一种热轧精轧多级穿带速度的控制方法与流程

本发明涉及一种热连轧板带钢轧制速度的控制方法，特别涉及一种热轧精轧多级穿带速度的控制方法，属于热连轧精轧带钢生产控制领域。
背景技术：
热轧精轧带钢头部温度的准确控制直接影响到带钢穿带的稳定性、精轧终轧温度的精度以及产品的成材率。终轧温度的高低，不但对轧制力和负荷分配产生影响，而且对热轧带钢的内部组织性能及其机械性能也会产生重要影响。如果终轧温度过低，则带钢的金属塑性不好，屈服极限降低，伸长率减小，特别是影响冷轧后钢卷的深冲性能。带钢头部温度的控制一般都是通过模型计算的穿带速度来实现的，在实际生产中，对于板厚>2.3mm的厚带钢，终轧温度通过穿带速度的调整可以达到目标设定的温度内。而对于板厚≤2.3mm规格的薄带钢，当终轧目标温度为880℃以上时，带钢头部的实际温度都小于终轧目标温度，从而影响终轧温度的命中率和带钢性能。调整热轧精轧的轧制速度，特别是提高穿带速度，提高轧制节奏，减少带钢头部在精轧区的温降，从理论上来说，是比较可行、有效的，但是如果一味提高穿带速度，可能会造成带钢在层流辊道上起套，带钢在穿带时不稳定，造成精轧废钢等问题。目前通过热轧精轧多级穿带的方法可以有效解决该问题，它通过利用精轧前机架，如f0-f2，因带钢较厚穿带速度较小，具有较大升速空间的特点，达到提升带钢头部温度的目的。申请公布号cn103252359a的中国专利申请一种控制终轧温度的两级穿带方法，公开的技术方案是，先确定一级穿带速度和二级穿带速度，在带钢进精轧前使用一级穿带速度，带钢头部进入精轧机的f2机架后，转入二级穿带速度。申请公布号cn103170506a的中国专利申请一种热轧精轧多级穿带速度控制方法，公开的技术方案：先确定初始穿带速度，当监测到的终轧温度低于目标温度时，按预定提速比例提高第一机架的速度，如果检测到的带钢温度还低于目标温度，按同样提升比例提高下块带钢的第二机架速度，以此类推，当最后一个提速机架咬钢后，恢复到原先的相应初始穿带速度。申请公布号cn104438359a的中国专利申请改善热轧带钢头部温度的方法，公开的技术方案：当带钢头部穿带时，让上游机架，通常为f1、f2、f3，采用高于常规速度的穿带速度，即发明中的一级穿带速度，在中间切换机架，通常为f3、f4，换档减速到常规穿带速度，完成下游机架的穿带，且根据常规穿带速度确定一级速度的提升比例，具体实施方式中公开的是从操作界面中输入一级穿带速度的提升比。但上述发明还存在局限：一、提速比例事先固定，无法长期准确保证带钢头部温度，假如通过调整，同规格带钢以一固定提升比例提升精轧第一和第二机架速度，提速机架数也达到最大，得到了较好的带钢头部温度，但精轧入口温度头部温度不是一成不变的，相同规格带钢头部温度在±10度内波动是非常正常的，由于初始穿带速度已到限，精轧入口温度低了10度，就会导致精轧出口温度同样低10度。二、提速比例事先固定，当第一机架提速后实际温度低于目标温度，提速第二机架又高于目标温度，会造成每块带钢头部温度来回震荡，一直达不到要求，需要人为对提速比例进行修正，无法根据带钢头部温度低点自动提升速度。技术实现要素：本发明的目的是提供一种热轧精轧多级穿带速度的控制方法，主要解决现有热轧精轧带钢温度控制精度低的技术问题，满足终轧温度的要求。