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CN110711771B - 一种基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法 - Google Patents

一种基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，所述方法具体包括如下步骤：S1、基于精轧机F7出口处检测到的带钢轧制线及F1轧机轧制力的偏差来判断带钢的跑偏类型，包括：首尾同侧跑偏及首尾反向跑偏；S2、基于带钢的跑偏类型来调控DS侧和/或OS侧立辊压力，通过DS侧和/或OS侧立辊压力来缓解带钢的跑偏程度；检测带钢的跑偏类型，基于跑偏类型控制两侧立辊的压力输出，以改善带钢的跑偏程度，减少带钢轧制中在精轧机内中心线偏移的情况，提高产品质量，也有利于热轧稳定生产，带来较好的效益。

Description

一种基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法
技术领域
本发明属于热连轧机板带生产技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法。
背景技术
楔形是热轧带钢生产和使用中至关重要的一个板型指标。冷轧基料楔度过大，造成下游工序的冷轧机组在轧制过程中单边延伸大并起浪，严重时会发生跑偏，影响产品质量及生产稳定。通过近几年来的生产实践可知，通过精轧前立辊对带钢跑偏进行调控可有效的降低薄带钢轧制过程中产生的楔形。但传统精轧立辊主要用于带钢的导向位置控制，控制方式简单，过多依靠人工经验干预，无法适应产品规格的日益多样性及市场对产品高质量要求，需要进一步对精轧立辊的控制功能进行深入挖掘，更充分的发挥对其带钢在轧制跑偏的纠正作用。
发明内容
本发明提供一种基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，检测带钢的跑偏类型，基于跑偏类型控制两侧立辊的压力输出，以改善带钢的跑偏程度。
本发明是这样实现的，一种基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、基于精轧机F7出口处检测到的带钢轧制线及F1轧机轧制力的偏差来判断带钢的跑偏类型，包括：首尾同侧跑偏及首尾反向跑偏；
S2、基于带钢的跑偏类型来调控DS侧和/或OS侧立辊压力，通过DS侧和/或OS侧立辊压力来缓解带钢的跑偏程度；
若带钢头部及中部跑偏向一致，则跑偏类型为首尾同侧跑偏；
若带钢头部与带钢中部跑偏方向不一致，则跑偏类型为首尾反向跑偏。
进一步的，若跑偏类型为首尾同侧跑偏，增大跑偏侧的立棍压力值；若带钢跑偏类型为首尾反向跑偏，则同时减小DS侧及OS侧的立辊压力，降低立辊的杠杆效应。
进一步的，立辊在压力控制模式下，带钢头部跑偏方向的判断方法具体如下：
计算精轧出口跑偏量ΔL，ΔL＝Lc-Lf，其中，Lc为轧制中心线，Lf为精轧出口平直度仪检测的实际带钢轧制线，若ΔL>0，则带钢头部往DS侧跑偏，若ΔL<0，则带钢头部往OS侧跑偏；
进一步的，带钢中部跑偏方向的判断方法具体如下：
若F1轧机轧制力偏差ΔF1>0，则带钢中也往DS侧跑偏，若F1轧机轧制力偏差ΔF1<0，则带钢中部往OS侧跑偏。
进一步的，若跑偏类型为首尾同侧跑偏，跑偏侧的立棍压力值的设定叠加量计算公式具体如下：
Figure BDA0002284667390000021
F＝Fo+ΔF
其中，ΔF为跑偏侧立辊压力的设定叠加量，ΔL为带钢跑偏量，KP为比例控制增益，KI为积分控制增益，KT为总控制增益，KC为尾部滞后补偿增益，F为跑偏侧立辊压力的总设定值，Fo为跑偏侧立辊压力的初始设定值；
进一步的，若带钢跑偏类型为首尾反向跑偏，且带钢头部往DS侧跑偏，带钢尾部往OS侧跑偏，其控制方法具体如下：
反馈输入为仪表检测的带钢跑偏量ΔL，PI控制的输出为OS侧和DS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-2和ΔFdr-2，OS侧立棍的压力设定调节量ΔFor-2的计算公式具体如下：
Figure BDA0002284667390000031
FOr＝Foro-ΔFor-2；
其中，ΔFor-2为立辊OS侧立辊压力的设定调节量；ΔL为带钢跑偏量；KP为比例控制增益；KI为积分控制增益；KT为总控制增益；KC为尾部滞后补偿增益，FOr为OS侧立辊压力总设定值，Foro为OS侧立辊压力的初始设定值；
DS侧立辊的压力设定调节量ΔFdr-2的计算公式如下：
ΔFdr-2＝KH.ΔFor-2；
