本发明专利技术公开了一种使用七机架连轧机轧制无缝钢管的管形控制方法，旨在提供一种通过在线检测管形信息并进行数据处理，将影响管形的厚度误差、椭圆度误差和直线度误差综合起来，进行轧制参数的实时控制，保证管形精度的控制方法。1)轧制参数预设定；2)根据实际测量的壁厚、椭圆度和直线度计算轧制压下量和轧制力：将压下量及壁厚误差、椭圆度误差、直线度误差组成矩阵，采用消元法简化为压下量与单个参数的对应关系，分别计算壁厚误差引起的压下量、椭圆度误差引起的压下量和直线度误差引起的压下量；以计算出的壁厚误差、椭圆度误差和直线度误差引起的压下量之和作为压下量，计算轧制力；3)在轧制过程中实时修正轧制力和辊缝数值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无缝钢管的管形控制方法。
技术介绍
无缝钢管主要应用于能源开发、交通运输、机械结构、化工装置等领域。随世界经济和生产技术的发展，石油和锅炉等行业对无缝钢管质量要求不断提高，管形误差控制已成为无缝钢管生产的核心技术之一。无缝钢管的管形是钢管轧制生产中重要的控制指标， 指的是钢管在不同位置的厚度差和直线度误差以及椭圆度等，管形误差主要来源于轧制力的变化、毛管料的误差、轧辊的误差、轧制张力的变化、轧辊接触状态、轧辊热变形、轧辊缝的变化等，这些参数直接影响到钢管的管形状态和轧辊调控目标。无缝钢管轧制过程中的管形控制是一个综合、复杂的过程，生产中的轧辊的辊型、 轧制工艺参数、轧制状态变化等每个环节因素都有可能影响到产品的管形质量，各影响因素之间还存在不确定、非线性、强耦合的关系。目前，国内外的管形控制主要是误差单独控制方法。但是，由于每个误差参数相互之间存在干涉，影响控制精度。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种通过在线检测管形信息并进行合理的数据处理，将影响管形的厚度误差、椭圆度误差和直线度误差综合起来，进行轧制参数的实时控制，保证管形精度的控制方法。本专利技术通过下述技术方案实现一种，其特征在于，包括下述步骤(一 )轧制参数预设定(1)计算轧辊的初始辊形、轧辊的磨损量和轧辊热变形量；(2)计算轧辊的综合辊形将步骤(1)中计算得到的轧辊的初始辊形、轧辊的磨损量和轧辊热变形量进行应变线性叠加得到等效的综合辊形；(3)计算各个机架出口目标壁厚、椭圆度和直线度；(4)计算轧辊压下量在七机架连轧机中，第一机架轧辊压下量占总压下量的35%，第六机架轧辊压下量占总压下量的5%，第二机架至第五机架轧辊压下量均为总压下量的15%，第七机架的轧辊压下量为零；(5)计算各机架的轧制力P1 (k) = pu (k). Fu (k) + P21 (k). Fxi (k)(1)公式(1)中Pi (k)为第i机架第k轧制周期的轧制カ；Pu(m第i机架减径区的第k轧制周期的平均単位力；F1, i (k)为第i机架减径区的第k轧制周期的接触面积的水平投影；P2Aめ为第i机架减壁区的第k轧制周期的平均単位力；F2, ,(k)为第i机架减壁区的第k轧制周期的接触面积的水平投影；( ニ)根据实际测量的壁厚、椭圆度和直线度计算轧制压下量和轧制カ(1)壁厚误差的检测反馈控制采用超声波厚度仪测量连轧机前六个机架出口处钢管实际壁厚值，将测量的钢管 实际壁厚值与目标壁厚值的偏差作为壁厚差值，采用基于数字PID控制器的算法计算连轧 机组各机架的轧制压下量，计算公式如下ei(k) = I Lri (k)-yact, ^k)](2)公式⑵中，e, (k)为第i机架的第k控制周期的壁厚差值；r, (k)为第i机架的目标壁厚；yact, ,(k)为第i机架的第k控制周期的实际壁厚；I为壁厚误差调节系数，取0. 6-0. 9 ；权利要求1. 一种，其特征在于，包括下述步骤(一)轧制参数预设定(1)计算轧辊的初始辊形、轧辊的磨损量和轧辊热变形量；(2)计算轧辊的综合辊形将步骤(1)中计算得到的轧辊的初始辊形、轧辊的磨损量和轧辊热变形量进行应变线性叠加得到等效的综合辊形；(3)计算各个机架出口目标壁厚、椭圆度和直线度；(4)计算轧辊压下量在七机架连轧机中，第一机架轧辊压下量占总压下量的35 %，第六机架轧辊压下量占总压下量的5%，第二机架至第五机架轧辊压下量均为总压下量的15%，第七机架的轧辊压下量为零；(5)计算各机架的轧制力全文摘要本专利技术公开了一种，旨在提供一种通过在线检测管形信息并进行数据处理，将影响管形的厚度误差、椭圆度误差和直线度误差综合起来，进行轧制参数的实时控制，保证管形精度的控制方法。