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CN100522406C - 优化轧制产品生产技术的方法 - Google Patents

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CN100522406C
CN100522406C CNB038101386A CN03810138A CN100522406C CN 100522406 C CN100522406 C CN 100522406C CN B038101386 A CNB038101386 A CN B038101386A CN 03810138 A CN03810138 A CN 03810138A CN 100522406 C CN100522406 C CN 100522406C
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Abstract

本发明的方法用于优化热和/或冷带材轧机工艺。所述方法包括：离散地测量带材轧制的技术参数以及轧机机座和辊道的角速度；限定带材的线速度并选择具有相等长度的带材部分的特定数量，并对于每个部分随后平均技术参数的至少三个数值；对轧制产品特定范围，确定被分成多个部分的带材长度的额定部分，相对于部分轧制的技术参数的平均值，对于每个部分限定有用的数值，将所述有用的数值与预定限制进行比较，确定有用的数值位于预定限制之内的带材长度部分，并且如果所获得的带材长度部分等于或者高于额定部分，使用所述技术参数作为轧制相同范围或者其附近的带材的标准，或者如果当所获得的部分低于额定部分，则修正技术参数。

Description

优化轧制产品生产技术的方法
技术领域
本发明涉及借助压力对金属进行机械加工的技术，尤其涉及轧制产品的生产，具体地，本发明涉及其处理过程中对轧机的控制和轧制产品的加工，并且更具体地，本发明涉及轧机的控制和调节设备，所述控制和调节设备是可操作的以与轧制薄板不同的变量对应。在一定程度上，本发明涉及在轧制过程中对金属进行加工的辅助操作。
特别的，期望本发明用于优化带材的热和/或冷轧制过程。
背景技术
用于调节轧制过程的众所周知的方法包括两步：对轧制带材厚度的测量，和当轧制带材的厚度偏离预设值时对轧辊的执行器进行的校正操作(俄罗斯专利NO.2125495，授予SMS Schloemann-Siemag AG，IPC B 21 B37/00，1999)。这种方法只提供一种参数的测量，不能提供考虑轧制带材的速度变化的测量。
调节轧制过程的众所周知的方法包括两步：沿着轧辊一系列的点借助测量仪器对带材轧制过程中的参数的测量，和输出对执行器适当的校正操作(俄罗斯专利NO.2078626，授予Siemens AG，IPC B 21 B 37/00，1997)。所述方法不包括跟踪控制过程参数和带材的特殊长度值之间的关系的步骤。因此，当选择上述校正操作时，不能确定应用校正操作的任意准确的时刻。
此外，调节轧制过程的众所周知方法包括两步：沿着轧机一系列点，离散地测量控制带材轧制过程的参数，测量竖直工作辊和平辊的角速度，根据上述的测量确定带材的线速度；根据获得的数据，定义某些尺寸相等的轧制带材部分，用于随后在每个上述所给定的部分上所测量的三个控制变量的平均值，并且根据给定部分的控制参数数值的平均值确定所需的执行器的校正操作(俄罗斯专利No.2177847，cl.B 21 B 37/00，2002)。按申请者的意见，上述方法是与发明最相关的技术。
发明内容
本发明基于连续性的概念，更准确的是基于对过程参数的准连续测量的概念，诸如在带材轧制过程中沿着带材的长度方向的使用特性。所述使用特性所示如下：带材的极限强度(σus)、屈服强度(σy)和/或延伸率(δ)，等等。
根据本发明：当带材在适当的传感器的下面和/或适当的测量装置下面运动时，测量监控的参数；此外，为了排除测量数值的偶然波动对测量结果影响的可能性，在高温和大质量金属的运动情况下，所述测量数据的偶然波动是必然的，至少对相邻的三个测量点的值进行平均，再用获得的轧制产品的过程参数的平均值和标准值进行对比，当上述两数据不符合时，对轧机的相关部分实行校正操作。所述校正操作可能是修改辊子之间的间隙，或调节冷却单元。
更具体地，根据本发明，所实现的是一种用于借助对轧机设置的测定而优化轧制过程的方法，当带材运动时，在轧机上所安装的传感器和辊的测量装置(例如：用于选择轧制材料的样本)用于确定带材的参数，读出和自动处理传感器的指示或标本结果，并且用于确定轧制过程中执行的控制操作。进一步，预设根据所给轧制产品批量的产品规格进行测量的轧制过程参数。本发明也用于在带材在滚动轧机上运动过程中系统化地测量预设参数的数值。关于此点，“系统化地”一词的意思是，只要所用的仪器允许这种频率或只要当监控条件需要时，就有频率地进行参数的测量。然后，确定轧制带材部分的数量或长度；对于每一部分，其轧制参数的测量值应单独地获得。在下面描述的实例条件下，800米(在出口)长的带材是50个部分，因此每一部分是16米长。此后，与带材所给定部分对应的测量值被平均，所述测量的参数平均数值和定义的数值相比较，所述定义的数值和轧制产品批量的产品规格中的数值一致。当上述的数值与特定的公差范围不相符时，对辊参数进行校正，用于下一个带材校正轧机的设置，关于这种情况，下一个带材重复这些步骤。当上述比较结果是肯定的时候，为下一个带材保留现存的设置。
更具体地，本发明进一步包括以下步骤：对带材轧制过程参数进行离散地测量，对竖直工作辊和平辊的角速度进行测量，确定带材的线速度；确定一系列尺寸相等的轧制带材部分，用于随后在每个所定义的部分上至少三个控制变量值进行平均，设置被再分成多个部分的带材长度的额定部分；对于给定的轧制产品范围，根据每一部分的测量过程参数的平均值在每个轧制部分上进一步定义使用特性；对比定义的使用特性和预设使用特性的额定限制；确定带材长度部分，其中上述使用特性处于预定限制范围内，按原先的标准确定这些处理参数，所述原先的标准用于当所确定的带材长度部分不小于标准部件时对相同或近似轧制产品范围的带材进行轧制，或者当所述确定带材长度部分小于额定部分时按照新的带材修改过程参数。
具体实施方式
实例1。
本发明应用在连续的宽带材的热轧机中。带材800米长，是08пc钢(半镇静钢)，4毫米厚。轧制钢的化学成分如表1所示，上述成分是炼钢单位在未经过热加工时所测成分。
表1
 
