专利名称：冷轧带钢边部板形控制方法
技术领域：
本发明涉及一种冷轧带钢的轧制方法，特别涉及冷连轧机或双机架平整机轧制薄带钢边部板形的控制方法。
背景技术：
冷轧或平整薄带钢时(特别是厚度< 0. 3mm的极薄带钢)，当带钢单侧或两侧边缘局部变形量较边部临近区域偏大时，在带钢边缘宽向较窄范围内容易出现浪高和浪距均比较小的局部开口边浪，即小边浪，也称为碎边浪等；当带钢单侧或两侧边部临近区域局部变形量较边缘偏大时，在带钢边部临近区域宽向较窄范围内容易出现浪高和浪距均比较小的局部闭口边浪，即小偏浪。本文将小边浪和小偏浪统称为边部板形，如图I所示。与常规意义上带钢宽向较大区域的边浪、中浪相比，小边浪、小偏浪不仅表现形态上存在明显差异(浪高低、浪距小、起浪宽向区域窄)，而且不容易控制，是冷轧极薄带钢板形控制中的难点之一。现有冷轧带钢边部板形控制技术中，日本日立电气公司HC系列冷轧机板形控制系统的边部板形控制方法具有代表性。首先，用末机架出口带钢边部板形仪通道的实测板形值减去目标板形值，得到边部板形偏差，具体计算方法如图2所示。其次，根据边部板形偏差判断带钢边部板形状态当边部板形偏差大于给定的上限时，认为带钢边部局部偏松；当边部板形偏差小于给定的下限时，认为带钢边部局部偏紧。最后，根据带钢边部板形状态调节相应的板形执行机构以消除边部板形偏差当带钢边部偏松时，轴向窜动末机架工作辊或中间辊减小轧辊之间的有害接触区，以减小末机架带钢边部的变形量，与此同时，通过窜动除了末机架之外的其余机架(以下简称上游机架)工作辊或中间辊增大轧辊之间的有害接触区，减小上游机架工作辊弯辊力和中间辊弯辊力，以增大上游机架带钢边部的变形量；反之，当带钢边部偏紧时，轴向窜动末机架工作辊或中间辊增加轧辊之间的有害接触区，以增大末机架带钢边部的变形量，与此同时，通过窜动上游机架工作辊或中间辊减小轧辊之间的有害接触区，增加上游机架工作辊弯辊力和中间辊弯辊力，以减小上游机架带钢边部的变形量。上述方法存在着以下不足之处(I)直接用带钢边部实测板形值减去目标板形值得到的板形偏差，并不能准确反映带钢边部板形状态，特别是不能反映边部临近区域是否出现小偏浪。(2)由于上游机架带钢运行到末机架出口板形仪时间较长，相应地造成板形检测延时较长，加之轧辊轴向窜动响应速度较慢，边部板形控制周期只能比较长。这意味着在一个控制周期通过的带钢较长。仅用当前控制周期内某一时刻瞬时的边部实测板形值减去目标板形值，不能完整地反映同一个控制周期内带钢边部板形沿长度方向的变化情况。(3)尽管工作辊弯辊和中间辊弯辊的响应速度远快于轧辊轴向窜动的响应速度，两者采用相同的控制周期，不能够发挥弯辊控制响应快速性的优势
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷轧带钢边部板形控制方法，该控制方法在以末机架为重点的板形反馈控制系统中，对带钢边部板形如小边浪和小偏浪等的有效控制，可以进一步提高冷轧或平整后带钢的板 形质量。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种冷轧带钢边部板形控制方法，在以末机架为重点的板形反馈控制系统中，在主要控制常规边浪和中浪的基本板形控制功能的基础上，基于末机架出口带钢边部与临近区域实测板形与目标板形的差值识别出带钢边部板形状态，根据边部板形状态调节末机架以及其余各机架相应的板形执行机构，实现对带钢边部板形如小边浪和小偏浪的控制；其步骤是
(1)确定带钢边部板形控制周期
根据带钢从首机架辊缝运行到末机架出口板形仪处所需的最长时间、轧辊轴向窜动执行单步位移所需要的最大执行时间以及板形仪的检测采样周期综合确定边部板形控制周
r^ES control
(2)判断当前控制周期A时刻是否到达？如果未到达，等待；如果到达，开始执行当前控制周期；
(3)分别读取各机架控制模型参数，包括增益系数、影响系数以及加权系数，实测板形和目标板形值；
(4)对实测板形沿带钢长度方向上进行加权滤波
在一个控制周期内，在板形仪每个测量通道位置z处(带钢宽向位置归一化坐标)沿带钢长度方向上有n个实测板形值emeas U, I ), I = 1、2、...、n ;其中n等于TES—control与Ts—meas比值的取整模数，即
