专利名称：基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法
技术领域：
本发明涉及板带冷轧技术领域，尤其涉及冷连轧机组的板带平直度控制方法。
背景技术：
现代工业的迅速发展对带钢生产提出了更高的要求。板厚和板形是衡量带钢质量的两个重要指标，目前带钢轧制方向上的厚度偏差已得到了有效控制，而带钢的板形问题还没有得到很好解决，越来越受到生产厂和用户的重视，其好坏程度直接影响到冷轧带钢产品的成材率和市场竞争力。平直度是指带钢在宽度方向上的纵向延伸率差，是考核板形质量的重要指标之一，随着带钢性能检测技术的不断发展和应用，研究在带钢变形抗力可获取条件下的平直度前馈控制方法，不断提高带钢平直度对于增强带钢的市场竞争力具有重要的意义。热轧来料断面形状(横向厚差)是影响冷轧带钢平直度的重要因素之一，因此有的冷轧板形控制系统在第一机架之前配置专用的热轧来料带钢断面形状检测仪，用来直接测量来料横向厚差用于平直度前馈控制。还有的系统利用检测第一机架出口平直度，识别出冷轧机入口热轧来料的断面形状变化，从而对其余机架实施平直度前馈控制。实际上，对冷轧带钢平直度同样具有重要影响的是热轧来料机械性能的横向分布(如硬度、屈服强度等沿带宽方向上存在的差异，以下简称横向性能)。实测数据显示，热轧带钢横向性能往往存在一定的差异。由带钢轧制理论和实践可知，来料机械性能差异相应地会造成冷轧变形抗力的横向差异，从而产生冷轧过程中的纵向延伸率差即平直度。来料横向性能的差异对冷轧带钢平直度影响具有重发性，具有横向性能差异的带钢进入每一机架时都会产生新的纵向延伸率差，从而最终导致冷轧带钢差的平直度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法，通过在冷轧第一机架之前配置带钢横向性能检测仪，在线实时检测热轧来料带钢横向性能，综合考虑来料因横向性能差异造成的横向变形抗力差异而对冷轧过程中带钢的平直度进行前馈控制，从而保证整个钢卷长度方向上冷轧带钢平直度的一致性从而提高带钢的成材率。本发明是这样实现的一种基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法， 首先给出一种检测仪表的配置方法，在冷轧机第一机架前适当位置安装带钢横向性能检测仪，并根据平直度前馈控制的精度要求对带钢进行分段跟踪；然后将横向性能检测仪得到的每段带钢宽度方向上各检测点的屈服强度值存贮在数据表中，并随着带钢轧制速度不断向前移动，在该段带钢进入第一机架前取出宽度方向上各检测点的屈服强度值；接着根据屈服强度值和第一机架的轧制变形条件，计算得到该段带钢横向相应检测点在第一机架的变形抗力值，在变形抗力值基础上计算出该段带钢相应的横向分布变形抗力特征值；最后根据前馈控制算法，确定第一机架板形控制执行机构的调节量，进行实时控制；后续其余各机架平直度前馈控制的方法相同，变形抗力值利用第一机架前的带钢横向性能检测仪测得并贮存在数据表中的数据结合各机架带钢变形条件计算得到。所述的对带钢进行分段跟踪是指首先根据平直度前馈控制的精度要求设定带钢的每一个分段的长度1，根据性能检测仪到第一机架的距离L，计算得到分段的数量N = L/ 1 ；然后设定容量为N的数据表，当各段带钢进入第一机架后从数据表中提取该段带钢对应的数据，进行平直度前馈控制。所述在第一机架前带钢横向各检测点的变形抗力Ic1可按下式由带钢横向性能检测仪的检测值计算得到ki = kf O s其中，σ s—带钢横向性能检测仪测得的屈服强度，kf—变形抗力系数，由轧制变形条件决定，通过实验获取后续到五机架前带钢
的变形抗力可由变形抗力计算公式来获取
.,,k-hK=K+KljlTs- (i = 2,3,4,5)
K其中，Iii-—第i机架带钢变形抗力，h0—第一机架前来料初始厚度，比一第i机架轧后厚度，kei—不同机架硬化系数，通过实验获取。所述每段带钢宽度方向的检测点共取η = 5个点，分别为传动侧边部点X1 = xed> 距传动侧边部距离为q的点、=Xtld、带钢宽度中心点知=X。、距操作侧边部距离为q的点 X4 = Xtiw、操作侧边部点、=X ，其中q为带钢宽度B的1/4，各检测点相应的变形抗力值表
示为k(xj
(i = 1,2,3,4,5) ο 所述在变形抗力值基础上计算出该段带钢相应的横向分布变形抗力特征值K具体方法为，为公式1所示 K =
X K1 κ
K3
Ka
“
Σ 众
/=1
k(Xed)~k(xew) k{xc)-[k{xed) + k(xew)\l2
(1)
k{xcld)~k{xqw)
K0为横向分布变形抗力常数项 K1为横向分布变形抗力一次分量 K2为横向分布变形抗力二次分量 K3为横向分布变形抗力三次分量 K4为横向分布变形抗力四次分量
