一种轧机组纠偏控制方法及装置与流程

本发明涉及热连轧粗轧技术领域，尤其涉及一种轧机组纠偏控制方法及装置。

背景技术：

在传统的热连轧粗轧区中，中间坯的镰刀弯偏差调节困难，中间坯板型控制一直都是热连轧粗轧机组控制的核心难点。传统工艺中，中间坯的调节方式主要是依靠操作人员人工观察带钢的形状偏差，再进行纠偏，采用该调节方式准确度低，灵活性差，难以达到预期板型效果，对下游精轧机组的稳定轧制造成严重影响。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的轧机组纠偏控制方法及装置。

本发明实施例提供一种轧机组纠偏控制方法，所述方法包括：

对于包含第一立辊轧机和第一平辊轧机的第一轧机组而言，在顺次利用所述第一立辊轧机和所述第一平辊轧机对带钢进行往复轧制的过程中：

当所述第一轧机组的轧制道次为奇数时：

根据所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第一调平补偿值和与所述第一立辊轧机的中心线相对应的第一纠偏补偿值，以及，根据所述第一立辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第二调平补偿值；

利用所述第一调平补偿值和所述第二调平补偿值对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整，以及，利用所述第一纠偏补偿值对所述第一立辊轧机的中心线进行调整；

当所述第一轧机组的轧制道次为偶数时：

根据所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第三调平补偿值；

利用所述第三调平补偿值对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整。

优选的，当轧制道次为偶数时，所述方法还包括：

跟踪所述带钢的位置，当所述带钢的头部通过所述第一立辊轧机后，将所述第一立辊轧机的辊缝调整至与所述带钢同宽。

优选的，当在所述第一轧机组之前设置有第二轧机组时，所述方法还包括：

当所述第二轧机组轧制所述带钢结束，且所述带钢传送至所述第一轧机组进行第一道次的轧制之前，对所述带钢的宽度和中心线偏差进行采样，获得所述带钢的宽度数据和中心线偏差数据；

利用所述宽度数据和所述中心线偏差数据对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整。

优选的，所述方法还包括：

当所述第一平辊轧机对所述带钢进行最后一道次的轧制时，根据所述第一平辊轧机的中心线偏差的变化，获得与所述第一立辊轧机的中心线相对应的第二纠偏补偿值；

根据所述第二纠偏补偿值对所述第一立辊轧机的中心线进行调整。

优选的，所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化为所述第一平辊轧机的实时轧制力偏差和所述第一平辊轧机的轧制力偏差基准值之间的差值，所述第一平辊轧机的轧制力偏差基准值为所述带钢的头部咬入所述第一平辊轧机之后延时第一预设时间获得的轧制力偏差。

优选的，所述第一平辊轧机的中心线偏差的变化为所述第一平辊轧机的实时中心线偏差和所述第一平辊轧机的中心线偏差基准值之间的差值，所述第一平辊轧机的中心线偏差基准值为所述带钢的头部咬入所述第一平辊轧机之后延时第二预设时间获得的中心线偏差。

优选的，所述利用所述宽度数据和所述中心线偏差数据对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整，包括：

根据所述宽度数据和所述中心线偏差数据，模拟中心线偏差轮廓曲线；

根据所述中心线偏差轮廓曲线的轮廓斜率，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第四调平补偿值。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种轧机组纠偏控制装置，应用于包含第一立辊轧机和第一平辊轧机的第一轧机组中，且，应用在顺次利用所述第一立辊轧机和所述第一平辊轧机对带钢进行往复轧制的过程中，所述装置包括：

第一纠偏模块，用于当所述第一轧机组的轧制道次为奇数时：

根据所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第一调平补偿值和与所述第一立辊轧机的中心线相对应的第一纠偏补偿值，以及，根据所述第一立辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第二调平补偿值；

利用所述第一调平补偿值和所述第二调平补偿值对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整，以及，利用所述第一纠偏补偿值对所述第一立辊轧机的中心线进行调整；

第二纠偏模块，用于当所述第一轧机组的轧制道次为偶数时：

根据所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第三调平补偿值；

利用所述第三调平补偿值对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整。

优选的，当轧制道次为偶数时，所述装置还包括：

第三纠偏模块，用于跟踪所述带钢的位置，当所述带钢的头部通过所述第一立辊轧机后，将所述第一立辊轧机的辊缝调整至与所述带钢同宽。

优选的，当在所述第一轧机组之前设置有第二轧机组时，所述装置还包括：

第四纠偏模块，用于当所述第二轧机组轧制所述带钢结束，且所述带钢传送至所述第一轧机组进行第一道次的轧制之前，对所述带钢的宽度和中心线偏差进行采样，获得所述带钢的宽度数据和中心线偏差数据；

