一种热轧带钢镰刀弯控制方法及系统与流程

本发明涉及热轧带钢生产技术领域，尤其涉及一种热轧带钢镰刀弯控制方法及系统。

背景技术：

热轧带钢是重要的钢铁产品，热连轧是热轧带钢生产的主要方式之一。图1为典型的热轧带钢生产线的结构示意图。其生产工艺为：板坯在加热炉中加热，经高压水除鳞、粗轧机粗轧、精轧机精轧之后，进行层流冷却，最后在卷取机中完成卷取。经过粗轧后的板坯也称中间坯。但是，在实际热轧带钢生产中，中间坯往往存在一定的镰刀弯，如图2所示，会对后续的精轧造成不利影响，容易导致轧制镰刀弯和跑偏废钢事故。

对此，目前轧机普遍缺乏相应的控制手段。生产中操作工需要根据实际轧制情况进行及时干预，具有较大的不确定性和误差。随着高强度热轧板带产品以及薄、硬规格产品的日益增多，热轧轧制镰刀弯、跑偏等问题日益突出，成为热轧生产的焦点问题之一。

镰刀弯问题源于非对称轧制，即轧机入口与出口的板坯比例楔形不相等。造成非对称轧制的因素众多，主要包括轧件、轧机和轧制对中性三方面，如轧件方面有板坯来料的镰刀弯、楔形度和温度均匀性。

对于板坯来料温度均匀性导致的非对称轧制问题，现有技术公开了一种基于温度检测的镰刀弯和跑偏控制方法，是通过在轧机入口安装温度检测装置，测量板坯横向温度差，由此得到轧机两侧轧制力偏差和辊缝偏差，并对轧机两侧辊缝进行补偿，从而实现镰刀弯和跑偏控制。但对于板坯楔形导致的跑偏和镰刀弯无法控制。

为了控制轧制过程的镰刀弯，现有技术公开了一种基于视觉检测的镰刀弯控制方法，即通过轧机出口安装高速相机，实时检测带钢位置，并把跑偏信息传递给轧机压下系统，动态调整轧机两侧压下，从而实现镰刀弯和跑偏控制。但该方法需要安装板坯位置检测与自动跑偏控制系统，实施投资大，周期长。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种热轧带钢镰刀弯控制方法。该方法包括如下步骤：s1.计算粗轧后的板坯的镰刀弯的曲率ρ；s2.根据所述曲率ρ，计算精轧机的辊缝楔形补偿量δs；s3.根据所述辊缝楔形补偿量δs，对所述精轧机的辊缝值进行控制。

进一步地，该方法所述的步骤s2进一步包括：根据如下公式计算所述辊缝楔形补偿量δs，δs＝-b·h·ρ，其中，b为所述精轧机的出口处的板坯的宽度，h为所述精轧机的出口处的板坯的厚度。

进一步地，该方法所述的精轧机包括n幅机架，所述步骤s2进一步包括：根据如下公式，计算所述精轧机的每幅所述机架的辊缝楔形补偿量δsi：δsi＝-b·hi·ρ,i＝1,2,...,n，其中，b为所述精轧机的出口处的板坯的宽度，hi为各所述机架的出口处的板坯的厚度。

进一步地，该方法所述的步骤s1进一步包括：在所述板坯的中心线上选择任意三点，检测所述三点中每两点之间的距离a、b和c，根据如下公式计算所述曲率ρ：

进一步地，该方法所述的步骤s3进一步包括：将所述镰刀弯弯向的那一侧的对侧的辊缝值减少|δs|。

进一步地，该方法所述的步骤s3进一步包括：将所述镰刀弯弯向的那一侧的对侧的各所述机架的辊缝值减少|δsi|，其中i为机架的编号。

进一步地，该方法所述机架的个数n为5～7个。

本发明还提供了一种热轧带钢镰刀弯控制系统，包括宽度测量仪和计算机控制系统，所述宽度测量仪设置在粗轧机之后、精轧机之前，其中：所述宽度测量仪用来测量粗轧之后的板坯的中心线的位置，并实时地将所述板坯的中心线上各点的位置传输给所述计算机控制系统，所述计算机控制配置为：在所述板坯的中心线上各点的位置的数据中选择任意三点的位置，并计算这三点中每两点之间的距离a、b和c，以及根据如下公式计算镰刀弯的曲率ρ：根据如下公式计算所述辊缝楔形补偿量δs：δs＝-b·h·ρ，其中，b为所述精轧机的出口处的板坯的宽度，h为所述精轧机的出口处的板坯的厚度；将所述镰刀弯弯向的那一侧的对侧的辊缝值减少|δs|。

进一步地，所述热轧带钢镰刀弯控制系统还包括宽度测量仪和计算机控制系统，所述宽度测量仪设置在粗轧机之后、精轧机之前，所述精轧机包括n幅机架，其中：所述宽度测量仪用来测量粗轧之后的板坯的中心线的位置，并实时地将所述板坯的中心线上各点的位置传输给所述计算机控制系统，所述计算机控制配置为：在所述板坯的中心线上各点的位置的数据中选择任意三点的位置，并计算这三点中每两点之间的距离a、b和c，以及根据如下公式计算镰刀弯的曲率ρ：根据如下公式计算所述精轧机的每幅所述机架的辊缝楔形补偿量δsi：δsi＝-b·hi·ρ,i＝1,2,...,n，其中，b为所述精轧机的出口处的板坯的宽度，hi为各所述机架的出口处的板坯的厚度；将所述镰刀弯弯向的那一侧的对侧的各所述机架的辊缝值减少|δsi|，其中i为机架的编号。

