一种利用定宽板坯侧压机生产锥形板坯的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种热轧带钢生产控制方法，尤其涉及一种通过合理改变定宽侧压机开口度，使之对锥形板坯（连铸过渡坯）侧压后，经水平轧机轧制后成为近矩形板坯，从而提高热轧机生产锥形板坯的宽度控制精度和降低宽度质量损失的有效控制方法。本发明专利技术通过对锥型坯形状的准确描述和定义，精确计算锥形坯各点不同侧压量形成的“狗骨”及水平轧制后的狗骨宽展量，以水平轧机出口板坯宽度矩形化为目标函数，采用快速迭代求解施加在锥形板坯上的变化侧压量，从而达到有效控制锥形坯的控制方法，克服了传统控制方法生产锥形坯的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热轧带钢生产控制方法，尤其涉及一种通过合理 改变定宽侧压机开口度，使之对锥形板坯(连铸过渡坯)侧压后，经 水平轧机轧制后成为近矩形板坯，从而提高热轧机生产锥形板坯的宽 度控制精度和降低宽度质量损失的有效控制方法。
技术介绍
锥型坯也称调宽坯，它是板坯连铸机在浇铸两种不同宽度的板坯 时所产生的过度坯，这种连铸坯两头的宽度不一样， 一头大一头小， 而且两头的宽度差因每次浇铸时前后宽度变化的不同而异，没有规律 可循。现有的热轧粗轧立辊轧机或定宽侧压机都是固定开口度控制， 过程控制系统和基础自动化系统只能对两头宽度完全相同的矩形板坯 进行宽度控制，没有锥型坯轧制的过程控制方法及相应的宽度控制数 学模型，因此对这种锥型坯的宽度控制只能依靠操作工手动适当打开 小头板坯的开口度来实现，宽度控制的精度差，质量损失大，并且当锥型坯大小头差超过100mm时必须进行二次切割，方可勉强进行生产， 造成物流速度减慢和制造成本提高。传统的大侧压控制方法，参见图l、图2，锥形坯l经过大侧压设 备2后，因传统控制方法是固定开口度控制，出口板坯3为矩形板坯， 此时，板坯横断面由于锥形坯侧压形成的"狗骨"大小不同，经水平轧 机4轧制后，形成的"狗骨"宽展大小不同，从而最终导致水平轧机4 轧出板坯5保持了锥形坯的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用定宽板坯侧压机生产锥形板坯的 控制方法，该控制方法通过模型有效预测不同侧压量下的水平狗骨宽展量，以水平轧机出口板坯矩形化为目标函数，利用快速迭代方法求 解各特征点的所需压下量，从而达到变开口度控制，水平轧机压延后 形成矩形板坯的目的。本专利技术是这样实现的 一种利用定宽板坯侧压机生产锥形板坯的 控制方法，包括以下步骤1 )首先根据事先定义好的锥形板坯形状表达数据进行锥形坯形状 类型判断，然后采用不同类型选择相对应的控制模式；2)根据锥形坯形状表达数据进行锥形坯特征值提取，为快速迭代计算特征点处所需侧压量提供输入准备； 3 )计算特征点PointA所需侧压量；3.1) 特征点侧压量取初值作为快速迭代初始值(XQ， Xl);3.2) 计算该侧压量侧压后的板坯经水平轧机轧制后引起的狗骨宽 展量，其计算公式为WD=AW*(l-il) (1)式中WD:为在侧压量AW侧压后，经水平轧制形成狗骨宽展量(mm);△W:板坯侧压量，即该特征点处板坯进入大侧压设备前后的宽度变化量(mm);n:为大侧压设备侧压有一定宽度和厚度板坯时所体现的压下效 率，该压下效率的计算公式为q =a*(Wo/Ho)2)+b*( W0/Ho) + c ( 2 )式中W0 :为特征点处的板坯宽度(mm); H0 :为特征点处的板坯厚度(mm); a，b，c:为该类板坯侧压效率计算系数；3.3) 