利用所述宽度数据和所述中心线偏差数据对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明通过将包含第一平辊轧机和第一立辊轧机的第一轧机组的轧制道次分为奇数次和偶数次，当轧制道次为奇数时，根据所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第一调平补偿值和与所述第一立辊轧机的中心线相对应的第一纠偏补偿值，以及，根据所述第一立辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第二调平补偿值，利用所述第一调平补偿值和所述第二调平补偿值对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整，以及，利用所述第一纠偏补偿值对所述第一立辊轧机的中心线进行调整；当轧制道次为偶数时，根据所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第三调平补偿值，利用所述第三调平补偿值对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整，实现了从纵向和横向两个方向上对带钢进行交叉式立体纠偏，提高了纠偏的准确度，纠偏灵活，改善了带钢的板型，为下游精轧机组提供稳定、良好板型的带钢。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中的第一轧机组的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中的一种轧机组纠偏控制方法的流程图；

图3示出了本发明实施例中的第一轧机组和第二轧机组之间相对位置关系的示意图；

图4示出了本发明实施例中的一种轧机组纠偏控制装置的结构示意图。

其中，r1为第一平辊轧机，e1为第一立辊轧机，r2为第二平辊轧机，e2为第二立辊轧机。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供一种轧机组纠偏控制方法，应用于包含第一立辊轧机e1和第一平辊轧机r1的第一轧机组中，第一轧机组的结构如图1所示，所述方法如图2所示，所述方法包括：

在顺次利用第一立辊轧机e1和第一平辊轧机r1对带钢进行往复轧制的过程中：

当所述第一轧机组的轧制道次为奇数时：

根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第一调平补偿值和与第一立辊轧机e1的中心线相对应的第一纠偏补偿值，以及，根据第一立辊轧机e1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第二调平补偿值；

利用所述第一调平补偿值和所述第二调平补偿值对第一平辊轧机r1的辊缝进行调整，以及，利用所述第一纠偏补偿值对第一立辊轧机e1的中心线进行调整；

当所述第一轧机组的轧制道次为偶数时：

根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第三调平补偿值；

利用所述第三调平补偿值对第一平辊轧机r1的辊缝进行调整。

本申请在利用第一轧机组对带钢进行往复轧制的过程中，带钢先经过第一立辊轧机e1后经过第一平辊轧机r1，其中，利用第一立辊轧机e1和第一平辊轧机r1先后对带钢各进行一次轧制为一个轧制道次，轧制道次分为奇数道次和偶数道次，例如，当利用第一轧机组对带钢进行3个轧制道次的轧制时，第一道次的轧制为：先后利用第一立辊轧机e1和第一平辊轧机r1对带钢进行轧制，第二道次的轧制为：在第一道次的轧制结束后，带钢退回第一平辊轧机r1，并先后利用第一平辊轧机r1和第一立辊轧机e1对带钢进行轧制，第三道次的轧制为：在第二道次的轧制结束后，带钢退回第一立辊轧机e1，并先后利用第一立辊轧机e1和第一平辊轧机r1对带钢进行轧制，其中，第一道次和第三道次的轧制属于奇数次轧制道次，第二道次的轧制属于偶数次轧制道次。

下面将分别对轧制道次为奇数和偶数时轧机组纠偏控制方法的具体实施过程进行详细说明。

在第一轧机组进行奇数道次的轧制过程中，根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第一调平补偿值，同时，根据第一立辊轧机e1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第二调平补偿值，第一调平补偿值和第二调平补偿值用于调整第一平辊轧机r1的辊缝，同时，根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一立辊轧机e1的中心线相对应的第一纠偏补偿值，第一纠偏补偿值用于调整第一立辊轧机e1的中心线。

在本申请中，无论是针对第一平辊轧机r1还是第一立辊轧机e1而言，轧机的轧制力偏差的变化为轧机的实时轧制力偏差和轧机的轧制力偏差基准值之间的差值，其中，轧制力偏差为轧机当前轧制力与预设的工作轧制力之间的差值，进一步，轧制力偏差基准值为带钢的头部咬入轧机之后延时预设时间获得的轧制力偏差。例如，当轧机在正常工作的情况下预设的工作轧制力为fw，带钢作为轧机的负载，当轧机带载后，带钢的头部咬入轧机之后，且轧制稳定时，延时第一预设时间，获得轧机的轧制力为fr，根据fr和fw能够获得轧机的轧制力偏差基准值ftgt，ftgt＝fr-fw，接着，在获得ftgt之后，锁定ftgt，并在后续时刻实时获得轧机的轧制力fn，根据fw和fn能够获得轧机的实时轧制力偏差fdiff，fdiff＝fn-fw，最后，根据fdiff和ftgt能够获得轧机的轧制力偏差的变化，轧机的轧制力偏差的变化为ftgt和fdiff之间的差值。