FDr＝Fdro-ΔFdr-2
ΔFdr-2为立辊DS侧立辊压力的设定调节量，KH为双侧压力同步系数，ΔFor为立辊OS侧立辊压力的设定调节量，FDr为DS侧立辊压力的总设定值，Fdro为DS侧立辊压力的初始设定值。
进一步的，若带钢跑偏类型为首尾反向跑偏，且带钢头部往OS侧跑偏，带钢尾部往DS侧跑偏，其控制方法具体如下：
反馈输入为仪表检测的带钢跑偏量ΔL，PI控制的输出为OS侧和DS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-3和ΔFdr-3，DS侧立棍的压力设定调节量ΔFdr-3的计算公式具体如下：
Figure BDA0002284667390000032
FDr＝Fdro-ΔFdr-3
其中，ΔFdr-3为DS侧立辊压力的设定调节量，ΔL为带钢跑偏量；KP为比例控制增益；KI为积分控制增益；KT为总控制增益；KC为尾部滞后补偿增益，FDr为DS侧立辊压力的总设定值，Fdro为DS侧立辊压力的初始设定值；
OS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-3的计算公式如下：
ΔFor-3＝KH.ΔFdr-3
FOr＝Foro-ΔFor-3
其中，ΔFdr-3为DS侧立辊压力的设定调节量，KH为双侧压力同步系数，FOr为OS侧立辊压力的总设定值，Foro为OS侧立辊压力的初始设定值。
本发明提供的基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法具有如下有益技术效果：检测带钢的跑偏类型，基于跑偏类型控制两侧立辊的压力输出，以改善带钢的跑偏程度，减少带钢轧制中在精轧机内中心线偏移的情况，提高产品质量，也有利于热轧稳定生产，带来较好的效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的带钢出F7后往DS侧方向跑偏的纠正控制流程图；
图2为本发明实施例提供的带钢出F7后往OS侧方向跑偏的纠正控制流程图；
图3为本发明实施例提供的头尾同侧跑偏时的带钢跑偏改善效果对比图；
图4为本发明实施例提供的头尾反向跑偏时的带钢跑偏改善效果对比图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1及图2为本发明实施例提供的基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、基于精轧机F7出口处检测到的带钢轧制线及F1轧机轧制力的偏差来判断带钢的跑偏类型，包括：首尾同侧跑偏及首尾反向跑偏；
基于带钢的头部及中部来判断带钢的跑偏类型，便于对跑偏的带钢及时进行调整，利于热轧稳定生产；若带钢头部及中部跑偏向一致，即带钢头部及中部跑均往DS侧或OS侧跑偏，则跑偏类型为首尾同侧跑偏，若带钢头部与带钢中部跑偏方向不一致，带钢头部往DS侧跑偏，带钢中部往OS侧跑偏，或者是带钢头部往OS侧跑偏，带钢中部往DS侧跑偏，则跑偏类型为首尾反向跑偏，其中，DS侧指轧机传动侧或电机侧，OS侧指轧机操作侧或换辊侧。
在本发明实施例中，立辊在压力控制模式下，带钢头部跑偏方向的判断方法具体如下：计算精轧出口跑偏量ΔL，ΔL＝Lc-Lf，其中，Lc为轧制中心线，Lf为精轧出口平直度仪检测的实际带钢轧制线，若ΔL>0，则带钢头部往DS侧跑偏，若ΔL<0，则带钢头部往OS侧跑偏；
在本发明实施例中，带钢中部跑偏方向的判断方法具体如下：若F1轧机轧制力偏差ΔF1>0，则带钢中也往DS侧跑偏，若F1轧机轧制力偏差ΔF1<0，则带钢中部往OS侧跑偏。
S2、基于带钢的跑偏类型来调控DS侧和/或OS侧立辊压力。
1.若跑偏类型为首尾同侧跑偏，且跑偏方向为DS侧跑偏，增大DS侧立棍压力值，其控制方法具体如下：
如果为DS侧首尾同侧跑偏，说明在轧制过程中带钢整体偏DS侧，即DS侧立辊给提供的力不够，此时，DS侧立辊压力设定的自动叠加功能开始工作，为DS侧立辊的压力叠加设定值ΔFdr-1，基于闭环反馈控制来输出压力叠加设定值ΔFdr-1，反馈输入为仪表检测的带钢跑偏量ΔL，输出为DS侧立辊的压力设定叠加量ΔFdr-1，压力设定叠加量ΔFdr-1计算公式具体如下：
Figure BDA0002284667390000061
FDr＝Fdro+ΔFdr-1
其中，ΔFdr-1为DS侧立辊压力的设定叠加量，ΔL为带钢跑偏量(单位：mm)；KP为比例控制增益；KI为积分控制增益；KT为总控制增益；KC为尾部滞后补偿增益，s为传递函数中的复变量，FDr为DS侧立辊压力总设定值，Fdro为DS侧立辊压立的初始设定值，通过增加DS侧立辊压力设定值，达到利用立辊的压力控制整体将带钢往OS侧推的效果，改善带钢的DS侧跑偏。