本发明采用的技术方案，一种热轧精轧多级穿带速度的控制方法，包括以下步骤：s1、计算带钢在精轧机各机架的初始穿带速度，根据钢种分类和产品规格读取带钢的负荷分配系数，根据产品的中间坯厚度和精轧目标厚度计算精轧各机架厚度，按照产品要求的精轧目标温度计算带钢的初始穿带速度；s2、计算带钢通过精轧机减速机架前的各机架时的速度，根据多级穿带功能投用标志、带钢温度提升值、带钢温度提升修正值、精轧机减速机架及带钢提升速度的最大值计算带钢通过精轧机减速机架前的各机架时的速度，并确定带钢速度提升比例；s3、确定精轧机升速机架减速后的带钢目标速度，带钢在精轧机减速机架咬钢后进行减速，相应机架根据减速比例将带钢减速到要求的速度；s4、修正热轧精轧多级穿带速度的提升比例以及确定下次同类带钢温度提升修正值，对带钢头部温度段的进行温度采样，获取温度采样的低点值，精轧设定模型根据温度低点确定下次同类带钢温度提升修正值。所述步骤s1包括以下步骤：s11，取表，根据当前轧制带钢的钢种分类、厚度等级和宽度等级信息，从热轧过程控制计算机工艺规程表中取出相应层别的精轧机各机架的压下率分配系数i为精轧机的机架号；s12，计算精轧机各机架出口的带钢厚度，根据中间坯厚度h、精轧出口的带钢厚度h及精轧机各机架压下率系数按公式1计算精轧机各机架出口的带钢厚度，hi＝hi-1-dii＝1,···,6，公式1，公式1中，hi为精轧机第i机架出口的带钢厚度，h0＝h-d0，h为中间坯厚度；di为精轧机第i机架的压下量，i＝0，…，6；h为精轧出口的带钢厚度；ε为精轧机各机架压下率系数和，s13，计算带钢的秒流量，设置带钢初始穿带速度s，根据精轧目标厚度h，按公式2计算得到带钢的秒流量m，m＝s*h公式2，公式2中，m为带钢的秒流量，s为初始穿带速度；h为精轧结束后带钢的目标厚度；s14，计算精轧机各机架的带钢速度si，根据各机架厚度hi、秒流量m及秒流量相等原则，按公式3计算精轧机各机架的带钢速度si，通过计算得到精轧结束带钢温度t0，si＝m/hi公式3，公式3中，si为精轧机第i机架的带钢速度，hi为精轧机第i机架出口的带钢厚度，i为0,...,6代表机架号，m为秒流量为带钢的秒流量；s15，比较t和t0是否接近，t为产品要求的精轧结束带钢目标温度，结束条件取|t-t0|<1度，即温度t0与目标温度t接近，反之为不接近；s16，当温度t和t0接近时，得到精轧机各机架的带钢速度si和带钢初始秒流量m。s17，当温度t和t0不接近时，重复步骤s13，s14，s15。所述步骤是s2包括以下步骤：s21，取表，根据钢种和钢种分类、厚度宽度分类，从热轧工艺规程表和模型自学习表中取得多级穿带功能投用标志f、带钢温度提升值t1、精轧机减速机架号n(n<6)及带钢速度提升比例的最大值p，带钢温度自学习值t2；s22，确定带钢精轧结束的新目标温度，根据带钢温度提升值t1、带钢温度修正量t2，按公式4确定新目标温度:t'＝t+t1+t2公式4，公式4中，t'为带钢精轧结束的新目标温度，t为原精轧结束目标温度。s23，确定精轧机的升速机架和不升速机架，根据精轧机的减速机架号n确定精轧机的升速机架和不升速机架，精轧机升速机架为0，···，n，精轧机不升速机架为n+1，···，6；s24，计算精轧机升速机架的带钢秒流量，确定带钢初始升速比例p'，按公式5计算升速机架的带钢秒流量，m'＝m*p'公式5，公式5中，m'为精轧机升速机架的带钢秒流量，m为带钢的秒流量，p'为带钢初始升速比例，p'为0～p；s25，计算精轧机升速机架的带钢速度，按公式6计算精轧机升速机架的速度，s'i＝m'/hi公式6，公式6中，s'i为精轧机第i机架升速机架速度，i＝0,...,n；m'为精轧机升速机架