其中，在奇数道次的轧制过程中，根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝的第一调平补偿值，其具体的实施过程如下：

在获得第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化之后，根据公式一获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第一调平补偿值，其中，可以通过第一控制器计算第一调平补偿值：

s1r为第一调平补偿值，gain1为第一控制器的增益系数，ftgtr为第一平辊轧机r1的轧制力偏差基准值，fdiffr为第一平辊轧机r1的实时轧制力偏差，qsup为带钢的变形抗力设定值。

其中，在奇数道次的轧制过程中，根据第一立辊轧机e1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第二调平补偿值，其具体的实施过程如下：

在获得第一立辊轧机e1的轧制偏差的变化之后，根据公式二获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第二调平补偿值，其中，可以通过第二控制器计算第二调平补偿值：

s2r为第二调平补偿值，kgain2为第二控制器增益系数，ftgte为第一立辊轧机e1的轧制力偏差基准值，fdiffe为第一立辊轧机e1的实时轧制力偏差，qsup为带钢的变形抗力设定值。

其中，在奇数道次的轧制过程中，根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一立辊轧机e1的中心线相对应的第一纠偏补偿值，其具体的实施过程如下：

在获得第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化之后，根据公式三获得与第一立辊轧机e1的中心线相对应的第一纠偏补偿值，其中，可以通过第三控制器计算第一纠偏补偿值：

s1e为第一纠偏补偿值，gain3为第三控制器增益系数，ftgtr为第一平辊轧机r1的轧制力偏差基准值，fdiffr为第一平辊轧机r1的实时轧制力偏差，qsup为带钢的变形抗力设定值。

在第一轧机组进行偶数道次的轧制过程中，根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第三调平补偿值，第三调平补偿值用于调整第一平辊轧机r1的辊缝。其中，第三调平补偿值的获得方法与第一调平补偿值的获得方法相同，同样可以采用上述公式一，两者的差别仅是在不同轧制道次中获得的，其中，第一调平补偿值是在奇数次轧制道次中获得的，而第二调平补偿值是在偶数次轧制道次中获得的，因此，此处不再赘述。

本发明还提供一种优选的实施例，在该优选的实施例中，当轧制道次为偶数时，所述方法还包括：

跟踪所述带钢的位置，当所述带钢的头部通过第一立辊轧机e1后，将第一立辊轧机e1的辊缝调整至与所述带钢同宽。

在具体实施过程中，在偶数道次的轧制过程中，执行辊缝逼近功能，即，在带钢的头部通过第一立辊轧机e1后，根据带钢入口宽度设定值sw_set控制第一立辊轧机e1的辊缝在线关闭，以预设关闭频率关闭第一立辊轧机e1的辊缝，直至第一立辊轧机e1的辊缝与带钢同宽，从而，通过第一立辊轧机e1的辊缝约束带钢在轧机内的横向窜动，以实现对带钢进行纠偏的目的。进一步，在一种更优的实施方式中，可以对第一立辊轧机e1的辊缝提供预设宽度偏移量，从而，将带钢宽度与预设宽度偏移量求和，从而，将第一立辊轧机e1的辊缝调整至带钢宽度和预设宽度偏移量之间的求和值相同。进一步，为了提高安全性，当第一立辊轧机e1的轧制力大于预设安全轧制力时，辊缝逼近功能，预设安全轧制力可以为350kn。

本发明还提供一种优选的实施例，在该优选的实施例中，当在第一轧机组之前设置有第二轧机组时，第一轧机组和第二轧机组之间的位置关系如图3所示，第二轧机组包括第二立辊轧机e2和第二平辊轧机r2，第二立辊轧机e2设置在第二平辊轧机r2之前，所述方法还包括：

当所述第二轧机组轧制所述带钢结束，且所述带钢传送至所述第一轧机组，所述第一轧机组对所述带钢进行第一道次的轧制之前，对所述带钢的宽度和中心线偏差进行采样，获得所述带钢的宽度数据和中心线偏差数据；

利用所述宽度数据和所述中心线偏差数据对第一平辊轧机r1的辊缝进行调整。

在具体实施过程中，本申请提供前馈纠偏补偿功能，即，当第二轧机组轧制带钢结束，且带钢传送至第一轧机组进行第一道次的轧制之前，对第二轧机组出口测宽仪的测量数据进行实时采样，得到带钢的宽度数据和中心线偏差数据，接着，根据宽度数据和中心线偏差数据，使用二次线性回归，模拟中心线偏差轮廓曲线，具体可以采用以下公式四获得，并利用第四控制器进行计算：

k为中心线偏差轮廓曲线的轮廓斜率，wmax为中心线偏差数据中的最大采样值，wmin为中心线偏差数据中的最小采样值，lmax为与wmax对应的带钢的宽度采样值，lmin为与wmin对应的带钢的宽度采样值，ggain4为第四控制器的增益系数。

