利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法
【专利摘要】本发明涉及轧钢控制领域，尤其涉及一种稳定精轧活套起套角度的方法。一种利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法，包括以下步骤：精轧初始数据设定与采集，根据采集和设定的数据并计算得到目标套量；根据以上数据计算活套实际起套角度、实际起套套量，得到冲击补偿值修正值；最后利用冲击补偿值修正值对初始冲击补偿值进行修正，得到新的冲击补偿值用于下一块同样钢的轧制。本发明通过对轧制过程中活套起套过程的评估时间内活套起套角度的综合评估，确定活套起套角度与理想角度的偏差，将该角度偏差通过模型计算转成冲击补偿速度偏差的大小，将该速度偏差按照钢种×厚度×宽度×机架进行规格分类自适应学习，以提高轧制过程中的系统稳定性。
【专利说明】利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轧钢控制领域，尤其涉及一种稳定精轧活套起套角度的方法。
【背景技术】
[0002] 活套是保证精轧轧制稳定性最主要的控制系统。在精轧穿带过程中，活套起套初 期处于开环状态，在这种状态下，合适的套量是保证精轧穿带过程稳定最重要的因素。精轧 穿带过程中，活套套量是通过前后机架带钢运行的速度差产生的。
[0003] 穿带时前后机架的传动速度，考虑了前后滑系数的流量平衡速度，这部分是由过 程控制系统给定的，一般情况其精度在可以接受的范围内。因此，在分析套量产生的原因 中，我们主要考虑由冲击速降和冲击补偿产生的套量。穿带中的实际咬钢过程如图1所示， 当带钢被6+1机架咬入，其冲击补偿速度撤销，机架产生一个自然速降，这个过程是减小套 量Δ4的过程。同时，6+1机架轧机在冲击力矩的作用下，产生一个动态速降，且这个动 态速降的恢复需要一定的时间，一般情况在〇. 5s左右，这个过程是增加套量&4的过程。若 ΔΖ2 > ，在$和心i机架之间便形成了一定的活套量;若ΔΖ2 ? ，则在$和/]+1机 架之间就无套量，严重情况会产生拉钢现象，机架之间积累的活套量大小是由动态速 降和动态恢复时间6的大小决定的。
[0004] 由此，我们可以得出结论，精轧机架间套量的产生，在咬钢阶段主要是由冲击速降 产生的，即冲击速降有助于精轧机架间套量的形成。而这个套量的大小，可以通过在轧机的 穿带速度上添加一个合理的冲击补偿速度来调节，以避免冲击速降过大或过小，使得机架 间累积的套量过大或过小，从而产生堆、拉钢现象。
[0005] -般精轧机有6个活套，合理的冲击补偿速度随轧制速度控制系统、乳辊状态、精 轧各个机架压下、钢种等多种因素有关，且是缓慢变化的。因此一条热轧产线精轧各个机 架的冲击补偿值最理想的方法是通过生产自动调整，现有的冲击补偿值大多是一个经验数 值，并没有形成一套精确的控制方式。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的 方法通过对轧制过程中活套起套过程的评估时间内活套起套角度的综合评估，以增强轧制 过程中的系统稳定性。
[0007] 本发明是这样实现的：一种利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法，包 括以下步骤： 步骤一、精轧初始数据设定与采集，按照钢种X厚度X宽度X机架的参数取得初始 冲击补偿值、起套角度目标值^_、冲击补偿延迟时间、实际补偿过渡时间，并通过 沒她计算得到目标套量工―； 步骤二、根据采集到的轧制数据计算活套实际起套角度; 步骤三、根据活套实际起套角度计算活套实际起套套量A ; 步骤四、根据与的差值结合冲击补偿延迟时间、实际补偿过渡时间与机架后 滑值计算得到冲击补偿值修正值; 步骤五、利用冲击补偿值修正值对初始冲击补偿值％进行修正，得到新的冲 击补偿值用于下一块同样钢的轧制。
[0008] 通过活套起套角度0计算活套套量&的具体方法为， T L + R, cos^ L - L -R cos<9 T La = ----+------L (3) cos a cosβ Λ sin θ- H, +it, ?. 4+4 * K sin Θ - ifi + A p= arctan ----- L为活套前后机架之间的间距 U为活套运动轴到前一机架的间距 L2为活套运动轴到活套辊轴心之间的水平距离，= COS沒 氏为活套运动轴到水平轧线之间的垂直距离 札为活套臂长度 R2为活套辊半径。
[0009] 所述步骤二中根据采集到的轧制数据计算活套实际起套角度的具体方法如 下，采集得到的活套开环最大角度、咬钢过程最大角度，活套起套调整过程以活套与 带钢的接触时间点为起始点，根据经验设定活套起套过程的评估时间T， J = 5---- (1) ^HigMngk + ^LowAngk 为活套角度高套角度目标值段持续时·丨旬， ^HigkAngle "^" ^LowAngle ~ ^ B为调节参数，B = 0. 5?1. 0,为模型配置参数由经验取值； 沒Act =设startMax + (1 -务沒Max (2) 所述步骤五中，新的冲击补偿值iVrf(Hew)具体计算为， Nd (fiew) = Nd (1 f) + (^Nd + ANd) γ (5) 式中 為 为冲击补偿值修正值 为初始冲击补偿值 ，为模型学习系数，由经验取得。
