一种工作辊非对称窜辊控制冷轧带钢边部减薄的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轧钢控制领域，尤其涉及一种用于一种工作辊非对称窜辊控制冷轧带 钢边部减薄的方法。
【背景技术】
[0002] 边部减薄(又称边降）是冷轧板带材非常重要的一个横断面质量指标，对于冷轧电 工钢产品极为关键。边部减薄质量控制的优劣，直接影响用户冲片过程中的稳定性和冲片 后叠片系数的好坏，同时也直接影响到冷轧生产过程中工序切边量的大小。
[0003] 通常将边部减薄定义为Λ E=H115-H15，其中H115为距边部115mm处的厚度，H 15为距 边部15mm处的厚度。随着客户需求的不断提高，目前通常要求边部减薄ΛΕ<7μπι，这对 于普通的冷轧机来说是很难达到的。
[0004] 冷轧带钢轧制过程中，由于轧辊弯曲变形、热轧来料凸度及轧辊弹性压扁的影响， 不可避免地造成边部减薄。为了提高带钢边部的厚度控制水平、减少后续道次的切边损失、 满足客户的需要，使用较广泛的为UCMW轧机，即在普通UCM轧机的基础上增加工作辊窜辊 功能，同时使用单锥度的T-WRS工作辊。使用较少的是带边部减薄控制的EDC轧机，EDC轧 机也带有工作辊窜辊功能，但用的是边部挖空的EDC工作辊。
[0005] 无论哪一种带边部减薄控制功能的轧机，其边部减薄的控制手段就是工作辊窜 辊、工作辊弯辊和工作辊辊形曲线，控制方法包括前馈控制和闭环反馈控制两种。边部减薄 控制手段安装在1#_5#机架上，提前通过入口的凸度仪测得带钢长度方向上各横断面的实 际凸度，跟踪到1#_5#通过各控制手段实现前馈预测控制。5#机架出口的边降仪测得轧后 带钢的横断面厚度分布，根据边部减薄的偏差大小调整1#_5#机架的工作辊窜辊和工作辊 弯辊，实现边部减薄闭环反馈控制。边部减薄前馈预测控制和闭环反馈控制的原理如图1 所示。
[0006] 无论是前馈预测控制还是闭环反馈控制，采用的方法都是先调整工作辊窜辊，然 后根据工作辊的位置变化量对工作辊的弯辊进行补偿调整，以保证边部减薄效果。在调整 工作辊窜辊过程中，通常采用对称窜辊方法，上下工作辊采用相同的窜辊量，即上下辊锥形 段的插入钢板的量EL是相同的(见图2)。也有上下工作辊采用不同窜辊量的方法，但都是 通过人工干预实现的，而非自动实现。对于两侧凸度相同的热轧来料来说，对称窜辊可起到 良好的边部减薄控制效果。但对于两侧凸度不同的热轧来料，对称窜辊则无法达到理想的 边降控制效果。同样，当入口带钢发生跑偏后，采用对称窜辊也很难达到理想的边降控制效 果。
【发明内容】
[0007] 本发明提出一种工作辊非对称窜辊控制冷轧带钢边部减薄的方法，旨在通过上下 工作辊的独立窜动、操作侧和传动侧工作辊的独立弯辊，实现冷轧带钢两侧边部厚度的独 立控制，使两侧凸度不同的热轧来料达到理想的边部减薄效果，同时还能够补偿带钢跑偏 对边部减薄的影响。
[0008] 为此，本发明所采取的解决方案是：
[0009] -种工作辊非对称窜辊控制冷轧带钢边部减薄的方法，其控制内容及方法为：
[0010] (1)入口带钢的宽度W用作前馈预设定控制；
[0011] (2)入口多点凸度仪测得来料两侧的实际凸度，用前馈控制模型分别计算出传动 侧和操作侧带锥度工作辊的锥形段插入量ELD_F(i)和EL0_F(i)，用作前馈预设定控制；
[0012] (3)由入口多点凸度仪测得的来料跑偏量S用于前馈预设定控制；
[0013] (4)出口多点边降仪测出成品带钢两侧的实际边降，通过反馈闭环控制模型分别 计算出传动侧和操作侧带锥度工作辊锥形段插入量ELD_B(i)和EL0_B(i);
[0014] (5)根据传动侧和操作侧单锥度工作辊位置的变化，给予相应工作辊弯补偿控制， 实现工作辊非对称窜辊控制冷轧带钢的边部减薄；
[0015] 边部减薄工艺模型为：
[0017] 式中：i一表示第i机架；WRSD⑴一第i机架传动侧带锥度1作辊位置； WRSFD(i) -由前馈控制模型计算出的第i机架传动侧带锥度工作辊前馈预设定位置；
[0019] W一带钢宽度；S (i) -第i机架带钢跑偏量，
[0021] SO-入口凸度仪测得的带钢跑偏量；Sl-出口边降仪测得的带钢跑偏量；L(i) 一 第i机架辊缝到入口凸度仪的距离；LO -出口边降仪到入口凸度仪的距离；ELD_F(i)-入 口多点凸度仪测出传动侧带钢实际凸度，用前馈控制模型计算出传动侧带锥度工作辊的锥 形段插入量;WRSBD(i)-由反馈闭环控制模型计算出的第i机架传动侧带锥度工作辊反馈 设定位置；
[0022] WRSBD (i)=ELD_B(i) (4)
[0023] ELD_BW-出口多点边降仪测出成品带钢传动侧的实际边降，通过反馈闭环控制 模型计算出传动侧带锥度工作辊锥形段插入量;WRSO(i)-第i机架操作侧带锥度工作辊 位置；WRSFO(i) -由前馈控制模型计算出的第i机架操作侧带锥度工作辊前馈预设定位 置；