的带钢秒流量，hi为精轧机第i机架出口的带钢厚度，i为0,...,6，代表精轧机的机架号；s26，计算带钢精轧出口温度t”，根据精轧机升速机架和不升速机架速度、厚度计算精轧出口温度t”；s27，比较计算温度t”与新目标温度t'是否接近，结束条件取|t”-t'|<1度，即温度t”与新目标温度t'接近，反之为不接近；s28，当温度t”与新目标温度t'接近时，按公式7计算带钢升速比例，p'＝m'/m公式7，公式7中，m'为精轧机升速机架的带钢秒流量，p'为带钢初始升速比例，m为秒流量为带钢的秒流量；s29，当温度t”与新目标温度t'不接近时，重复步骤s24、s25、s26、s27。所述步骤s3包括以下步骤：s31，基础自动化控制系统接受多级穿带功能投用标志f、减速机架号n，升速比例p'，精轧机升速机架速度s′i(i＝0,...,n)，精轧机不升速机架速度si(i＝n+1,...,6)，精轧机各机架的带钢厚度hi；s32，基础自动化控制系统根据f标志确定多级穿带功能是否投用，根据减速机架号n确定要减速的开始机架；s33，带钢进入精轧时，控制精轧机升速机架以速度s′i(i＝0,...,n)进行运行，s34，计算精轧机升速机架减速后的目标速度，在精轧机的减速机架n咬钢后，精轧机的升速机架开始减速，精轧机升速机架在n+1机架咬钢前减速到目标速度s”(i＝0,...,n)，精轧机升速机架减速后的目标速度按公式8计算，s″i＝s′i/p'(i＝0,...,n)公式8，公式8中，s”为精轧机升速机架减速后的带钢目标速度，p'为带钢初始升速比例，s′i为精轧机升速机架的带钢速度。所述步骤s4包括以下步骤：s41，计算带钢多级穿带温度修正值，带钢采用上述速度控制并轧制完成后，取带钢实际精轧出口头部段温度，根据带钢头部段温度确定带钢采样段的温度低点t3，按公式9计算带钢多级穿带温度修正值t'2，t'2＝t2+g*(t'-t3)公式9，公式9中，g为调整系数，设置为0.3；t3为采样段的带钢温度低点，t'为带钢精轧结束的新目标温度，t2为带钢多级穿带温度修正值，t'2为新带钢多级穿带温度修正值；s42，修正多级穿带速度提升比例p'，通过对温度提升修正值t2的自动调整，自动修正多级穿带速度提升比例p'，使该产品的温度提升值达到工艺制定要求。本发明精轧机各机架的速度计算遵守秒流量相等原则，即精轧机各机架的秒流量相等。本发明步骤s12是根据产品规格(精轧结束后带钢目标厚度和中间坯厚度)和工艺的压下率负荷分配系数，自动计算出精轧机各机架出口的带钢厚度hi；本发明步骤s13、s14、s15、s16、s17通过穿带速度的调整迭代计算精轧出口温度，当计算的精轧出口温度与精轧结束目标温度相等或接近时，迭代计算结束，得到精轧机各机架速度si和初始秒流量m。本发明步骤s22温度提升值t1，工艺可以根据钢种、产品规格分别设置，以满足不同产品要求。本发明步骤s24、s25、s26、s27通过精轧机升速机架穿带速度的调整迭代计算精轧出口温度，当计算的带钢精轧出口温度与带钢新精轧结束目标温度相等或接近时，迭代计算结束，得到升速机架的带钢速度和带钢秒流量m'。本发明步骤s33、s34，精轧机升速机架带钢秒流量相等为m'，精轧机不升速机架带钢秒流量为m，各自满足带钢秒流量相等原则，当精轧机减速机架n咬钢后进行减速，在精轧机n+1机架咬钢前减速到带钢目标速度si，由于减速后的带钢秒流量就是m，与精轧机不升速机架的带钢秒流量保持一致，符合带钢秒流量相等原则。