[0010] 本发明利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法通过对轧制过程中活套 起套过程的评估时间内活套起套角度的综合评估，确定活套起套角度与理想角度的偏差， 将该角度偏差通过模型计算转成冲击补偿速度偏差的大小，将该速度偏差按照钢种X厚 度X宽度X机架进行规格分类自适应学习，以增强轧制过程中的系统稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为实际咬钢过程示意图，纵坐标V为带钢运行速度，横坐标T为时间； 图2为带钢的冲击套量特征曲线图，纵坐标(9为活套起套角度，横坐标T为时间； 图3为活套布置运行的几何示意图；0点为活套运动轴心点； 图4为本发明利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法流程框图； 图5为实施例中初次轧制采集到的数据示意图； 图6为使用本发明修正后新的冲击补偿值进行轧制采集到的数据示意图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0013] 实施例1 如图4所示，一种利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法，包括以下步骤： 步骤一、精轧初始数据设定与采集，按照钢种X厚度X宽度X机架的参数取得初始 冲击补偿值、起套角度目标值、冲击补偿延迟时间、实际补偿过渡时间，并通过 计算得到目标套量A# ;精轧过程中通过基础自动化系统采集的数据如表i中所 示； 数据 丨说明 丨单位 Speed(i) H i+1 ?几#的咬韦冈?胃，|用l〇ms或2〇ms 率_m/s Angle (i)"第i活套角度实际值,2000ms内连续采样，采用10ms或20ms采样速率 度 第i活套的与带钢的接触时间点 ms ^simi (l) 第i活套的活套闭环切入时间点 ^~ ⑴ __ 表1精轧轧制数据 如图3所示，目标套量*￡^为： T L + R, cos Θ L - L - R cos<9 T ^ = -~~^-+---~~^--L (3) cos of cos A sin θ- ? +R-, ：? 中· = arctan----- ?. 4+4 ^ A sin Θ - /￡, + A p = arctan ----- i-4-4 L为活套前后机架之间的间距 U为活套运动轴到前一机架的间距 L2为活套运动轴到活套辊轴心之间的水平距离，= COS <9 氏为活套运动轴到水平轧线之间的垂直距离 札为活套臂长度 R2为活套辊半径。
[0014] 6?为活套起套角度，计算目标套量时取值为^_ 步骤二、根据采集到的轧制数据计算活套实际起套角度0Α? ; 如图2所示，活套起套调整过程以活套与带钢的接触时间点为起始点，根据经验 设定活套起套过程的评估时间Τ，将评估时间的通常取值为800ms?2000ms，分成三段：活 套开环控制段_>活套闭环低于起套角度目标值段_>活套闭环高于起套角度目标值段。 TLowAn0s _5] = --φ- (1) ^HigMngk iLowAngk 式中为活套角度彳氐于@套角度目标值段持续时丨旬；为活套开 环控制段持续时间与活套闭环低于起套角度目标值段持续时间的和 ffigMugle为活套角度高于起套角度目标值段持续时间，为活套闭环高于 起套角度目标值段的持续时间； ψ ! ψ - ψ A HigMngk ' ￡ LowAngk ~~~ ￡ B为调节参数，B = 0. 5?1. 0,为模型配置参数由经验取值； ^Act - ^' ^startMm + ￠1- -d) &Max (2 ) 式中：为活套开环最大角度 为咬钢过程最大角度 步骤三、根据活套实际起套角度011计算活套实际起套套量; 如图3所示，活套实际起套套量ia为 T L + R cose L - L - R cos& T La =」---+-!^--L (3) cos a cos β Rt sin Θ - Hi +i?A 宜中· Of = arctan ----- "T. h+h _ R sin 5 - A + A p = arctan -=-= - L-k-k L为活套前后机架之间的间距 U为活套运动轴到前一机架的间距 L2为活套运动轴到活套辊轴心之间的水平距离 氏为活套运动轴到水平轧线之间的垂直距离 札为活套臂长度 R2为活套辊半径。
[0016] 0为活套起套角度，计算活套实际起套套量i[;时取值为 步骤四、根据与的差值结合冲击补偿延迟时间、实际补偿过渡时间rei) 与机架后滑值J计算得到冲击补偿值修正值; 4 2isLr AM, =-^- (4) (27^^ +TrD) ·Β 式中：= /? - i j加 B为活套后一机架后滑值，为各个机架的固定特性参数值； 步骤五、利用冲击补偿值修正值对初始冲击补偿值进行修正，得到新的冲 击补偿值保存到数据库内，用于下一块同样钢的轧制； ΛΓ, (fiew) = (1 - r) + + r (5) 式中：y为模型学习系数，由经验取得。
