目标板形设定方法
【专利摘要】本发明公开了一种目标板形设定方法，包括步骤S100至S400，其中，在步骤S100中，确定在轧制力波动阶段的目标板形轧制力补偿值、覆盖率补偿系数以及出口厚度补偿系数；在步骤S200中，确定轧制力波动阶段目标板形边部补偿值；在步骤S300中，确定动态目标板形曲线；最后，在步骤S400中，根据动态目标板形曲线和实测曲线，得出板形偏差，并对带材板形进行调整。本发明的目标板形动态设定方法，可以提高轧制力波动阶段带材边部板形实物质量，并保证轧制稳定性和减少断带等情形发生。
【专利说明】目标板形设定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及板带材冷轧扎制技术，更具体地，是一种在板带材冷轧轧制的轧制力波动过程中，对目标板形进行设定的方法。
【背景技术】
[0002]在冷轧带钢的板形控制系统中，目标板形中可包括系统测量误差以及下道工序对本工序的板形要求。它的应用反映了板形测量技术以及板形控制工艺的进步，对板形控制有着极其重要的意义。
[0003]如图1所示，利用板形辊测得的实测板形曲线SI和预先设定好的目标曲线S2并不完全重合，两个曲线相减，即为板形偏差(即图中的阴影部分d)。自动板形控制系统根据板形偏差来识别板形缺陷，并相应调整板形调控机构，最终控制板形达到目标曲线的要求。
[0004]目标板形的设定，一般有以下方法:1，由三电控制中的过程控制自动化系统(L2系统)直接下发给基础自动化系统(LI系统)；2, LI系统直接设定；3,部分参数L2系统下发，部分参数LI系统设定；4，通过专门的板形计算机设定。此外，在实际生产过程中，操作工也可对目标板形进行设定。
[0005]目标板形模型的数学表达式F(X)通常由4次或6次多项式组合而成，即如下公式I或公式2:
[0006]F (X) = g.(a0+a 1x+a2x2+a3x3+a4x4) (公式 I)
[0007]F(x) = g.(a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6) (公式 2)
[0008]并且，公式I和公式2需满足:
5
[0009]j厂⑴=0 (公式3)
[0010]上述公式1-3中，BtTa6为目标板形曲线多项式函数中的各项因子系数；g为目标板形的增益放大系数为规一化的宽度方向上的横坐标(即将带钢宽度归一化，以统一表示不同宽度带钢上的各点，其取值范围为从一 I到I之间)，并且X = X/B，X为宽度方向上的坐标，B为带钢宽度。
[0011]容易理解，公式I为用4次多项式表达的目标板形，公式2为用6次多项式表达的板形。公式I和公式2称之为基本目标板形曲线。一般的目标板形，利用公式I就可以表达；而对于较为复杂的板形，或者欲表达边部局部板形情况，则需采用用公式2表示的基本目标板形曲线。由于6次多项式包含了 4次多项式，因此以下以6次多项式为基础进行目标曲线的说明。
[0012]如上所述，6次曲线，即利用6次多项式为数学模型的曲线，可以表达较为复杂的板形曲线，其中，I次项表达板形整体倾斜情况，2次项表达整体凸度(即大边浪或大中浪)，4次项表达带钢1/4处板形(1/4浪或1/4张紧)，6次项表达带钢边部局部板形(微边浪或微中浪)。[0013]在带钢产品轧制过程中，实际的目标板形曲线是由各种补偿曲线叠加到基本目标板形曲线上形成的，这些补偿曲线也就是系统测量误差。补偿曲线主要是为消除板形辊表面轴向温度分布不均匀、带钢横向温度分布不均匀、板形辊挠曲变形、板形辊或卷取机几何安装误差、带卷外廓形状变化等因素对板形测量的影响。
[0014]具体地，例如，带钢轧制过程中，由于有较大的变形以及冷却可能存在不均匀性，导致带钢在宽度上有较大的温差，影响板形辊测量的准确性，这必将影响最终的板形控制效果。为消除带钢横向温差对轧后板形的影响，可根据温度测量装置得到带钢宽度方向的温度场分布曲线，采用设定温度补偿曲线的方法来进行测量误差补偿。美国专利US2010236310设计了一种采用热成像仪对带钢边缘平直度进行监控的方法，这种方法重点是测量带钢边部的温度场分布和温度变化，并给出相应的控制手段以改善带钢边缘平直度，其核心原理是考虑带钢边最外侧部分没有板形测量信号，因此通过测量带钢边部温度梯度进行补偿。