本发明步骤s22、s41、s42的带钢温度修正值t2，主要根据带钢头部温度低点进行自动调整，带钢温度修正值不同，其计算的带钢升速比例p'也不同；通过带钢温度修正值的调整，使带钢头部温度与工艺要求的带钢温度提升接近。本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明可以根据产品要求设置温度提升值，可以满足各种产品规格要求。2、本发明可以自动计算升速比例，提高了速度计算和轧制力计算的精度，使精轧轧制更加稳定。3、本发明可以根据头部温度低点进行升速比例的自动调整，提高了带钢头部温度的控制精度。附图说明图1为本发明热轧精轧多级穿带速度的控制方法流程示意图图2为本发明方法初始穿带速度和带钢秒流量控制流程示意图图3为本发明方法带钢速度升速比例控制流程示意图具体实施方式参照图1，图2，图3，一种热轧精轧多级穿带速度的控制方法，包括以下步骤：s1、计算带钢在精轧机各机架的初始穿带速度，根据钢种分类和产品规格读取带钢的负荷分配系数，根据产品的中间坯厚度和精轧目标厚度计算精轧各机架厚度，按照产品要求的精轧目标温度计算带钢的初始穿带速度；s2、计算带钢通过精轧机减速机架前的各机架时的速度，根据多级穿带功能投用标志、带钢温度提升值、带钢温度提升修正值、精轧机减速机架及带钢提升速度的最大值计算带钢通过精轧机减速机架前的各机架时的速度，并确定带钢速度提升比例；s3、确定精轧机升速机架减速后的带钢目标速度，带钢在精轧机减速机架咬钢后进行减速，相应机架根据减速比例将带钢减速到要求的速度；s4、修正热轧精轧多级穿带速度的提升比例以及确定下次同类带钢温度提升修正值，对带钢头部温度段的进行温度采样，获取温度采样的低点值，精轧设定模型根据温度低点确定下次同类带钢温度提升修正值。所述步骤s1包括以下步骤：s11，取表，根据当前轧制带钢的钢种分类、厚度等级和宽度等级信息，从热轧过程控制计算机工艺规程表中取出相应层别的精轧机各机架的压下率分配系数i为精轧机的机架号；s12，计算精轧机各机架出口的带钢厚度，根据中间坯厚度h、精轧出口的带钢厚度h及精轧机各机架压下率系数按公式1计算精轧机各机架出口的带钢厚度，hi＝hi-1-dii＝1,···,6，公式1，公式1中，hi为精轧机第i机架出口的带钢厚度，h0＝h-d0，h为中间坯厚度；di为精轧机第i机架的压下量，i＝0，…，6；h为精轧出口的带钢厚度；ε为精轧机各机架压下率系数和，s13，计算带钢的秒流量，设置带钢初始穿带速度s，根据精轧目标厚度h，按公式2计算得到带钢的秒流量m，m＝s*h公式2，公式2中，m为带钢的秒流量，s为初始穿带速度；h为精轧结束后带钢的目标厚度；s14，计算精轧机各机架的带钢速度si，根据各机架厚度hi、秒流量m及秒流量相等原则，按公式3计算精轧机各机架的带钢速度si，通过计算得到精轧结束带钢温度t0，si＝m/hi公式3，公式3中，si为精轧机第i机架的带钢速度，hi为精轧机第i机架出口的带钢厚度，i为0,...,6代表机架号，m为秒流量为带钢的秒流量；s15，比较t和t0是否接近，t为产品要求的精轧结束带钢目标温度，结束条件取|t-t0|<1度，即温度t0与目标温度t接近，反之为不接近；s16，当温度t和t0接近时，得到精轧机各机架的带钢速度si和带钢初始秒流量m。s17，当温度t和t0不接近时，重复步骤s13，s14，s15。