专利名称：焊缝自动控制轧制的方法
技术领域：
本发明涉及冷连轧技术，特别涉及冷连轧中焊缝控制的技术。
背景技术：
焊缝断带是冷连轧机组常见的生产事故，焊缝断带不仅直接影响机组的作业率和钢卷的成材率，而且很容易造成轧辊表面损伤增加质量风险，为了减少焊缝断带对冷连轧机组生产造成的恶劣影响，轧机主操作工不得不对部分规格和钢种的焊缝采取必要的增厚控制措施以减小焊缝通过轧机机架时所承受的单位张力，进而降低焊缝断带率，这种人工控制的轧制模式或方法虽然在减少焊缝断带方面起到了一定效果，但其不利的一面是降低了钢卷的成材率，因为经过焊缝增厚控制的钢卷头尾往往存在30 50米长的严重厚度超差(> 士3% )。动态变规格是酸轧联合机组实现连续性生产并提高钢卷成材率的一项重要技术，变规格过程除需前后钢卷的两个轧制表外，还涉及一个中间轧制表，该表中包含了辊缝、速度、前滑、弯辊力等参数的中间设定值，动态变规格主要是通过对机架速度、辊缝位置、张力参考和弯辊力的同步修改来实现的。
发明内容
本发明的目的是克服目前人工控制焊缝增厚方法造成钢卷头尾厚度超差严重偏长的缺点，提供一种焊缝自动控制轧制的方法。本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，焊缝自动控制轧制的方法，其特征在于，包括以下步骤a.设定焊缝前后的轧制规程分别为规程一和规程二，设定焊缝控制过程从A点开始至B点结束，变规格过程从C点开始至D点结束，确保焊缝处于B、C点之间，B点开始至 C点为焊控延时区；b.机架按顺序编号为1 η号；c.由轧机设定模型分别计算出各机架的焊缝控制所需的辊缝调节参数和速度调节参数；d.利用焊缝跟踪功能对焊缝位置进行检测，判断其是否达到焊控启动点A点或变规格启动点C点；e.当A点到达i号机架时，将i号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达i号机架，变化时由速度调节参数相应改变i号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，并由速度调节参数相应改变i号机架上游的机架及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，其中i为小于η的正整数；f.当C点到达i号机架时，执行动态变规格，将i号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为中间规程设定值，变化完成时D点到达i号机架，若i-Ι不为 0，则i-Ι号机架的辊缝位置从中间规程设定值变为规程二的设定值，变化时由速度调节参数相应改变i号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，由速度调节参数相应改变i_l号机架的轧辊速度在i_l号机架与i号机架间建立规程二的设定张力，由速度调节参数相应调节i_l号机架上游的机架轧辊速度及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，若i_l为0， 则由速度调节参数相应入口张力辊的速度以保证后张力的恒定；g.判断i+Ι是否等于n，若是则进入下一步，若不是则令i = i+Ι并回到e步骤；h.当A点到达η号机架时，将η号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达η号机架；i.当C点到达η号机架时，执行动态变规格，将η号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为规程二的设定值，变化完成时D点到达η号机架，变化时由速度调节参数相应调节η-1号机架的轧辊速度在η-1号机架与η号机架间建立规程二的设定张力，由速度调节参数相应调节1 η-2号机架及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定；j.当D点通过η号机架后，同步调节整个机组的轧制速度到规程二的轧制速度。具体的，步骤c包括以下步骤cl.设定1 η号机架的辊缝厚度，首先根据当前钢卷及下一钢卷的轧制规格确定焊缝在通过η-1号机架后需要达到的目标厚度，然后按照一定的压下分配方式确定焊缝通过1 η-2号机架的辊缝厚度，最后基于当焊缝通过η号机架时其入口带钢速度保持不变的原则利用轧机模型计算η号机架的辊缝厚度，中间规程设定值由模型机在上一卷钢轧制快结束时根据一级过程控制计算机发出的请求指令自动计算得出；C2.计算1 η号机架前滑值；c3.计算1 η号机架辊缝设定值；c4.按秒流量相等原则设定1 η号机架速度设定值。c5.按照AD段带钢长度在经过η-2号机架轧制延伸后不能长于机架间距的原则设定轧机的变规格速度上限值。进一步的，步骤a所述A点与焊缝的距离由完成辊缝和速度变化所需的执行时间以及当前轧机的变规格速度确定，A点启动后应确保B点与焊缝的距离留有一定的安全距离；所述C点的位置为焊缝通过机架后的一定延时后所到达的位置；所述D点位置由C点位置确定后，在轧机的动态变规格功能中计算得到CD段带钢长度进而确定D点位置。具体的，所述一定延时为0. 5秒；所述一定的安全距离为0. 2米。具体的，步骤b所述各机架为四个机架，机架按顺序编号为1 4号。本发明的有益效果是，通过上述焊缝自动控制轧制的方法，合并利用了轧机现有的焊缝跟踪功能、轧制模型设定功能、动态变规格功能以及人工控制焊缝的技术和经验，利用自动控制的方法去取代人工控制焊缝增厚方法，在厚度超差控制方面有明显的优势，既增加了带钢焊缝区域的厚度又同时减小了因前后机架张力波动导致的厚度波动，达到了降低焊缝断带率和提高成品率的目的。