[0015]日本专利JP02299714A提供了一种关于箔材轧制中的更改目标板形的方法，采用神经网络自学习方法，在宽度方向上将带钢分为几个部分，分别考虑各个部分板形的权重合优先级，在不同的时候给出不同的目标板形。
[0016]国内文献“冷轧低速轧制时边部板形自动优化技术”介绍了 一种用于连轧机出口(第5机架)的更改目标板形的方法。该文献主要是考虑到在低速轧制阶段，由于带钢边部板形始终达不到目标板形的设定值，而自动板形控制系统根据整体板形偏差最小的算法，认为不需要进行使用弯辊、窜辊等板形调控机构进行板形控制，边部板形问题使用采用精细冷却控制即可。当精细冷却能力达到极限也无法进行有效控制边部板形时，只能通过修改目标板形，减小边部目标板形设定值的方法来使得自动板形控制程序去控制边部板形，实际上需要解决的问题是改进自动板形控制程序的算法，即整体偏差最小的算法，以增加边部板形的权重。在该文献中，优化目标板形的算法只与轧制速度相关，而轧制速度与轧制力虽然关系密切，但并非影响轧制力的唯一因素，仅仅通过轧制速度的变化来更改目标板形，其效果是不理想的。
[0017]轧制力前馈板形控制补偿技术也应用于板形控制中，其原理是:根据轧制力变化引起辊缝断面的变化，从而引起轧制带钢中带钢应力分布的变化。因此，为不改变带钢张力分布，即板形值，轧制力前馈控制的任务是补偿这种影响。如果没有该前馈控制，自动板形控制系统将必须为发生的平直度误差进行控制，但这只能延时发生，由于辊缝与板形辊之间存在的距离，由轧制力变化引起的张力变化将在测量辊出延时测量。当然，轧制力前馈板形控制补偿技术的投入是有条件的，即前馈控制的运行决定于目前的带钢变形偏差，如果轧制力变化造成原有的板形误差减小，前馈控制将不起作用；如果轧制力变化引起的板形误差增加，前馈控制将投入控制。前馈补偿技术对轧制力变化后引起的板形偏差具有较好的控制作用，但其核心，仍然是根据设定好的目标板形进行控制。
[0018]另外，目前薄规格带钢在轧制过程中轧制力波动阶段容易出现板形不良甚至断带等情况发生，而目前还没有处理此类问题的有效措施。
【发明内容】
[0019]本发明的目的，是针对现有的目标板形设定中存在的缺陷，在带钢轧制过程中的轧制力波动阶段，设定与轧制力、轧制速度、覆盖率和出口厚度等工艺参数相关的目标板形补偿公式，并基于该公式，动态设定目标板形并用于自动板形控制系统，以实现轧制力波动阶段的自动板形控制。
[0020]本发明的目标板形设定方法，用于带材轧制时根据轧制力波动幅度对目标板形进行动态设置，该方法包括以下步骤:
[0021]步骤S100，确定在轧制力波动阶段的目标板形轧制力补偿值Irolling fOTM、目标板形覆盖率补偿系数Cmvot ratim以及目标板形出口厚度补偿系数Cradt height，其中，
[0022](1)，该目标板形轧制力补偿值由下式确定Irolling fOTce:
[0023]ImtMng_fmve ~ mil Λ] ^if __ab * ^if _re，.，r — RF-RFmin
[0024]
【权利要求】
1.一种目标板形设定方法，用于带材轧制时根据轧制力波动幅度对目标板形进行动态设置，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤S100，确定在轧制力波动阶段的目标板形轧制力补偿值Irolling fOTre、目标板形覆盖率补偿系数Ccotot ratim以及目标板形出口厚度补偿系数Cradt height，其中， (1)，该目标板形轧制力补偿值由下式确定IMlling—:
2.根据权利要求1所述的目标板形设定方法，其特征在于，所述带材为金属板带。
3.根据权利要求1 所述的目标板形设定方法，其特征在于，所述带材为箔材。
【文档编号】B21B37/28GK104001730SQ201310057798
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】陈军, 宿德军, 徐江华 申请人:宝山钢铁股份有限公司