[0017] 当下块带钢进行轧制时，如果带钢的钢种、厚度规格、宽度规格无变化，就直接采 用新的冲击补偿值进行轧制，否则去数据库内查找相应的冲击补偿值。
[0018] 以本公司某条热轧产线为例，6个活套的设备尺寸一样， 机架距离L = 5500mm ; HI = 195. 0mm; LI = 2115. 0mm ； R1 = 611. 0mm R2 = 92. 5mm 起套角度目标值为17度，计算得到目标套量为2. 3mm 模型学习系数Υ取长时系数〇. 1或短时系数〇. 2 ; 第2机架到第7机架的机架后滑值Bi+1分别为0. 9、0. 89、0. 88、0. 87、0. 86、0. 85 ; 6个活套的活套起套调整过程的评估时间，+ 为1000.0、 1000.0、1100·0、1100·0、1200· 0、1200· 0 带钢为普碳钢，宽度1200mm，轧制厚度2. 0mm，以第6个活套6的控制前后带钢冲击补 偿控制为例； 活套6的初始冲击补偿值为0. 0244505m/s，精轧轧制过程，收集精轧轧制数据，见 图5,纵坐标为活套起套角度，横坐标为采样点，采样时间20ms即每个采样点的时间间隔为 20ms，图中的原点为活套与带钢的接触时间点， 根据图5中的数据得到，活套6闭环切入时间点2^在咬钢后280ms，对应活套开环 最大角度为11. 29度；叹钢过程最大角度为29. 3度；在1200ms内活套低 于起套角度目标值段持续时间为180ms，活套高于起套角度目标值段持续时间 为1020ms ;根据公式（1)、（2)计算：加权后活套实际起套角度trf为 27.95度。
[0019] 根据活套实际起套角度计算活套实际起套套量为13mm。
[0020] 根据实际套量与目标套量的偏差，由公式4、5计算得到的新的冲击补偿值 (KgW)为 〇· 1302m/s。
[0021] 新的冲击补偿值应用到下块带钢，得到新的活套冲击补偿设定，其轧制结果如 图6，纵坐标为活套起套角度，横坐标为采样点，图中的原点为活套与带钢的接触时间点 ，活套6最高角度下降到20. 25度，系统稳定性增强。
【权利要求】
1. 一种利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法，其特征是，包括以下步骤： 步骤一、精轧初始数据设定与采集，按照钢种X厚度X宽度X机架的参数取得初始 冲击补偿值、起套角度目标值、冲击补偿延迟时间、实际补偿过渡时间，并通过 沒-计算得到目标套量上―； 步骤二、根据采集到的轧制数据计算活套实际起套角度0Α? ; 步骤三、根据活套实际起套角度计算活套实际起套套量; 步骤四、根据与的差值结合冲击补偿延迟时间、实际补偿过渡时间与机架后 滑值计算得到冲击补偿值修正值; 步骤五、利用冲击补偿值修正值对初始冲击补偿值进行修正，得到新的冲 击补偿值用于下一块同样钢的轧制。
2. 如权利要求1所述的利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法，其特征是： 通过活套起套角度0计算活套套量的具体方法为， L l· R cosO L - L -R cos^ T L4 = ----+-------L (3) cos a cosβ & sm θ~ H, 宜中· a = arctan----- ?. k+k 細 ctan 生 =生3, L为活套前后机架之间的间距 U为活套运动轴到前一机架的间距 L2为活套运动轴到活套辊轴心之间的水平距离，= COS沒 氏为活套运动轴到水平轧线之间的垂直距离 札为活套臂长度 R2为活套辊半径。
3. 如权利要求1所述的利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法，其特征是： 所述步骤二中根据采集到的轧制数据计算活套实际起套角度的具体方法如下，采集 得到的活套开环最大角度咬钢过程最大角度,活套起套调整过程以活套 与带钢的接触时间点rs_为起始点，根据经验设定活套起套过程的评估时间τ， Α = Β__丑。-;f_ α) TBgMngle + TLowAngle 为活套角度高套角度目标值段持续时·丨旬， pnrt· , ιπγ* μγ? ^ ffighAngk ^ LowAngh -丄 B为调节参数，B = 0. 5?1. 0,为模型配置参数由经验取值； ^Act = ^startA4ax + (1- ' ^Max (2)。
4.如权利要求1所述的利用冲击补偿自动稳定精轧活套起套角度的方法，其特征是： 所述步骤五中，新的冲击补偿值iV^inew)具体计算为， Nd(fieiv) = Nci(1 -- γ) f {Ν? + ANd)· γ (5) 式中：为冲击补偿值修正值 Λ1^为初始冲击补偿值 f为模型学习系数，由经验取得。
【文档编号】B21B37/00GK104107836SQ201310135319
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月18日 优先权日:2013年4月18日
【发明者】张健民, 李家波, 盛磊 申请人:宝山钢铁股份有限公司