具体实施例方式下面结合实施例，详细描述本发明的技术方案。本发明所述焊缝自动控制轧制的方法为首先设定焊缝前后的轧制规程分别为规程一和规程二，设定焊缝控制过程从A点开始至B点结束，变规格过程从C点开始至D点结束，确保焊缝处于B、C点之间，B点开始至C点为焊控延时区，然后将机架按顺序编号为1 η号，再由轧机设定模型分别计算出各机架的焊缝控制所需的辊缝调节参数和速度调节参数，然后利用焊缝跟踪功能对焊缝位置进行检测，判断其是否达到焊控启动点A点或变规格启动点C点，当A点到达i号机架时，将i号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达i号机架，变化时由速度调节参数相应改变i号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，并由速度调节参数相应改变i号机架上游的机架及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，其中i为小于η的正整数，当C点到达i号机架时，执行动态变规格，将i号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为中间规程设定值，变化完成时D点到达i号机架，若i_l不为0，则i-Ι号机架的辊缝位置从中间规程设定值变为规程二的设定值，变化时由速度调节参数相应改变i号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，由速度调节参数相应改变i_l号机架的轧辊速度在i_l号机架与i号机架间建立规程二的设定张力，由速度调节参数相应调节i_l号机架上游的机架轧辊速度及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，若i_l为0，则由速度调节参数相应入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，判断i+Ι是否等于n，若不是则令i = i+1并回到当A点到达i号机架时那一步，若是则当A点到达η号机架时，将η号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达η号机架，当C 点到达η号机架时，执行动态变规格，将η号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为规程二的设定值，变化完成时D点到达η号机架，变化时由速度调节参数相应调节η-1号机架的轧辊速度在η-1号机架与η号机架间建立规程二的设定张力，由速度调节参数相应调节1 η-2号机架及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，最后当D点通过 η号机架后，同步调节整个机组的轧制速度到规程二的轧制速度。实施例本例以四个机架为例，机架按顺序编号为1 4号。首先设定焊缝前后的轧制规程分别为规程一和规程二，设定焊缝控制过程从A点开始至B点结束，变规格过程从C点开始至D点结束，确保焊缝处于B、C点之间，B点开始至 C点为焊控延时区，其中，A点与焊缝的距离由完成辊缝和速度变化所需的执行时间以及当前轧机的变规格速度确定，A点启动后应确保B点与焊缝的距离留有一定的安全距离，一般为0. 2米，C点的位置为焊缝通过机架后的一定延时后所到达的位置，该一定延时一般可以为0. 5秒，D点位置由C点位置确定后，在轧机的动态变规格功能中计算得到CD段带钢长度进而确定D点位置，然后将机架按顺序编号为1 η号，再由轧机设定模型分别计算出各机架的焊缝控制所需的辊缝调节参数和速度调节参数，其方法是首先设定1 η号机架的辊缝厚度，首先根据当前钢卷及下一钢卷的轧制规格确定焊缝在通过η-1号机架后需要达到的目标厚度，然后按照一定的压下分配方式确定焊缝通过1 η-2号机架的辊缝厚度，最后基于当焊缝通过η号机架时其入口带钢速度保持不变的原则利用轧机模型计算η号机架的辊缝厚度，而中间规程设定值由模型机在上一卷钢轧制快结束时根据一级过程控制计算机发出的请求指令自动计算得出，再计算1 η号机架前滑值及1 η号机架辊缝设定值，然后按秒流量相等原则设定1 