权利要求
1.一种冷轧带钢边部板形控制方法，在以末机架为重点的板形反馈控制系统中，在主要控制常规边浪和中浪的基本板形控制功能的基础上，其特征是基于末机架出ロ带钢边部与临近区域实测板形与目标板形的差值识别出带钢边部板形状态，根据边部板形状态调节末机架以及其余各机架相应的板形执行机构，实现对带钢边部板形如小边浪和小偏浪的控制；按下列步骤进行 (1)确定带钢边部板形控制周期根据带钢从首机架辊缝运行到末机架出口板形仪处所需的最长时间、轧辊轴向窜动执行单步位移所需要的最大执行时间以及板形仪的检测采样周期综合确定边部板形控制周期 ^ES_control(2)判断当前控制周期A时刻是否到达？如果未到达，等待；如果到达，开始执行当前控制周期； (3)分别读取各机架控制模型參数，包括増益系数、影响系数以及加权系数，实测板形和目标板形值； (4)对实测板形沿带钢长度方向上进行加权滤波 在一个控制周期内，在板形仪每个測量通道位置z处(带钢宽向位置归ー化坐标)沿带钢长度方向上有/ 个实测板形值e (x,i ),i = 1、2、;其中/ 等于与ん—關s比值的取整模数，即Zr 、 n = mod ^~—--K j 式中TES—control 边部板形控制周期， Tsjeas —板形仪的检测采样周期， 对实测板形值e meas U，i)进行加权滤波，即 ηy. I(太，2>(i) 式中-.a (i)——滤波加权系数，一般可以取<3 (i) = i X -带钢宽向位置归一化坐标值，X € [-1,+1]； (5)确定带钢边部板形偏差 带钢边部板形偏差按下式计算^■εΒΒ_ =レ圆 1+ )- emms[+ jJJ- [^(+ Xe)~ (+xJJとeSS_m = ksfflA— XJ- eMmJr ΧΛ~Xe)~ ちA- xJJ 式中Deffi &——传动侧边部板形偏差^eesjrs-操作侧边部板形偏差 + Xe—传动侧带钢边部宽向位置归ー化坐标值，一般可以取ち=I. O :^
2.根据权利要求I所述的冷轧带钢边部板形控制方法，其特征是所述步骤(I)的确定带钢边部板形控制周期，对于轧辊轴向窜动方式控制带钢边部板形来说，按以下方法确定窜辊方式边部板形控制周期TES—control = Tfl-,即取大于或等于TM—delay、Tr—趟、Tsmeas三者当中的最大值 ^SS_emtnU — max WmT&_卿,Ts 对于轧辊弯辊方式控制带钢边部板形来说，按以下方法确定弯辊方式边部板形控制的控制周期Tes control = Thi，即取耐大于或等于T —delay、Tsmeas 二者当中的最大值
3.根据权利要求I所述的冷轧带钢边部板形控制方法，其特征是对于具有工作辊长行程轴向窜动功能的轧机，所述步骤(7)的板形执行机构工作辊轴向窜动补偿值计算如下 对于末机架，当带钢传动侧边部板形偏松或者偏紧时，则上工作辊轴向窜动补偿值按下式计算 否则
4.根据权利要求I所述的冷轧带钢边部板形控制方法，其特征是对于没有工作辊长行程轴向窜动功能，仅具有中间辊长行程轴向窜动功能的轧机，所述步骤(7)的板形执行机构中间辊轴向窜动补偿值计算如下 对于末机架，当带钢传动侧边部板形偏松或者偏紧时，则上中间辊轴向窜动补偿值按下式计算LSMft腿_册=Gmnsk^-腿 x^-ess_ds& 否则撒 = O 对于末机架，当带钢操作侧边部板形偏松或者偏紧时，则下中间辊轴向窜动补偿值按下式计算 kSkifi腿.Β(π = Gam卿-尬 x Aess^m / ^s_Jks否则hSMJi腿—顧· = O 式中LbkiJl臟—觀末机架上中间棍轴向窜动反馈控制补偿值LShift12^mr —末机架下中间辊轴向窜动反馈控制补偿值0觀1———末机架中间辊轴向窜动反馈控制増益ね—腿——末机架中间辊轴向窜动对带钢边部板形影响系数 对于除了末机架之外的其余各个机架，当带钢传动侧边部板形偏松或者偏紧时，则上中间辊轴向窜动补偿值按下式计算 LShift腿_辦=Gam__腿.Xi腿 否则JtJf = O 对于除了末机架之外的其余各个机架，当带钢操作侧边部板形偏松或者偏紧时，则下中间辊轴向窜动补偿值按下式计算 KSMfij腿-麗=Gain'轉-滅 x Aem^ws / れ3_滅 否则hShiJt腿-蘭=O 式中プ-表示上游第プ机架，J = 1、2、...... —第プ机架上中间辊轴向窜动反馈控制补偿值AShlftL_BOT——第J机架下中间辊轴向窜动反馈控制补偿值 Q腿腿——第J机架中间辊轴向窜动反馈控制増益κ _腿—第プ机架中间辊轴向窜动对带钢边部板形影响系数。