元素 C Si Mn S P Al
含量％ 0.09 0.01 0.42 0.023 0.015 0.044
监控的过程参数是最后粗轧机座(第六粗轧机座，T6)的下游带材温度、轧制终止温度(Trt)和卷绕温度(TCO)。为了测得带材轧制的终止温度，使用高温计，所述高温计设置在位于输出滚道的起点的最后精轧机的出口；和利用安装在卷线机的上游的高温计测量卷绕温度。最后粗轧机座的下游带材温度利用高温计测量，所述高温计安装在轧机机座的粗轧和精轧组的跨度之间的开始位置。利用X光厚度测量表测量带材厚度，所述X光厚度测量表安装在精轧轧机组的出口；利用高温计和厚度测量表每秒离散地测量带材参数10次。利用安装在各自的驱动器上的速度计测量输出平台和中间平台的最后粗轧机座和精轧机座的工作轧辊的角速度。根据测量的角速度考虑到轧机座和轨道轧辊的直径，测量出带材的直线速度，上述直线速度有以下值：2m/s，其是粗轧机和精轧机机组的跨度之间的速度，和6.5—11.2m/s，其是精轧机的下游时的速度。对于16米长的50部分的每一部分，根据带材的线速度值：当上述50部分的每一部分经过相应的传感器的下方时，与时间有关的一系列测量值被确定。一方面，通过应用测量系统和传动装置的响应速度确定本实施例中的所选的部分数，另一方面，通过必需的精度调节来确定本实施例中的所选的部分数。仪表所指示的离散的测量值是每一部分的平均值。因为平均值在轧制产品公差范围之内，所以随后的带材在相同的设置下轧制。
实例2.
除了上述例子1提及的过程参数之外，也就是，除了T6，Trt和Tco之外，该例2和上述例子1中应用的相同的初始条件：利用T6，Trt和σ，δ的初步计算的统计从属性，确定带钢每一部分的σ的数值(极限强度)和δ的数值(延伸率)，以检查其与应用标准(一般标准和消费者需要的标准)相一致。
得到的数据总结如表2所示。
表2
 
部分号 T<sub>6</sub>℃ T<sub>rt</sub>℃ T<sub>CO</sub>℃ 厚度mm   σ<sub>us</sub>MPa  δ％
1 1097 888 563 3.04 386.7 30.1
2 1095 900 561 2.84 381.6 29.8
3 1088 900 566 2.80 380.7 29.7
4 1081 895 575 2.83 381.5 29.9
5 1073 895 577 2.85 381.1 29.9
6 1064 889 578 2.88 383.7 30.0
7 1061 883 578 2.93 386.5 30.0
8 1064 885 583 2.96 384.7 30.1
9 1069 888 583 2.95 383.3 30.1
10 1075 890 582 2.94 382.6 30.1
11 1078 894 579 2.91 381.2 30.0
12 1080 896 577 2.89 380.7 30.0
13 1081 896 577 2.87 380.7 29.9
14 1080 898 578 2.86 379.6 29.9
15 1079 896 579 2.86 380.3 30.0
16 1078 898 586 2.86 378.2 30.0
17 1077 899 584 2.86 378.1 30.0
18 1077 898 582 2.87 378.9 30.0
19 1077 899 580 2.86 378.8 30.0
 