2.若跑偏类型为首尾同侧跑偏，且跑偏方向为OS侧跑偏，增大OS侧立棍压力值，其控制方法具体如下：
如果为OS侧首尾同侧跑偏，说明在轧制过程中带钢整体偏OS侧，即OS侧立辊给提供的力不够，此时，OS侧立辊压力设定的自动叠加功能开始工作，为OS侧立辊的压力叠加设定值ΔFor-1，基于闭环反馈输出压力叠加设定值ΔFor-1，反馈输入为仪表检测的带钢跑偏量ΔL，控制输出OS侧立辊压力压力的设定叠加量ΔFor-1，设定叠加量ΔFor-1计算公式具体如下：
Figure BDA0002284667390000062
FOr＝Foro+ΔFor-1
其中，ΔFor-1为OS侧立辊压力的设定叠加量，ΔL为带钢跑偏量，(单位：mm)；KP为比例控制增益，KI为积分控制增益，KT为总控制增益，KC为尾部滞后补偿增益，FOr为OS侧立辊压力的总设定值，Foro为OS侧立辊压力的初始设定值，通过增加OS侧立辊压力设定值，达到利用立辊的压力控制整体将带钢往DS侧推的效果，改善带钢的DS跑偏。
3.若带钢跑偏类型为首尾反向跑偏，且是带钢头部往DS侧跑偏，带钢尾部往OS侧跑偏，则同时减小DS侧及OS侧的立辊压力，降低立辊的杠杆效应，其控制方法具体如下：
反馈输入为仪表检测的带钢跑偏量ΔL，PI控制的输出为OS侧和DS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-2和ΔFdr-2，OS侧立棍的压力设定调节量ΔFor-2的计算公式具体如下：
Figure BDA0002284667390000071
FOr＝Foro-ΔFor-2；
其中，ΔFor-2为立辊OS侧立辊压力的设定调节量；ΔL为带钢跑偏量(单位：mm)；KP为比例控制增益；KI为积分控制增益；KT为总控制增益；KC为尾部滞后补偿增益，FOr为OS侧立辊压力总设定值，Foro为OS侧立辊压力的初始设定值；
DS侧立辊的压力设定调节量ΔFdr-2的计算公式如下：
ΔFdr-2＝KH.ΔFor-2；
FDr＝Fdro-ΔFdr-2
ΔFdr-2为立辊DS侧立辊压力的设定调节量，KH为双侧压力同步系数，ΔFor为立辊OS侧立辊压力的设定调节量，FDr为DS侧立辊压力的总设定值，Fdro为DS侧立辊压力的初始设定值，通过同时减小两侧的压力，打开立辊，降低立辊的杠杆效应，能有效缓解头尾反向跑偏。
4)若带钢跑偏类型为首尾反向跑偏，且是带钢头部往OS侧跑偏，带钢尾部往DS侧跑偏，则同时减小DS侧及OS侧的立辊压力，降低立辊的杠杆效应，其控制方法具体如下：
反馈输入为仪表检测的带钢跑偏量ΔL，PI控制的输出为OS侧和DS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-3和ΔFdr-3，DS侧立棍的压力设定调节量ΔFdr-3的计算公式具体如下：
Figure BDA0002284667390000072
FDr＝Fdro-ΔFdr-3
其中，ΔFdr-3为DS侧立辊压力的设定调节量，ΔL为带钢跑偏量(单位：mm)；KP为比例控制增益；KI为积分控制增益；KT为总控制增益；KC为尾部滞后补偿增益，FDr为DS侧立辊压力的总设定值，Fdro为DS侧立辊压力的初始设定值；
OS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-3的计算公式如下：
ΔFor-3＝KH.ΔFdr-3
FOr＝Foro-ΔFor-3
其中，ΔFdr-3为DS侧立辊压力的设定调节量，KH为双侧压力同步系数，FOr为OS侧立辊压力的总设定值，Foro为OS侧立辊压力的初始设定值，通过同时减小两侧的压力，打开立辊，降低立辊的杠杆效应，能有效缓解头尾反向跑偏。
本发明提供的基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法具有如下有益技术效果：检测带钢的跑偏类型，基于跑偏类型控制两侧立辊的压力输出，以改善带钢的跑偏程度，减少带钢轧制中在精轧机内中心线偏移的情况，提高产品质量，也有利于热轧稳定生产，带来较好的效益。如图3所示，头尾同侧跑偏时，采用本发明提供的带钢跑偏纠正方法的带钢跑偏改善效果：跑偏量由-14mm减为-2.6mm，如图4所示头尾反向跑偏时，使用采用本发明提供的带钢跑偏纠正方法的带钢跑偏改善效果：跑偏量由-12mm减为-3mm。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、基于精轧机F7出口处检测到的带钢轧制线及F1轧机轧制力的偏差来判断带钢的跑偏类型，包括：首尾同侧跑偏及首尾反向跑偏；