5.根据权利要求I所述的冷轧带钢边部板形控制方法，其特征是对于具有工作辊对称弯辊功能的轧机，所述步骤(7)的板形执行机构工作辊弯辊力补偿值计算如下 对于除了末机架之外的其余各个机架，当带钢传动侧和操作侧边部板形同时偏松或者同时偏紧时，则工作辊弯辊力的补偿值分别按下式计算ABend = GainjsexJ _ 職 x (Δ ￡"於_& + ^ss _ws ), 否则LBend{m=0 式中プ-表示上游第プ机架，プ=1、2、...... —第プ机架工作辊弯辊反馈控制补偿值f^Li_WR——第J机架工作辊弯辊反馈控制増益KLi_WR——第J机架工作辊弯辊对带钢边部板形影响系数。
6.根据权利要求I所述的冷轧带钢边部板形控制方法，其特征是对于具有工作辊非对称弯辊功能的轧机，所述步骤(7)的板形执行机构工作辊弯辊力补偿值计算如下 对于除了末机架之外的其余各个机架，当带钢传动侧边部板形偏松或者偏紧时，则传动侧工作辊弯辊力的补偿值分别按下式计算 KBend 職= Gai^sesd_ WRχ Δι 否则= O 式中プ-表示上游第プ机架，プ=1、2、......ABmd^ds —第J机架传动侧工作辊弯辊反馈控制补偿值 对于除了末机架之外的其余各个机架，当带钢操作侧边部板形偏松或者偏紧时，则操作侧工作辊弯辊力的补偿值分别按下式计算 ABend = Kjavtsess —盼 x Δ Sss / λ ws 否则tiBend = O 式中プ-表示上游第プ机架，J = 1、2、......LBend^m —第プ机架操作侧工作辊弯辊反馈控制补偿值。
7.根据权利要求I所述的冷轧带钢边部板形控制方法，其特征是对于具有中间辊对称弯辊功能的轧机，所述步骤(7)的板形执行机构中间辊弯辊力补偿值计算如下 对于除了末机架之外的其余各个机架，当带钢传动侧和操作侧边部板形同时偏松或者同时偏紧吋，则中间辊弯辊力的补偿值分别按下式计算 LBend3腿=Gam1lseii _腿 x (Δ Bss_d5 + Δ バ!—滅) 否则 ヒBend3腿=O 式中プ-表示上游第プ机架，J = 1、2、......^Bmdiis —第プ机架中间辊弯辊反馈控制补偿值し_M巡——第J机架中间辊弯辊反馈控制增益 h臟——第J机架中间辊弯辊对带钢边部板形影响系数。
8.根据权利要求I所述的冷轧带钢边部板形控制方法，其特征是对于具有中间辊非对称弯辊功能的轧机，所述步骤(7)的板形执行机构中间辊弯辊力补偿值计算如下 对于除了末机架之外的其余各个机架，当带钢传动侧边部板形偏松或者偏紧时，则传动侧中间辊弯辊カ的补偿值分别按下式计算 IitMind 腿 =j^s x1臟 否则= O 式中プ-表示上游第プ机架，J = 1、2、...... —第プ机架传动侧中间辊弯辊反馈控制补偿值 对于除了末机架之外的其余各个机架，当带钢操作侧边部板形偏松或者偏紧时，则操作侧中间辊弯辊力的补偿值分别按下式计算 LBend腿，=び。(減 χ Δ sBS_m A—む滅 否则tiBend、故—於—O 式中プ-表示上游第プ机架，J = 1、2、...... KBendim 一第プ机架操作侧中间辊弯辊反馈控制补偿值。
全文摘要
本发明涉及一种冷轧带钢的轧制方法，特别涉及冷连轧机或双机架平整机轧制薄带钢边部板形的控制方法。本发明是在以末机架为重点的板形反馈控制系统中，在主要控制常规边浪和中浪的基本板形控制功能的基础上，基于末机架出口带钢边部与临近区域实测板形与目标板形的差值识别出带钢边部板形状态，根据边部板形状态调节末机架以及其余各机架相应的板形执行机构，实现对带钢边部板形如小边浪和小偏浪的有效控制，可以进一步提高冷轧或平整后带钢的板形质量。
文档编号B21B37/28GK102688897SQ201110068689
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日
发明者吴首民, 李秀军, 潘亮, 王康健, 顾廷权 申请人:宝山钢铁股份有限公司