η号机架速度设定值，最后按照AD段带钢长度在经过η-2号机架轧制延伸后不能长于机架间距的原则设定轧机的变规格速度上限值，然后利用焊缝跟踪功能对焊缝位置进行检测，判断其是否达到焊控启动点A点或变规格启动点C点，当A点到达1号机架时，将1号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达1号机架，变化时由速度调节参数相应改变1号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，并由速度调节参数相应改变入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，当C点到达1号机架时，执行动态变规格，将1号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为中间规程设定值，变化完成时D点到达1号机架，由速度调节参数相应入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，当A点到达2号机架时，将2号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达2号机架， 变化时由速度调节参数相应改变2号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，并由速度调节参数相应改变1号机架及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，当C点到达2号机架时， 执行动态变规格，将2号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为中间规程设定值，变化完成时D点到达2号机架，再将1号机架的辊缝位置从中间规程设定值变为规程二的设定值，变化时由速度调节参数相应改变2号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，由速度调节参数相应改变1号机架的轧辊速度在1号机架与2号机架间建立规程二的设定张力，由速度调节参数相应调节1号机架轧辊速度及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，当A点到达3号机架时，将3号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达3号机架，变化时由速度调节参数相应改变3 号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，并由速度调节参数相应改变3号机架上游的机架及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，当C点到达3号机架时，执行动态变规格，将3 号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为中间规程设定值，变化完成时 D点到达3号机架，再将2号机架的辊缝位置从中间规程设定值变为规程二的设定值，变化时由速度调节参数相应改变3号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，由速度调节参数相应改变2号机架的轧辊速度在2号机架与3号机架间建立规程二的设定张力，由速度调节参数相应调节2号机架及1号机架轧辊速度以及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定， 当A点到达4号机架时，将4号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达4号机架，当C点到达4号机架时，执行动态变规格， 将4号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为规程二的设定值，变化完成时D点到达4号机架，变化时由速度调节参数相应调节3号机架的轧辊速度在3号机架与4号机架间建立规程二的设定张力，由速度调节参数相应调节1号机架、2号机架及3号机架轧辊速度以及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，最后当D点通过4号机架后，同步调节整个机组的轧制速度到规程二的轧制速度。其中，本例的各机架的焊缝控制所需的辊缝调节参数和速度调节参数以四个机架为例，机架按顺序编号为1 4号，其计算如下1.机架厚度及辊缝设定由于带钢轧制中最后两个机架间的单位张力一般设定最大，因此对于四个机架连轧机而言，焊断发生在3号机架后的频率最高，故焊缝增厚仅需考虑至3号机架，因此应首先确定3号机架的焊控目标厚度，其计算公式如下h ‘ 3 = h3+ Δ h3其中，h' 3为3号机架焊控目标厚度，Ah3按照ξ*1η{Η。Λ4}确定，ξ为经验系数，一般取值0. 25 0. 3，H0表示原料厚度，h3为3号机架的辊缝厚度，h4为4号机架的辊缝厚度。考虑到焊缝后可能变规格，上式中的Hc^hyh4均采用规程一和规程二中成品厚度较薄的规程设定值，如果计算出的h' 3彡I^1Oiw为当前轧制规程一的3号机架出口厚度)， 则不执行焊缝控制功能，否则再按照一定的压下分配方式确定焊缝通过1号和2号机架的辊缝厚度，分配的要点是h'工尽可能厚，目的是为了减少2号及3号机架的辊缝调节量，以减轻张力控制的难度，4号成品机架的焊缝厚度h' 4是基于当焊缝通过时4号机架入口带钢速度保持不变的原则设定的，4号机架在轧制规程一时的入口带钢速度为