1)轧制参数预设定；2)根据实际测量的壁厚、椭圆度和直线度计算轧制压下量和轧制力将压下量及壁厚误差、椭圆度误差、直线度误差组成矩阵，采用消元法简化为压下量与单个参数的对应关系，分别计算壁厚误差引起的压下量、椭圆度误差引起的压下量和直线度误差引起的压下量；以计算出的壁厚误差、椭圆度误差和直线度误差引起的压下量之和作为压下量，计算轧制力；3)在轧制过程中实时修正轧制力和辊缝数值。文档编号B21B37/78GK102303051SQ201110159899公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日专利技术者付继成, 李连进, 潘道津, 王岭松, 王惠斌 申请人:天津商业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种使用七机架连轧机轧制无缝钢管的管形控制方法，其特征在于，包括下述步骤：（一）轧制参数预设定：（１）计算轧辊的初始辊形、轧辊的磨损量和轧辊热变形量；（２）计算轧辊的综合辊形：将步骤（１）中计算得到的轧辊的初始辊形、轧辊的磨损量和轧辊热变形量进行应变线性叠加得到等效的综合辊形；（３）计算各个机架出口目标壁厚、椭圆度和直线度；（４）计算轧辊压下量：在七机架连轧机中，第一机架轧辊压下量占总压下量的３５％，第六机架轧辊压下量占总压下量的５％，第二机架至第五机架轧辊压下量均为总压下量的１５％，第七机架的轧辊压下量为零；（５）计算各机架的轧制力：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｐ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）ｐ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＯｖｅｒＢａｒ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｏｖｅｒ）?（ｍｉ）ｐ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ＯｖｅｒＢａｒ；（／ｍｏ）?（／ｍｏｖｅｒ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）公式（１）中：ｐｉ（ｋ）为第ｉ机架第ｋ轧制周期的轧制力；为第ｉ机架减径区的第ｋ轧制周期的平均单位力；Ｆ１，ｉ（ｋ）为第ｉ机架减径区的第ｋ轧制周期的接触面积的水平投影；为第ｉ机架减壁区的第ｋ轧制周期的平均单位力；Ｆ２，ｉ（ｋ）为第ｉ机架减壁区的第ｋ轧制周期的接触面积的水平投影；（二）根据实际测量的壁厚、椭圆度和直线度计算轧制压下量和轧制力：（１）壁厚误差的检测反馈控制采用超声波厚度仪测量连轧机前六个机架出口处钢管实际壁厚值，将测量的钢管实际壁厚值与目标壁厚值的偏差作为壁厚差值，采用基于数字ＰＩＤ控制器的算法计算连轧机组各机架的轧制压下量，计算公式如下：ｅｉ（ｋ）＝ξ·［ｒｉ（ｋ）－ｙａｃｔ，ｉ（ｋ）］ （２）公式（２）中，ｅｉ（ｋ）为第ｉ机架的第ｋ控制周期的壁厚差值；ｒｉ（ｋ）为第ｉ机架的目标壁厚；ｙａｃｔ，ｉ（ｋ）为第ｉ机架的第ｋ控制周期的实际壁厚；ξ为壁厚误差调节系数，取０．６－０．９；（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）＆Ｄｅｌｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｅ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｏ）［（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ＰＦ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｃ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ＩＦ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏ...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李连进，付继成，王惠斌，潘道津，王岭松，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：12
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