所述步骤是s2包括以下步骤：s21，取表，根据钢种和钢种分类、厚度宽度分类，从热轧工艺规程表和模型自学习表中取得多级穿带功能投用标志f、带钢温度提升值t1、精轧机减速机架号n(n<6)及带钢速度提升比例的最大值p，带钢温度自学习值t2；s22，确定带钢精轧结束的新目标温度，根据带钢温度提升值t1、带钢温度修正量t2，按公式4确定新目标温度:t'＝t+t1+t2公式4，公式4中，t'为带钢精轧结束的新目标温度，t为原精轧结束目标温度。s23，确定精轧机的升速机架和不升速机架，根据精轧机的减速机架号n确定精轧机的升速机架和不升速机架，精轧机升速机架为0，···，n，精轧机不升速机架为n+1，···，6；s24，计算精轧机升速机架的带钢秒流量，确定带钢初始升速比例p'，按公式5计算升速机架的带钢秒流量，m'＝m*p'公式5，公式5中，m'为精轧机升速机架的带钢秒流量，m为带钢的秒流量，p'为带钢初始升速比例，p'为0～p；s25，计算精轧机升速机架的带钢速度，按公式6计算精轧机升速机架的速度，s'i＝m'/hi公式6，公式6中，s'i为精轧机第i机架升速机架速度，i＝0,...,n；m'为精轧机升速机架的带钢秒流量，hi为精轧机第i机架出口的带钢厚度，i为0,...,6，代表精轧机的机架号；s26，计算带钢精轧出口温度t”，根据精轧机升速机架和不升速机架速度、厚度计算精轧出口温度t”；s27，比较计算温度t”与新目标温度t'是否接近，结束条件取|t”-t'|<1度，即温度t”与新目标温度t'接近，反之为不接近；s28，当温度t”与新目标温度t'接近时，按公式7计算带钢升速比例，p'＝m'/m公式7，公式7中，m'为精轧机升速机架的带钢秒流量，p'为带钢初始升速比例，m为秒流量为带钢的秒流量；s29，当温度t”与新目标温度t'不接近时，重复步骤s24、s25、s26、s27。所述步骤s3包括以下步骤：s31，基础自动化控制系统接受多级穿带功能投用标志f、减速机架号n，升速比例p'，精轧机升速机架速度s′i(i＝0,...,n)，精轧机不升速机架速度si(i＝n+1,...,6)，精轧机各机架的带钢厚度hi；s32，基础自动化控制系统根据f标志确定多级穿带功能是否投用，根据减速机架号n确定要减速的开始机架；s33，带钢进入精轧时，控制精轧机升速机架以速度s′i(i＝0,...,n)进行运行，s34，计算精轧机升速机架减速后的目标速度，在精轧机的减速机架n咬钢后，精轧机的升速机架开始减速，精轧机升速机架在n+1机架咬钢前减速到目标速度s”(i＝0,...,n)，精轧机升速机架减速后的目标速度按公式8计算，s″i＝s′i/p'(i＝0,...,n)公式8，公式8中，s”为精轧机升速机架减速后的带钢目标速度，p'为带钢初始升速比例，s′i为精轧机升速机架的带钢速度。所述步骤s4包括以下步骤：s41，计算带钢多级穿带温度修正值，带钢采用上述速度控制并轧制完成后，取带钢实际精轧出口头部段温度，根据带钢头部段温度确定带钢采样段的温度低点t3，按公式9计算带钢多级穿带温度修正值t'2，t'2＝t2+g*(t'-t3)公式9，公式9中，g为调整系数，设置为0.3；t3为采样段的带钢温度低点，t'为带钢精轧结束的新目标温度，t2为带钢多级穿带温度修正值，t'2为新带钢多级穿带温度修正值；s42，修正多级穿带速度提升比例p'，通过对温度提升修正值t2的自动调整，自动修正多级穿带速度提升比例p'，使该产品的温度提升值达到工艺制定要求。