20 1078 902 580 2.85 377.4 29.9
21 1078 903 581 2.84 376.8 29.9
22 1077 903 583 2.84 376.4 30.0
23 1074 901 582 2.85 377.5 30.0
24 1070 899 582 2.86 378.4 30.0
25 1068 897 582 2.86 379.3 30.0
26 1068 897 581 2.87 379.5 30.0
27 1070 899 580 2.86 378.8 30.0
28 1074 900 581 2.85 378.1 30.0
29 1077 904 583 2.84 376.0 30.0
30 1080 906 584 2.83 374.9 30.0
31 1082 906 585 2.82 374.7 29.9
32 1082 906 587 2.82 374.3 30.0
33 1082 902 586 2.82 376.4 30.0
34 1079 903 582 2.82 376.6 29.9
35 1077 901 586 2.82 377.0 29.9
36 1078 901 586 2.82 376.8 30.0
37 1078 900 580 2.83 378.3 29.9
38 979 901 585 2.83 377.0 30.0
39 1080 903 590 2.83 375.2 30.0
40 1082 904 590 2.83 374.8 30.0
41 1083 905 589 2.82 374.5 30.0
42 1084 905 590 2.82 374.3 30.0
43 1084 901 590 2.82 376.1 30.0
44 1082 903 590 2.82 375.2 30.0
45 1080 901 589 2.83 376.3 30.0
46 1078 900 599 2.84 375.1 30.1
47 1076 902 602 2.84 373.6 30.1
48 1077 903 601 2.83 373.3 30.1
49 1081 904 603 2.81 372.5 30.1
50 1081 898 644 2.88 368.3 30.6
公差 1060—1100(95％) 880-910(95％)  560-590(90％)  2.8-3.2(92％)  295.4-384.5(92％)      >28.5(92％)
公差范围内       100％ 100％ 90％ 100％ 94.0％ 100％
适合应用 是 是 是 是 是 是
从表2得到，使用特性数值范围之内的带材的长度部分超过具有在预设极限范围(根据以前的研究，每个轧制产品范围都被工程规范评定)之内的使用特性数值的带材的长度标准部件，即，对于给定化学成分的钢种，886℃的终止轧制温度和680℃的卷线温度提供应用标准需要的带材机械性质。这些数值随后被用作范围相同或近似相同的带材轧制(具有非常接近的金属成分和厚度)的原始标准。对于轧制产品范围相同或近似相同的带材轧制，建立的原始标准用来设置Trt和Tco过程参数值。
实例3.
在上述实例2的原始条件下，轧制一些从一组化学成分稍微不同的带材中选择的带材。基于相同的测量方法，上述带材的测量数据总结如表3所示.
表3
 
部分号 T<sub>6</sub>℃ T<sub>rt</sub>℃ T<sub>CO</sub>℃ 厚度mm   σ<sub>us</sub>MPa  δ％
1 1082 905 583 2.99 375.5 30.2
2 1076 908 580 2.91 374.6 32.9
3 1070 903 579 2.86 377.1 32.8
4 1068 901 572 2.83 379.2 32.7
5 1068 900 568 2.80 380.4 32.7
6 1069 897 564 2.78 382.4 32.6
7 1071 897 552 2.77 382.8 32.6
8 1072 899 560 2.76 382.2 32.5
9 1074 897 558 2.78 383.4 32.5
10 1074 898 560 2.79 382.6 32.6
11 1074 899 562 2.80 381.8 32.6
12 1074 898 565 2.82 381.8 32.7
13 1074 895 567 2.83 382.8 32.7
14 1072 893 567 2.85 383.7 32.7
15 1072 892 569 2.86 383.9 32.7
16 1073 893 568 2.87 383.6 32.8
17 1075 894 568 2.86 383.1 32.7
18 1075 895 567 2.87 382.8 32.7
19 1076 896 567 2.86 382.4 32.7
20 1076 895 566 2.87 383.0 32.7
21 1075 897 566 2.86 382.1 32.7
22 1075 895 565 2.86 383.2 32.7
23 1073 893 564 2.86 384.3 32.7
24 1068 891 563 2.87 385.4 32.7
25 1065 887 563 2.88 387.2 32.7
26 1066 884 563 2.89 388.6 32.7
27 1068 888 566 2.90 386.2 32.8
28 1071 889 565 2.90 385.9 32.8
29 1072 893 566 2.88 383.9 32.8
30 1073 895 568 2.88 382.7 32.8
31 1073 893 566 2.87 383.9 32.7
32 1071 892 564 2.86 384.7 32.7
33 1068 890 564 2.87 385.6 32.7
34 1066 887 566 2.87 386.7 32.7
35 1067 886 571 2.88 386.3 32.8
36 1068 889 572 2.88 384.7 32.8
37 1068 889 576 2.89 384.0 32.9
38 1069 890 579 2.90 383.1 32.9
39 1068 891 574 2.90 383.5 32.9
40 1067 891 571 2.89 384.0 32.8
 