计算该侧压量侧压后的板坯经水平轧机轧制后引起的水平宽 展量，其计算公式为<formula>formula see original document page 7</formula>(3)式中:△ Ws:水平宽展量； We:入口宽度；h0 、 hf:分别为侧压前、水平轧制后板坯厚度； a:几何参数，水平宽展几何参数的计算公式为:<formula>formula see original document page 8</formula>式中L:为水平轧制时的轧辊接触弧长度； R:为水平轧制时的工作辊半径； M:为宽厚比(We/h0); a， b， C， d为模型系数；3.4)利用粗轧大侧压后第一架水平机架R,出口宽度函数计算R, 水平轧制后出口板坯宽度WRlexit;WRlexit= W0-A W+WD+A Ws ( 5 )式中WRlexit: R,水平轧制后出口板坯宽度(mm); W0:为进入大侧压前的板坯宽度(mm);△W:板坯侧压量，即该特征点处板坯进入大侧压设备前后的宽 度变化量(mm);△Ws:水平宽展量，即以AW恻压量侧压后的板坯经水平轧机Ri 轧制后引起的水平宽展量(mm);3.5 )计算&水平轧制后出口板坯宽度WRlexit与出口目标宽度RDW 的偏差，并判断该偏差是否小于一固定收敛常数e ，如果小于该常数， 迭代计算结束；3.6)当步骤3.5)不满足，采用快速迭代法求解新侧压量值及出口 宽度偏差函数值，出口宽度偏差函数f(x)计算公式为 f(x)= WRlexit隱RDW (6)式中 'f(x):轧制后板坯出口宽度偏差函数； WRlexit: R口K平轧制后出口板坯宽度(mm)，以公式(5)计算；RDW: !^水平轧制后板坯出口目标宽度(mm); 重复步骤3.1)到3.5)，其新侧压量计算采用表达式Xk+产Xk-f (Xk) / f' ( xk) (k=l， 2， 3，。。......)；4) 计算特征点PointB所需侧压量；重复步骤3.1)到3.6);5) 特征点PointA与特征点PointB之间的锥形段每步侧压量根据 线性插值计算；6) 根据上述步骤计算结果，完成锥形坯侧压步进量及开口度设定。 本专利技术通过对锥型坯形状的准确描述和定义，精确计算锥形坯各点不同侧压量形成的"狗骨"及水平轧制后的狗骨宽展量，以水平轧 机出口板坯宽度矩形化为目标函数，采用快速迭代求解施加在锥形板 坯上的变化侧压量，从而达到有效控制锥形坯的综合自动化控制方法， 克服了传统控制方法生产锥形坯的缺点。本专利技术与现有方法相比，有 如下积极效果(1 )锥型坯轧制的成品与正常板坯轧制的成品质量精度无差异；(2) 放宽上工序连铸机浇铸宽度过渡，大小头偏差最大可达 300mm，从而提高了物料组织的自由度；(3) 减少过去由于无法有效控制而必须进行锥形坯二次切割，降 低了生产成本，加快物流周转速度；(4) 实现锥形坯生产的全自动，无人工干预，减少人为变差引起 的质量波动。附图说明图1为传统方法锥形坯生产流程示意图2为图1的俯视示意图3为本专利技术锥形坯生产流程示意图4为图3的俯视示意图5 (A)、 (B)、 (C)、 (D)为锥形坯形状分类及定义示意图； 图6 (A)、 (B)、 (C)、 (D)为锥形坯形状特征点提取示意图； 图7 (A)、 (B)为本专利技术生产锥形坯控制方法流程图8为本专利技术实施例的板坯形状实际数据描述图9为本专利技术实施例的板坯侧压前后对比；图10为本专利技术实施例的板坯经水平轧机R4轧制后出口宽度图。 