实施例1，带钢参数如下，中间坯厚度h为35.593mm，精轧结束后带钢厚度h为2.0mm，带钢宽度1020mm，精轧结束温度t为860℃，钢种sphc，钢种分类为3，厚度等级为102，其读取的各机架压下率系数和通过公式1计算的精轧各机架的带钢厚度hi见表1。表1本发明实施例带钢通过精轧各机架的压下率和带钢厚度hi类别f0f1f2f3f4f5f6压下率/％10.36080.21120.10910.05270.0330.017厚度/mm16.8010.026.043.993.002.382.06通过钢种分类3，厚度等级102，读取的减速机架n，最大升速率p，温度提升值t1，温度修正值t2。见热轧工艺规程表参数见表2。表2本发明实施例热轧工艺规程表参数上述步骤s1，根据产品规格、精轧机各机架的带钢厚度，计算带钢初始秒流量m为1224.83mm*mpm，其计算的精轧机各机架带钢速度si、轧制力见表3。表3本发明实施例带钢在精轧机各机架的初始穿带速度si和机架轧制力类别f0f1f2f3f4f5f6速度/mpm72.9122.3202.8306.8407.6514.9592.1轧制力/吨1497113811611089844787643上述步骤s2，根据多级穿带功能投用标志f为1、带钢温度提升值t1为6、带钢温度提升修正值t2为0、精轧减速机架n为2，带钢提升速度的最大值p为0.2，计算精轧机升速机架的带钢秒流量m'为1347.68mm*mpm，精轧机未升速机架的带钢秒流量m为1224.83mm*mpm，带钢升速率p'为0.10；其计算的精轧机各机架的带钢速度s'i、轧制力见表4。表4本发明实施例带钢在精轧各机架的穿带速度s'i和机架轧制力类别f0f1f2f3f4f5f6速度/mpm80.2134.4223.1306.8407.6514.9592.1轧制力/吨1501113211511061824769623上述步骤s3，基础自动化控制系统根据表4数据进行速度控制；根据多级穿带投用标志1，精轧减速机架号2，当精轧f2机架咬钢前，精轧机各机架带钢速度为表4的速度；当精轧f2机架咬钢后，进行减速控制，在精轧机f3机架咬钢前，带钢速度减到目标速度即减速到表3的精轧机f0、f1、f2机架的速度，精轧机f3、f4、f5、f6机架按原带钢速度进行控制，直到精轧机f6机架咬钢，完成多级穿带整个控制过程。上述步骤s4，该块带钢完成轧制后，其采样的带钢头部温度低点t3为858℃，温度提升修正值t'2＝0+(860+6-858)*0.5＝4。如果下块带钢是同规格带钢，再通过步骤s1、s2、s3、s4模型对下块带钢进行计算，控制。如，通过钢种分类3，厚度等级102，读取的热轧过程控制计算机工艺规程表数据，多级穿带功能投用标志1、带钢温度提升值6、带钢温度提升修正值4、精轧机减速机架2及带钢提升速度的最大值0.2，精轧设定模型计算的下块同规格带钢的精轧机升速机架的带钢秒流量为1409.11mm*mpm，精轧机未升速机架的带钢秒流量为1224.83mm*mpm，带钢升速率为0.15；其计算的精轧机各机架的带钢速度、各机架轧制力见表5。表5本发明实施例轧制的下块同规格的带钢通过精轧各机架si的速度和各机架的轧制力类别f0f1f2f3f4f5f6速度/mpm83.9140.5233.2306.8407.6514.9592.1轧制力/吨1508113211481050816762624这样，通过对温度修正值的不断调整，不断调整升速比例，使精轧头部温度满足工艺要求。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。当前第1页12