41 1064 889 568 2.89 385.4 32.8
42 1060 885 568 2.90 387.3 32.8
43 1057 884 566 2.90 388.1 32.8
44 1058 883 566 2.91 388.5 32.8
45 1065 888 570 2.90 385.5 32.8
46 1074 893 571 2.89 383.1 32.8
47 1085 901 568 2.87 379.9 32.8
48 1094 904 567 2.85 378.7 32.7
49 1100 903 620 2.83 370.1 33.2
50 1100 903 639 2.89 366.8 33.1
公差 1060—1100(95％)     880-910(95％)  560-590(90％)  2.8-3.2(92％)  294.4-384.5(92％)      >28.5(92％)
公差范围内 96％ 100％ 94.0％ 100％ 68.0％ 100％
适合应用 是 是 是 是 否 是
从表3得知，σus(极限强度)值超出标准值32％，而允许的超出值为8％。因此，再轧制这组的下一带材时，影响其相关部分的校正操作被修改，和完全重复所述的测量步骤，以产生合适的带材标准部件；随后，在其它均匀间隔的轧制过程中确定的方式被保留。
工业应用
本发明首次适当的应用在所有均匀间隔轧制组，并且也用在单一间隔轧制中，特别是当能预见到随后会应用在轧制薄带材的分散的部件时，所述轧制薄带材用于不同的目的或不同的随后处理。

Claims (4)

1.一种优化轧制产品的生产技术的方法，所述优化受对轧机操作设置的判断的影响，其步骤包括：
在轧机上安装传感器和/或其他测量装置，以当所述带材运动时确定轧制带材的变量；
读出和计算机辅助处理所述传感器和/或其他测量装置的指示数据，和
设计出轧制过程将受到的控制操作；
所述方法的特征在于它还包括以下步骤：
—根据所给批量轧制产品的产品规格预设需要监控的轧制过程参数；
—当带材沿着轧机运动时，系统测量预设值；
—预设轧制带材部分的数量和/或长度，对于每一部分必须单独获得轧制参数的测量数值的值；
—平均与轧制带材给定部分相关的测量数值；
—对测量参数的平均数值与所给批量轧制产品的产品规格中设定的数值进行对比；
—考虑带材的特定物理部分，当测量参数的平均数值与所给批量轧制产品的产品规格中设定的数值不相符时，对于下一带材的轧制校正轧机的设置；并且当所述数值相符时，为下一带材轧制维持所述数值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述监控的参数是：几何尺寸，轧制终止温度(Trt)，卷绕温度(Tco)，最后粗轧机座(T6)的下游带材温度，或它们的结合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述几何尺寸包括坯件厚度。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述过程参数的测量包括离散地测量带材轧制过程参数，并且轧制带材部分的数量和/或长度基于下述步骤确定：
测量竖直工作辊和平辊的角速度，
确定带材运动的线性速度，和
确定测量系统和传动装置的响应速度，并对所述带材的每一预设特定物理部分对至少三个测量数值进行平均，
其中所述方法还包括下述步骤：
对于轧制产品的特别范围，确立被分成多个部分的带材长度的额定部分；
根据每一部分轧制测量的过程参数的平均数值，在每一轧制带材部分上进一步确定使用特性；
将确定的每一所述部分的使用特性与特性的预设限制进行比较；
确定在使用特性的数值在预定限制内的带材长度的部分；和
当所述确定的带材长度部分不小于额定部分时，将这些过程参数确定为相同或近似产品范围的带材原始的标准，或者当所述的带材长度部分小于额定部分时，按照新的带材调整过程参数。
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