本发明提供的热轧带钢镰刀弯控制方法及系统，对比现有技术，减少了轧制跑偏废钢，提高了热轧轧制的稳定性和带钢产品的板形质量，同时也降低了大量投资成本，实施周期及人工支出。

附图说明

图1为典型的热轧带钢生产线的结构示意图；

图2为板坯的镰刀弯的示意图；

图3为本发明的热轧带钢镰刀弯控制方法的流程示意图；

图4为本发明的热轧带钢镰刀弯控制方法的板坯的中心线上任意三点的坐标的示意图；

图5为本发明的热轧带钢镰刀弯控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图，对本发明的结构以及工作原理等作进一步的说明。

参照图3，为本发明的热轧带钢镰刀弯控制方法的流程示意图，该方法先执行步骤s1：计算粗轧后的板坯的镰刀弯的曲率ρ。

板坯的镰刀弯的曲率ρ的计算方法为：在板坯的中心线上选择任意三点，如图4所示，点a(xa,ya)、点b(xb,yb)和点c(xc,yc)。为了保证精确度，优选地，a、b、c三点的坐标的单位为mm。随后通过计算这三点中每两点之间的距离a、b和c，其中，得到每两点之间的距离a、b和c后，再根据如下公式计算曲率ρ：

计算得出板坯的镰刀弯的曲率ρ后，执行步骤s2：根据曲率ρ，计算精轧机的辊缝楔形补偿量δs。其中，辊缝楔形补偿量δs根据如下公式计算：

δs＝-b·h·ρ，

其中，b为精轧机的出口处的板坯的宽度，单位为mm，h为精轧机的出口处的板坯的厚度，单位为mm。

通常精轧机包括n幅机架，n通常为5～7，因此，辊缝楔形补偿量δs还可以针对各个机架进行分别控制，即每幅机架的辊缝楔形补偿量δsi为：

δsi＝-b·hi·ρ，

其中，i＝1,2,...,n为机架的编号，b为精轧机的出口处的板坯的宽度，单位为mm，hi为编号为i的机架的出口处的板坯的厚度，单位为mm。

当执行完步骤s2后，继续执行步骤s3，根据辊缝楔形补偿量δs，对所述精轧机的辊缝值进行控制，即将镰刀弯弯向的那一侧的对侧的辊缝值减少|δs|。当对各个机架的辊缝进行分别控制时，可以将各机架中镰刀弯弯向的那一侧的对侧的的辊缝值减少|δsi|，其中i为机架的编号。

以下结合具体实施例对本发明的热轧带钢镰刀弯控制方法进行详细说明。

在热轧产品的生产过程中，板坯的宽度为1250.0mm、厚度为38.0mm。由宽度测量仪的实测数据得到板坯的中心线上任意三点a、b、c的坐标分别为：a(1000，-7)、b(2000,2)、c(3000，-4)。该精轧机包括7幅机架，各机架的出口处的板坯厚度如表1所示。

表1：各架轧机出口厚度

将a、b、c三点的坐标值带入公式中，计算出这三点中每两点之间的距离为：

单位为mm。

然后根据公式计算出板坯的镰刀弯的曲率ρ的值为：ρ＝1.49991×10^-5。

随后将曲率ρ的值、板坯的宽度1250.0mm及表1中各机架的出口处的板坯厚度的值代入公式δsi＝-b·hi·ρ，其中i＝1,2,...,7，可以计算出各幅机架的辊缝楔形补偿量δsi。如表2所示：

表2：各架轧机辊缝楔形补偿量

参照图5，为本发明的热轧带钢楔形控制系统的结构示意图，其中精轧机包括n幅机架。该系统包括宽度测量仪1和计算机控制系统2。宽度测量仪1设置在粗轧机之后、精轧机之前。

在带钢经过粗轧之后，宽度测量仪1在该设置处测量板坯的中心线的位置，并实时地将板坯的中心线上各点的位置传输给计算机控制系统2。

计算机控制系统2配置为：

在所接收到的板坯的中心线上各点的位置的数据中选择任意三点的位置，并计算这三点中每两点之间的距离a、b和c，其中每两点之间的距离a、b和c的计算公式分别为：以及根据如下公式计算镰刀弯的曲率ρ：

再根据如下公式计算精轧机的各幅机架的辊缝楔形补偿量δsi：

δsi＝-b·hi·ρ，其中，i＝1,2,...,n为各幅机架的编号，b为精轧机的出口处的板坯的宽度，单位为mm，hi为编号为i的机架的出口处的板坯的厚度，单位为mm；

随后计算机控制系统2控制精轧机的各幅机架对板坯的镰刀弯进行补偿，即控制各个机架将镰刀弯弯向的那一侧的对侧的辊缝值减少|δsi|。

以上具体实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不能用于限定本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。