S2、基于带钢的跑偏类型来调控DS侧和/或OS侧立辊压力，通过DS侧和/或OS侧立辊压力来缓解带钢的跑偏程度；
若带钢头部及中部跑偏向一致，则跑偏类型为首尾同侧跑偏；
若带钢头部与带钢中部跑偏方向不一致，则跑偏类型为首尾反向跑偏。
2.如权利要求1所述基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，其特征在于，若跑偏类型为首尾同侧跑偏，增大跑偏侧的立辊压力值；若带钢跑偏类型为首尾反向跑偏，则同时减小DS侧及OS侧的立辊压力，降低立辊的杠杆效应。
3.如权利要求1所述基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，其特征在于，立辊在压力控制模式下，带钢头部跑偏方向的判断方法具体如下：
计算精轧出口跑偏量ΔL，若ΔL>0，则带钢头部往DS侧跑偏，若ΔL<0，则带钢头部往OS侧跑偏。
4.如权利要求1所述基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，其特征在于，带钢中部跑偏方向的判断方法具体如下：
若F1轧机轧制力偏差ΔF1>0，则带钢中部往DS侧跑偏，若F1轧机轧制力偏差ΔF1<0，则带钢中部往OS侧跑偏。
5.如权利要求2所述基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，其特征在于，若跑偏类型为首尾同侧跑偏，跑偏侧的立辊压力值的设定叠加量计算公式具体如下：
Figure FDA0003021096400000021
F＝Fo+ΔF
其中，ΔF为跑偏侧立辊压力的设定叠加量，ΔL为仪表检测的精轧出口跑偏量，s为传递函数中的复变量，KP为比例控制增益，KI为积分控制增益，KT为总控制增益，KC为尾部滞后补偿增益，F为跑偏侧立辊压力的总设定值，Fo为跑偏侧立辊压力的初始设定值。
6.如权利要求2所述基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，其特征在于，若带钢跑偏类型为首尾反向跑偏，且带钢头部往DS侧跑偏，带钢尾部往OS侧跑偏，其控制方法具体如下：
反馈输入为仪表检测的精轧出口跑偏量ΔL，PI控制的输出为OS侧和DS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-2和ΔFdr-2，OS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-2的计算公式具体如下：
Figure FDA0003021096400000022
FOr＝Foro-ΔFor-2；
其中，ΔFor-2为立辊OS侧立辊压力的设定调节量；ΔL为仪表检测的精轧出口跑偏量；s为传递函数中的复变量；KP为比例控制增益；KI为积分控制增益；KT为总控制增益；KC为尾部滞后补偿增益，FOr为OS侧立辊压力总设定值，Foro为OS侧立辊压力的初始设定值；
DS侧立辊的压力设定调节量ΔFdr-2的计算公式如下：
ΔFdr-2＝KH·ΔFor-2；
FDr＝Fdro-ΔFdr-2
ΔFdr-2为立辊DS侧立辊压力的设定调节量，KH为双侧压力同步系数，ΔFor-2为立辊OS侧立辊压力的设定调节量，FDr为DS侧立辊压力的总设定值，Fdro为DS侧立辊压力的初始设定值。
7.如权利要求2所述基于精轧立辊纠正带钢跑偏的控制方法，其特征在于，若带钢跑偏类型为首尾反向跑偏，且带钢头部往OS侧跑偏，带钢尾部往DS侧跑偏，其控制方法具体如下：
反馈输入为仪表检测的精轧出口跑偏量ΔL，PI控制的输出为OS侧和DS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-3和ΔFdr-3，DS侧立辊的压力设定调节量ΔFdr-3的计算公式具体如下：
Figure FDA0003021096400000031
FDr＝Fdro-ΔFdr-3
其中，ΔFdr-3为DS侧立辊压力的设定调节量，ΔL为仪表检测的精轧出口跑偏量；s为传递函数中的复变量；KP为比例控制增益；KI为积分控制增益；KT为总控制增益；KC为尾部滞后补偿增益，FDr为DS侧立辊压力的总设定值，Fdro为DS侧立辊压力的初始设定值；
OS侧立辊的压力设定调节量ΔFor-3的计算公式如下：
ΔFor-3＝KH·ΔFdr-3
FOr＝Foro-ΔFor-3
其中，ΔFdr-3为DS侧立辊压力的设定调节量，KH为双侧压力同步系数，FOr为OS侧立辊压力的总设定值，Foro为OS侧立辊压力的初始设定值。
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