在获得中心线偏差轮廓曲线的轮廓斜率之后，当第一平辊轧机r1第一道次带载时，跟踪带钢头部的宽度lhead_trk，根据lhead_trk和k，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第四调平补偿值，具体可以采用以下公式五获得，并利用控制器进行计算。

sr4＝k×l²head_trk

sr4为第四调平补偿值，k为中心线偏差轮廓曲线的轮廓斜率，lhead_trk为带钢头部的宽度。

本发明还提供一种优选的实施例，在该优选的实施例中，所述方法还包括：

当第一平辊轧机r1对所述带钢进行最后一道次的轧制时，根据第一平辊轧机r1的中心线偏差的变化，获得与第一立辊轧机e1的中心线相对应的第二纠偏补偿值；

根据第二纠偏补偿值对第一立辊轧机e1的中心线进行调整。

在本申请中，第一平辊轧机r1的中心线偏差的变化为第一平辊轧机r1的实时中心线偏差和第一平辊轧机r1的中心线偏差基准值之间的差值，具体来讲，第一平辊轧机r1在最后一道次轧制过程中，跟踪第一平辊轧机r1出口处的测宽仪，当带钢头部稳定通过测宽仪后，延时第二预设时间，获得中心线偏差基准值wcl_tgt，wcl_tgt为延时第二预设时间采样到的中心线的位置与初始时刻中心线位置之间的差值，进一步，在获得wcl_tgt之后，锁定wcl_tgt，并在后续时刻实时获得第一平辊轧机r1的实时中心线偏差wcl_diff，进一步，利用以下公式五获得第二纠偏补偿值，并利用第五控制器进行计算：

s2e＝kgain5×(wcl_diff-wcl_tgt)公式五

s2e为第二纠偏补偿值，kgain5为第五控制器增益系数，wcl_diff为实时中心线偏差，wcl_tgt为中心线偏差基准值。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种轧机组纠偏控制装置，应用于包含第一立辊轧机e1和第一平辊轧机r1的第一轧机组中，且，应用在顺次利用第一立辊轧机e1和第一平辊轧机r1对带钢进行往复轧制的过程中，如图4所示，所述装置包括：

第一纠偏模块，用于当所述第一轧机组的轧制道次为奇数时：

根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第一调平补偿值和与第一立辊轧机e1的中心线相对应的第一纠偏补偿值，以及，根据第一立辊轧机e1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第二调平补偿值；

利用所述第一调平补偿值和所述第二调平补偿值对第一平辊轧机r1的辊缝进行调整，以及，利用所述第一纠偏补偿值对第一立辊轧机e1的中心线进行调整；

第二纠偏模块，用于当所述第一轧机组的轧制道次为偶数时：

根据第一平辊轧机r1的轧制力偏差的变化，获得与第一平辊轧机r1的辊缝相对应的第三调平补偿值；

利用所述第三调平补偿值对第一平辊轧机r1的辊缝进行调整。

优选的，当轧制道次为偶数时，所述装置还包括：

第三纠偏模块，用于跟踪所述带钢的位置，当所述带钢的头部通过第一立辊轧机e1后，将第一立辊轧机e1的辊缝调整至与所述带钢同宽。

优选的，当在所述第一轧机组之前设置有第二轧机组时，所述装置还包括：

第四纠偏模块，用于当所述第二轧机组轧制所述带钢结束，且所述带钢传送至所述第一轧机组进行第一道次的轧制之前，对所述带钢的宽度和中心线偏差进行采样，获得所述带钢的宽度数据和中心线偏差数据；

利用所述宽度数据和所述中心线偏差数据对第一平辊轧机r1的辊缝进行调整。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明通过将包含第一平辊轧机和第一立辊轧机的第一轧机组的轧制道次分为奇数次和偶数次，当轧制道次为奇数时，根据所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第一调平补偿值和与所述第一立辊轧机的中心线相对应的第一纠偏补偿值，以及，根据所述第一立辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第二调平补偿值，利用所述第一调平补偿值和所述第二调平补偿值对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整，以及，利用所述第一纠偏补偿值对所述第一立辊轧机的中心线进行调整；当轧制道次为偶数时，根据所述第一平辊轧机的轧制力偏差的变化，获得与所述第一平辊轧机的辊缝相对应的第三调平补偿值，利用所述第三调平补偿值对所述第一平辊轧机的辊缝进行调整，实现了从纵向和横向两个方向上对带钢进行立体纠偏，提高了纠偏的准确度，纠偏灵活，改善了带钢的板型，为下游精轧机组提供稳定、良好板型的带钢。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。