权利要求
1.焊缝自动控制轧制的方法，其特征在于，包括以下步骤a.设定焊缝前后的轧制规程分别为规程一和规程二，设定焊缝控制过程从A点开始至 B点结束，变规格过程从C点开始至D点结束，确保焊缝处于B、C点之间，B点开始至C点为焊控延时区；b.机架按顺序编号为1 η号；c.由轧机设定模型分别计算出各机架的焊缝控制所需的辊缝调节参数和速度调节参数；d.利用焊缝跟踪功能对焊缝位置进行检测，判断其是否达到焊控启动点A点或变规格启动点C点；e.当A点到达i号机架时，将i号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达i号机架，变化时由速度调节参数相应改变i 号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，并由速度调节参数相应改变i号机架上游的机架及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，其中i为小于η的正整数；f.当C点到达i号机架时，执行动态变规格，将i号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为中间规程设定值，变化完成时D点到达i号机架，若i-Ι不为0， 则i_l号机架的辊缝位置从中间规程设定值变为规程二的设定值，变化时由速度调节参数相应改变i号机架的轧辊速度以保证前张力的恒定，由速度调节参数相应改变i_l号机架的轧辊速度在i_l号机架与i号机架间建立规程二的设定张力，由速度调节参数相应调节 i-Ι号机架上游的机架轧辊速度及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定，若i_l为0，则由速度调节参数相应入口张力辊的速度以保证后张力的恒定；g.判断i+Ι是否等于n，若是则进入下一步，若不是则令i= i+Ι并回到e步骤；h.当A点到达η号机架时，将η号机架的辊缝位置从规程一的设定值变为辊缝调节参数中的焊缝控制设定值，变化完成时B点到达η号机架；i.当C点到达η号机架时，执行动态变规格，将η号机架的辊缝位置从辊缝调节参数中的焊缝控制设定值变为规程二的设定值，变化完成时D点到达η号机架，变化时由速度调节参数相应调节η-1号机架的轧辊速度在η-1号机架与η号机架间建立规程二的设定张力， 由速度调节参数相应调节1 η-2号机架及入口张力辊的速度以保证后张力的恒定；j.当D点通过η号机架后，同步调节整个机组的轧制速度到规程二的轧制速度。
2.根据权利要求1所述焊缝自动控制轧制的方法，其特征在于，步骤c包括以下步骤 cl.设定1 η号机架的辊缝厚度，首先根据当前钢卷及下一钢卷的轧制规格确定焊缝在通过η-1号机架后需要达到的目标厚度，然后按照一定的压下分配方式确定焊缝通过 1 η-2号机架的辊缝厚度，最后基于当焊缝通过η号机架时其入口带钢速度保持不变的原则利用轧机模型计算η号机架的辊缝厚度，中间规程设定值由模型机在上一卷钢轧制快结束时根据一级过程控制计算机发出的请求指令自动计算得出； c2.计算1 η号机架前滑值； c3.计算1 η号机架辊缝设定值； c4.按秒流量相等原则设定1 η号机架速度设定值。c5.按照AD段带钢长度在经过η-2号机架轧制延伸后不能长于机架间距的原则设定轧机的变规格速度上限值。
3.根据权利要求1或2所述焊缝自动控制轧制的方法，其特征在于，步骤a所述A点与焊缝的距离由完成辊缝和速度变化所需的执行时间以及当前轧机的变规格速度确定，A点启动后应确保B点与焊缝的距离留有一定的安全距离，所述C点的位置为焊缝通过机架后的一定延时后所到达的位置，所述D点位置由C点位置确定后，在轧机的动态变规格功能中计算得到CD段带钢长度进而确定D点位置。
4.根据权利要求3所述焊缝自动控制轧制的方法，其特征在于，所述一定延时为0.5 秒，所述一定的安全距离为0. 2米。
5.根据权利要求1或2所述焊缝自动控制轧制的方法，其特征在于，步骤b所述各机架为四个机架，机架按顺序编号为1 4号。
全文摘要
本发明涉及冷连轧技术。本发明解决了现有人工控制焊缝增厚方法造成严重厚度超差的问题，提供了一种焊缝自动控制轧制的方法，其技术方案可概括为当焊缝在通过各机架时通过采用自动控制方式改变各机架辊缝和速度使焊缝增厚且保持带钢的张力基本不变。本发明的有益效果是，降低了焊缝断带率和提高了成品率，适用于冷连轧机组。
文档编号B21B37/00GK102172634SQ20101061477
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者刘挺 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司