图中l锥形坯侧压前，2大侧压设备(定宽侧压机)，3锥形坯侧 压后，4水平粗轧机，5锥形板坯水平轧后，6辊道，7轧制方向；Wtl :锥形坯大头宽度，Wt2:锥形坯小头宽度，Ltl:锥形坯变宽起始位置， Lt2:锥形坯变宽长度。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参见图3、图4，采用本专利技术利用定宽板坯侧压机生产锥形板坯的 控制方法，锥形坯1经过大侧压设备2后，因综合考虑预测不同侧压 引起的"狗骨"宽展，采用变开口度设定方法控制，有意使出口板坯3 为反锥形板坯，通过模型精确计算，可以保证板坯3经水平轧机4轧 制后，形成矩形板坯5，从而克服了传统控制方法生产锥形坯的缺点。本专利技术，包括 以下步骤参见图7 (A)、 (B)，1) 首先根据事先定义好的锥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用定宽板坯侧压机生产锥形板坯的控制方法，其特征是：包括以下步骤：　１）首先根据事先定义好的锥形板坯形状表达数据进行锥形坯形状类型判断，然后采用不同类型选择相对应的控制模式；　２）根据锥形坯形状表达数据进行锥形坯特征值提取，为快速迭代计算特征点处所需侧压量提供输入准备；　３）计算特征点ＰｏｉｎｔＡ所需侧压量；　３．１）特征点侧压量取初值作为快速迭代初始值（ｘ↓［０］，ｘ↓［１］）；　３．２）计算该侧压量侧压后的板坯经水平轧机轧制后引起的狗骨宽展量，其计算公式为：　Ｗ↓［Ｄ］＝ΔＷ↑［＊］（１－η）　（１）　式中：　Ｗ↓［Ｄ］：为在侧压量ΔＷ侧压后，经水平轧制形成狗骨宽展量（ｍｍ）；　ΔＷ：板坯侧压量，即该特征点处板坯进入大侧压设备前后的宽度变化量（ｍｍ）；　η：为大侧压设备侧压有一定宽度和厚度板坯时所体现的压下效率，该压下效率的计算公式为：　η＝ａ↑［＊］（Ｗ↓［０］／Ｈ↓［０］）↑［２］）＋ｂ↑［＊］（Ｗ↓［０］／Ｈ↓［０］）＋ｃ　（２）　式中：　Ｗ↓［０］：为特征点处的板坯宽度（ｍｍ）；　Ｈ↓［０］：为特征点处的板坯厚度（ｍｍ）；　ａ，ｂ，ｃ：为该类板坯侧压效率计算系数；　３．３）计算该侧压量侧压后的板坯经水平轧机轧制后引起的水平宽展量，其计算公式为：　ΔＷ↓［ｓ］＝Ｗ↓［ｅ］［（ｈ↓［０］／ｈ↓［ｆ］）↑［ａ］－１］　（３）　式中：　ΔＷ↓［ｓ］：水平宽展量；　Ｗ↓［ｅ］：入口宽度；　ｈ↓［０］、ｈ↓［ｆ］：分别为侧压前、水平轧制后板坯厚度；　α：几何参数，水平宽展几何参数的计算公式为：　α＝ｅｘｐ［ａｍ↑［ｂ］（Ｗ↓［ｅ］／Ｌ）↑［ｃｍ］（ｈ↓［０］／Ｒ）↑［ｄｍ］］　（４）　式中：　Ｌ：为水平轧制时的轧辊接触弧长度；　Ｒ：为水平轧制时的工作辊半径；　Ｍ：为宽厚比（Ｗ↓［ｅ］／ｈ↓［０］）；　ａ，ｂ，ｃ，ｄ为模型系数；　３．４）利用粗轧大侧压后第一架水平机架Ｒ↓［１］出口宽度函数计算Ｒ↓［１］水平轧制后出口板坯宽度Ｗ↓［Ｒｌｅｘｉｔ］；　Ｗ↓［Ｒｌｅｘｉｔ］＝Ｗ↓［０］－ΔＷ＋Ｗ↓［Ｄ］＋ΔＷ↓［ｓ］　（５）　式中：　Ｗ↓［Ｒｌｅｘｉｔ］：Ｒ↓［１］水平轧制后出口板坯宽度（ｍｍ）；　Ｗ↓［０］：为进入大侧压前的板坯宽度（ｍｍ）；　ΔＷ：板坯侧压量，即该特征点处板坯进入大侧压设备前后的宽度变化量（ｍｍ）；　ΔＷ↓［ｓ］：水平宽展量，即以ΔＷ侧压量侧压后的板坯经水平轧机Ｒ↓［１］轧制后引起的水平宽展量（...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁鸿儒，单旭沂，侯悦，董晖，
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]