[0025] ELCUm)-入口多点凸度仪测出操作侧带钢实际凸度，用前馈控制模型计算出操 作侧带锥度工作辊的锥形段插入量；WRSBO(i)-由反馈闭环控制模型计算出的第i机架操 作侧带锥度工作辊反馈设定位置；
[0026] WRSBO (i)=EL0_B(i) (6)
[0027] EL0_BW-出口多点边降仪测出成品带钢操作侧的实际边降，通过反馈闭环控制 模型计算出操作侧带锥度工作辊锥形段插入量;WRBD(i)-第i架工作辊传动侧弯辊力； WRBFD(i) -由前馈控制模型计算出的第i机架工作辊传动侧弯辊力；
[0028] WRBFD (i) =kd_f (i) · ELD_F (i) (7)
[0029] kd_f(i)-第i机架传动侧前馈工作辊弯辊系数;WRBBD⑴一由反馈闭环控制模 型计算出的第i机架工作辊传动侧弯辊力；
[0030] WRBBD(i)=kd_b(i)· ELD_B(i) (8)
[0031] kd_b(i)-第i机架传动侧反馈工作辊弯辊系数;WRBO(i)-第i架工作辊操作侧 弯辊力；WRBFO(i) -由前馈控制模型计算出的第i机架工作辊操作侧弯辊力；
[0032] WRBFO(i) =ko_f (i) · EL0_F(i) (9)
[0033] ko_f⑴一第i机架操作侧前馈工作辊弯辊系数;WRBBO⑴一由反馈闭环控制模 型计算出的第i机架工作辊操作侧弯辊力；
[0034] WRBBO (i) =ko_b ⑴· EL0_B(i) (10)
[0035] ko_b(i)-第i机架操作侧反馈工作辊弯辊系数；WRBSD(i)-带钢跑偏引起第i机 架传动侧工作辊弯辊力的补偿量；
[0036] WRBSD (i)=kd_s(i) · S(i) (11)
[0037] kd_s (i)-第i机架跑偏对传动侧工作辊弯辊的影响系数;WRBSO(i)-带钢跑偏 引起第i机架操作侧工作辊弯辊力的补偿量；
[0038] WRBSO⑴=ko_s(i) · S(i) (12)
[0039] ko_s (i) -第i机架跑偏对操作侧工作辊弯辊的影响系数；
[0040] 由式（1)~（12)可得到边部减薄的工艺模型为：
[0044] 工作辊的初始位置和初始弯辊力由工艺模型确定，乳制过程控制中的工作辊位置 和弯辊力由边部减薄控制模型确定。
[0045] 本发明的有益效果为：
[0046] ( 1)本发明提供了一种工作辊非对称窜辊控制冷轧带钢边部减薄的方法。
[0047] (2)本发明通过上下工作辊的独立窜动、操作侧和传动侧工作辊的独立弯辊，实 现冷轧带钢两侧边部厚度的独立控制，使两侧凸度不同的热轧来料达到理想的边部减薄效 果。
[0048] (3)能够补偿带钢跑偏对两侧边部减薄的影响。
【附图说明】
[0049] 图1是工作辊对称边部减薄前馈预测控制和闭环反馈控制系统结构图；
[0050] 图2是工作辊对称窜辊示意图；
[0051] 图3是工作辊非对称窜辊示意图；
[0052] 图4是工作辊非对称边部减薄控制系统结构图。
【具体实施方式】
[0053] 带锥度辊放置在不同机架，其改善带钢边部减薄的效果不同，放在1#机架可以改 善40%，2#机架可以改善30%，其余机架总改善效果不超过30%。因此从设备投入、边部减薄 控制效果、设备运行成本等方面综合考虑，在实施过程中建议对冷连轧机的1#_3#机架增 设工作辊非对称窜辊。
[0054] 本发明的仪表及硬件配置方案为：
[0055] 冷连轧机安装入口多点凸度仪，入口多点凸度仪具备测宽功能。
[0056] 冷连轧机安装出口多点凸度仪和出口多点边降仪，出口多点凸度仪和出口多点边 降仪具备带钢边部定位功能。
[0057] 采用T一WRS工作辊；上、下工作辊均能进行独立位置闭环控制。
[0058] 工作辊弯辊必须具备非对称控制功能(即操作侧和工作侧的弯辊力能单独调整)。
[0059] 入口多点凸度仪测得的凸度数据用于前馈预设定控制；出口多点边降仪测得的边 降数据用于反馈闭环控制。
[0060] 本发明所使用的模型和计算公式为：
[0061] 边部减薄工艺模型为：
[0063] 式中：i 一表示第i机架；WRSD⑴一第i机架传动侧带锥度工作辊位置； WRSFD(i) -由前馈控制模型计算出的第i机架传动侧带锥度工作辊前馈预设定位置；
[0065] W一带钢宽度；S (i) -第i机架带钢跑偏量，
[0067] SO-入口凸度仪测得的带钢跑偏量；SI-出口边降仪测得的带钢跑偏量；L(i)一 第i机架辊缝到入口凸度仪的距离；LO -出口边降仪到入口凸度仪的距离；
[0068] ELD_F⑴一入口多点凸度仪测出传动侧带钢实际凸度，用前馈控制模型计算出传 动侧带锥度工作辊的锥形段插入量；WRSBD(i)-由反馈闭环控制模型计算出的第i机架传 动侧带锥度工作辊反馈设定位置；
[0069] WRSBD (i)=ELD_B(i) (4)
[0070] ELD_BW-出口多点边降仪测出成品带钢传动侧的