一种涉及热轧带钢头部的活套控制方法与流程

本发明属于热轧活套控制技术领域，提供了一种涉及热轧带钢头部的活套控制方法。

背景技术：

在带钢热连轧过程中，活套对连轧关系的形成和稳定起着重要作用。轧制过程中，虽然活套高度控制并不由活套装置本身来完成，而是通过调节前机架及后机架主传动的速度实现的，活套装置本身只为带钢提供张力，但活套辊的抬起并接触带钢的控制却是由活套控制本身完成的。

热连轧精轧机组一般有7个机架、6个活套装置，几号活套对应几号机架即4#活套对应4#机架，该活套下游机架则为5#机架。在热连轧机的生产过程中，如何能让带钢头部在7机架精轧机内稳定穿带是热轧生产面临的一个技术难题。通常带钢头部在穿带过程中会出现以下几个问题：头部拉窄、跑偏和轧破，造成这些后果的影响因素很多，但最直接的影响是机架间的秒流量平衡的破坏，表现出带钢在轧机间穿带过程的起套和拉钢现象，最常见的即为带钢头部的长距离拉窄，而当机架的流量偏差超过一定范围时，甚至发生废钢。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种涉及热轧带钢头部的活套控制方法，对带钢头部的套量和张力进行精确控制，可有效改善热轧板带头部在精轧机穿带过程中的发生的拉窄和轧破问题。

本发明是这样实现的，一种涉及热轧带钢头部的活套控制方法，该方法包括如下步骤：

s1、在plc控制接收到下游机架发送的咬钢信号时，活套采用固定转矩起套；

s2、起套完成后，判断是否进入头部活套的pi高度闭环控制，若判断为是，则基于头部活套的pi高度闭环控制对活套高度进行调节；

s3、在通过pi高度闭环控制对活套的高度进行调节后，判断是否需要对带钢头部流量进行补偿，若判断为是，则增大上游机架的速度修正量。

进一步的，所述固定转矩是基于轧制钢种及轧制钢种的厚度来确定。

进一步的，基于条件(1)来判断是否进入头部活套的pi高度闭环控制，条件(1)具体如下：

1a、活套角度的变化率小于设定变化率；

1b、液压缸的输出压力大于压力预设值；

1c、起套时间超过时间阈值；

若满足条件(1)任一条件，即进入头部起套的pi高度闭环控制。

进一步的，基于条件(2)来判断是否进入头部活套的pi高度闭环控制，条件(2)具体如下：

2a、活套的角度偏差量大于偏角差量预设值；

2b、活套张力偏差量大于张力差量预设值；

若满足条件(2)中的任一条件，则增大上游机架的速度修正量，以补充带钢头部的流量损失。

进一步的，若条件(2)中的两个条件均不满足，则基于头部活套的pi高度闭环控制对活套高度进行调节，结束头部起套的控制。

本发明提供的基于热轧带钢头部的活套控制方法具有如下有益技术效果：

在控制方法中加入一种热金属流量补偿控制功能，通过快速调节活套套量来及时补偿头部流量的损失，可有效改善热轧板带头部在精轧机穿带过程中的发生的拉窄和轧破问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的头部活套的pi高度闭环控制原理图；

图2为本发明实施例提供的加入流量补充功能的活套高度控制原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在带钢头部穿带活套的起套过程，按钢种和轧制钢种的厚度选择活套的起套力矩，之后，加入一种热金属流量补偿控制功能，此功能通过快速调节活套套量的方式及时补偿头部的流量的损失，改善头部稳定轧制的问题。

在本发明实施例中，基于热轧带钢头部的活套控制方具体包括如下步骤：

s1、建套阶段：在plc控制接收到下游机架发送的咬钢信号时，活套采用固定转矩起套，本发明实施例中的固定转矩是基于轧制钢种及轧制钢种的厚度来确定；

当plc控制器接收到下游机发送的架咬钢信号时，活套开始头部建套，在未接触到带钢时，采用固定转矩起套。建立钢种-钢种厚度-起套力矩参数表，基于钢种和轧制钢种的厚度选择力矩数值，不同的钢种和厚度使用不同的起套力矩。

s2、起套完成后，判断是否进入头部活套的pi高度闭环控制，若判断为是，则基于头部活套的pi高度闭环控制对活套高度进行调节；

在本发明实施例中，基于条件(1)来判断是否进入头部活套的pi高度闭环控制，条件(1)具体如下：1a、活套角度的变化率小于设定变化率，例如设定变化率取值为2.0deg/s；1b、液压缸的输出压力大于压力预设值，压力预设值为55kn；1c、起套时间超过时间阈值，时间阈值为850ms；若满足条件(1)任一条件，即进入头部起套的pi高度闭环控制，若条件(1)中三个条件均不满足，则说明钢铁的轧制出现异常，为废钢；

pi高度控制原理图如图1所示，活套的高度即上下游机架的金属流量平衡值，是由套量调节的，而套量调节值是由上游机架的速度修正量δv实现的，上游机架的速度修正量δv如式(1)：

其中，δlref为设定套量，δl为实际套量，由角度编码器测量计算得，δl为偏差套量，即实际套量与设定套量的差值，s为传递函数中的复变量，kp为比例控制增益；ki为积分控制增益，再加入总控制增益kt，和角度偏移量增益kc，kp、ki、kt及kc均为经验参数，根据生产线的调试效果来确定。

s3、在通过pi高度闭环控制对活套的高度进行调节后，判断是否需要对带钢头部流量进行补偿，若判断为是，则增大上游机架的速度修正量。

基于条件(2)来判断是否进入头部活套的pi高度闭环控制，条件(2)具体如下：2a、活套的角度偏差量大于偏角差量预设值；2b、活套张力偏差量大于张力差量预设值；若满足条件(2)中的任一条件，则对上游机架的速度进行进一步修订，以补充带钢头部的流量损失，若条件(2)中的两个条件均不满足，则基于头部活套的pi高度闭环控制对活套高度进行调节。

当传统高度的pi调节的套量无法满足因厚度设定偏差等原因造成的头部流量损失时，通过设定的条件(2)判断是否选择加入流量补偿功能，加入流量补充功能的活套高度控制原理图如图2所示。条件(2)的参数设定具体如表1所示：

表1条件(2)的参数设定表

当活套的角度偏转差量大于1.0度，或者是活套张力大于2.0mpa，即判断使用条件为on时，即进入流量补偿功能的套量调节。在此调节方法中，加入以下新控制增益：kth为流量补偿主增益；kph为流量补偿比例增益；kih为流量补偿积分增益，则输出的上游机架的速修正度量δv，上游机架的速度修正量δv如式(2)：

其中，kth、kph及kih均为经验参数，δl为套量偏差、s为传递函数中的复变量；通过大增益，加大上游机架的加速比例，达到补偿流量损失，降低拉钢张力的效果。

当活套的角度偏转差量小于等于偏角差量预设值，或者是活套张力小于等于张力偏差预设值，即判断使用条件为off(高度进入稳态控制)时，控制增益恢复到正常值，上游机架的速度修正量δv则基于公式(1)进行计算，结束头部起套控制，进入中部稳态控制。

本发明提供的基于热轧带钢头部的活套控制方法具有如下有益技术效果：

1.在带钢头部穿带活套的起套过程，针对不同钢种规格及厚度选择活套的起套力矩。

2.在控制方法中加入一种热金属流量补偿控制功能，通过快速调节活套套量来及时补偿头部流量的损失，可有效改善热轧板带头部在精轧机穿带过程中的发生的拉窄和轧破问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。