制能力。2、板形测量仪的改进和优化，如专利号US2003073936，专利号CN91226916. 2，专 利号CN95213883. 2，通过改进接触式板形测量仪的压力转化信号的精度、或者专利技术新型可 连续测量的板形仪或气动式板形测量仪，这些都是为了在板形控制过程中获得精确地轧制 后实际板形，然后将板形控制偏差反馈回控制环节，使板形控制精度越来越精确。3、获取冷轧轧制前的来料板形，如专利号JP11267727A，专利号JP11267729A，专 利号CN200610030506. 2，通过在入口处安装板形测量辊或凸度仪、或者利用数学方法对来 料板型进行拟合计算、或者对上游机组传递过来的板形凸度进行分段处理，从而使板形模 型计算和自动控制系统获得比较准确的来料板形数据，这样在整个控制过程中就能够使系 统预知实际来料板形，无论是弯辊还是轧辊窜动都能够预先对带钢板形做出反应性调节， 从而达到提高板形控制精度的目的。上述这些方法的特点都是在原有的板形凸度平均统计方法的基础上进行的，没有 考虑板形凸度最大值的变化影响，因此无法避免产生实际板形控制偏差不满足产品质量要 求的情况。另外，专利号CN200510028316. 2，名称为克服复合浪形的轧制方法，该专利采用特 殊辊形配置的轧机机型，所述轧机机型至少含有四辊，包括支撑辊和所述辊形的工作辊或 中间辊；所述板形控制系统进行的步骤是(1)实测板形数据的处理，经处理后得到实测板 形信号；(2)板形偏差计算，用实测板形减去目标曲线，得到偏差板形信号；(3)采用多项式 拟合法或影响函数法求解板形调控机构调控量。该专利通过机型配置、辊形和板形控制系 统三方面的综合考虑，使轧机具有控制复合浪形的能力，对板形二次缺陷和四次缺陷有较 强的控制能力。专利公开号JP2005118840，名称为 PLATE SHAPE CONTROL METHOD INCOLD ROLLING。该专利提供了一种将板形控制和板厚互不干扰的控制方法，利用模型计算带钢宽 度中间位置与两侧位置的张力差，并与目标值进行比较，从而估计出压下位置和弯辊位置。现有DSR板形控制系统在计算压块压力调节量时采用了多变量优化控制模型方 法，其计算目标是下面公式(1)中的J为最小，也就是考虑调节机构工作后的实际板形与目 标板形的偏差之和为最小，此方法也是常用的板形调节量计算方法。 式中，n表示为板形仪测量段总数，i G (l,n) ；m表示DSR板形控制系统中的调节 器总数，j G (1，m) ；ref,为根据板形仪传感器数目确定的各段板形设定值；meSi各段板形 测量值；PU第j个调节器在第i段上的单位调节量；％第j个调节器所需的调节量；c为 约束条件算子。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该板形控 制方法实现简单，反应速度快，改善带钢的板形控制质量。本专利技术是这样实现的，在计算压 块压力调节量时采用了多变量优化控制模型方法，使调节机构工作后的实际板形与目标板 形的偏差之和为最小，其计算公式为 在公式(1)计算出来的压块压力输出值的基础上计算最大板形凸度偏差值和对应的带钢宽度位置，然后根据带钢宽度计算出此区域所对应的DSR压块号，最后计算此压 块的压力调节量，并基于总调整量不变的原理修正其它压块的压下分布。本专利技术是在原有板形自动控制系统的板形控制调节量计算方法的基础上，考虑 带钢宽度方向上所有的板形凸度实际值，在不影响控制系统工作状态的情况下，根据板形 凸度最大偏差的特点和出现的位置，对最大偏差进行重点调节和控制，通过板形执行机构 (DSR辊)有效地工作，从而保证实际带钢板形凸度能够达到产品质量标准，减少由于板形 统计算法问题带来的偏差。本专利技术主要是利用现场实际数据在原有板形控制算法的基础上，根据实际的最大 板形凸度偏差量和所在的宽度位置，对控制调节量进行补偿计算，从而达到减小最大板形 凸度偏差值，保证整个宽度方向上的板形控制精度满足产品质量的需求。本专利技术主要集中在DSR辊的非对称性压块压力调节，而不是对称性的弯辊力调 节，只是涉及局部压块压力的调整，总轧制力保持不变，板形调节的结果都不会对厚度控制 精度产生影响。与现有的技术相比，本专利技术的主要特点是实现简单，反应速度快。 附图说明图1为板形测量辊的测量环示意图；图2为实际板形与设定板形示意图，图中深色表示板形目标设定值，浅色表示板 形实际测量值；图3为板形I值的计算示意图。图4为DSR压块结构示意图；图中金属套筒5和辊轴1之间有两个平衡缸4，目的 是为了使金属套筒5与辊轴1之间保持预设定位置；每个压块3装备了一个液压缸2，此液 压缸2固定在辊轴1上。通过对液压缸2流量的控制，可以调整每个压块3的压下量。七 个压块3共同作用于DSR辊的套筒5。这样通过控制多个压块3的压力分布就可以调整辊 缝的形状，从而达到控制板形的目的。图5为本专利技术的板形控制方法流程图；图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以减少最大偏差量为目标的板形控制方法，在计算压块压力调节量时采用了多变量优化控制模型方法，使调节机构工作后的实际板形与目标板形的偏差之和为最小，其计算公式为：Ｊ＝＊［（ｒｅｆ↓［ｉ］－ｍｅｓ↓［ｉ］）－＊α↓［ｊ］ｐ↓［ｉｊ］＋ｃ］↑［２］（１）式中，ｎ表示为板形仪测量段总数，ｉ∈（１，ｎ）；ｍ表示ＤＳＲ板形控制系统中的调节器总数，ｊ∈（１，ｍ）；ｒｅｆ↓［ｉ］为根据板形仪传感器数目确定的各段板形设定值；ｍｅｓ↓［ｉ］各段板形测量值；ｐ↓［ｉｊ］第ｊ个调节器在第ｉ段上的单位调节量；αｊ第ｊ个调节器所需的调节量；ｃ为约束条件算子；其特征是：在公式（１）计算出来的压块压力输出值的基础上计算最大板形凸度偏差值和对应的带钢宽度位置，然后根据带钢宽度计算出此区域所对应的ＤＳＲ压块号，最后计算此压块的压力调节量，并基于总调整量不变的原理修正其它压块的压下分布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵会平，吴文彬，羌菊兴，潘刚，王欣，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]