所述第一机架板形控制执行机构调节量的前馈控制算法，为公式2、3、4所示
压下倾斜调节量AF1可由下式计算得到AF1 = Coffk1.Fl · K1+Coff1Coffl 模型计算获得
k3, Fl
U
⑵
kl, Fl
-压下倾斜对横向分布变形抗力一次分量影响系数，可由试验或理论
权利要求
1.一种基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法，其特征是首先给出一种检测仪表的配置方法，在冷轧机第一机架前适当位置安装带钢横向性能检测仪，并根据平直度前馈控制的精度要求对带钢进行分段跟踪；然后将横向性能检测仪得到的每段带钢宽度方向上各检测点的屈服强度值存贮在数据表中，并随着带钢轧制速度不断向前移动，在该段带钢进入第一机架前取出宽度方向上各检测点的屈服强度值；接着根据屈服强度值和第一机架的轧制变形条件，计算得到该段带钢横向相应检测点在第一机架前的变形抗力值，在变形抗力值基础上计算出该段带钢相应的横向分布变形抗力特征值；最后根据前馈控制算法，确定第一机架板形控制执行机构的调节量，进行实时控制；后续其余各机架平直度前馈控制的方法相同，变形抗力值利用第一机架前的带钢横向性能检测仪测得并贮存在数据表中的数据结合各机架带钢变形条件计算得到。
2.如权利要求1所述的基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法，其特征是所述的对带钢进行分段跟踪是指首先根据平直度前馈控制的精度要求设定带钢的每一个分段的长度1，根据性能检测仪到第一机架的距离L，计算得到分段的数量N = L/1 ；然后设定容量为N的数据表，当各段带钢进入第一机架后从数据表中提取该段带钢对应的数据，进行平直度前馈控制。
3.如权利要求1所述的基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法，其特征是所述在第一机架前带钢横向各检测点的变形抗力kl可按下式由带钢横向性能检测仪的检测值计算得到ki = kf σ s其中，σ s—带钢横向性能检测仪测得的屈服强度，kf—变形抗力系数，由轧制变形条件决定，通过实验获取后续二到五机架前带钢的变形抗力可由变形抗力计算公式来获取K =K-^Kr^Th- (i = 2,3,4,5)K其中，k,-第i机架带钢变形抗力，hf-第一机架前来料初始厚度，hi—第i机架轧后厚度，、---不同机架硬化系数，通过实验获取。
4.如权利要求3所述的基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法，其特征是所述每段带钢宽度方向的检测点共取η = 5个点，分别为传动侧边部点X1 = Xed、距传动侧边部距离为q的点& = ^ld、带钢宽度中心点知=χ。、距操作侧边部距离为q的点& = Xtiw、操作侧边部点A = Xot，其中q为带钢宽度B的1/4，各检测点相应的变形抗力值表示为 k(Xi)(i = 1，2，3，4，5)。
5.如权利要求4所述的基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法，其特征是所述在变形抗力值基础上计算出该段带钢相应的横向分布变形抗力特征值K具体方法为，为公式1所示
6.如权利要求5所述的基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法，其特征是所述第一机架板形控制执行机构调节量的前馈控制算法，为公式2、3、4所示压下倾斜调节量可由下式计算得到 AF1 = Coffklj F1 · K^Coffk3jpl · K全文摘要
本发明涉及板带冷轧技术领域，尤其涉及冷连轧机组的板带平直度控制方法。一种基于横向性能检测的冷轧带钢平直度前馈控制方法，首先给出一种检测仪表的配置方法，分段跟踪来料，然后将横向性能检测仪得到的每段带钢宽度方向上各检测点的屈服强度值存贮在数据表中，接着计算得到该段带钢横向相应检测点在第一机架和后续各机架的变形抗力值，最后根据前馈控制算法，分别确定第一机架和后续各机架板形控制执行机构的调节量，进行实时控制。本发明通过在线实时检测热轧来料带钢横向性能，对冷轧过程中带钢的平直度进行前馈控制，对确保整个钢卷长度方向上冷轧带钢平直度的一致性、提高冷轧带钢成材率、保证冷轧过程的稳定性和可靠性具有积极意义。
文档编号B21B37/28GK102189117SQ20101012510
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者刘华, 唐成龙, 李红梅, 熊斐, 王康健, 王建国, 陈培林, 顾廷权 申请人:宝山钢铁股份有限公司