一种低成本消除板坯楔形的宽度控制方法与流程

本发明属于热轧板带粗轧工艺领域，尤其涉及一种低成本消除板坯楔形的宽度控制方法，适用于只有一台粗轧立辊轧机的热轧机组。

背景技术：

单立辊轧机生产线(热轧粗轧机组只有一台立辊轧机)相对常规板坯热连轧生产线投资省、设备少，一般粗轧只布置一台测宽仪。受一台立辊轧机、一台测宽仪设备限制，宽度自动控制功能只有两项—短行程awc与轧制力awc，宽度控制保证能力相对弱。

典型单立辊轧机生产线与常规板坯热连轧生产线宽度控制方面设备、测宽仪表对比如下：

由于单立辊轧机生产线的轧钢工序宽度控制设备只有e1(立辊轧机)，该轧机最大侧压量50mm，当该设备前没有测宽仪时，不能实现宽度前馈控制。当坯料宽度出现楔形时(即使符合国标yb/t2012-2004规定连铸板坯宽度楔形标准，实际头尾宽度差在0至20mm之间)，轧钢工序宽度控制精度指标会下降，严重时出现局部超宽或窄尺，造成不合格品。

国标yb/t2012-2004规定连铸板坯宽度楔形标准：距离板坯首尾150mm处的宽度差│w-w2│≤20mm。

国内外现有技术情况：热轧带钢宽度控制因各条生产线设备装备不同，控制功能随其设备装备而增减。一般装备液压立辊轧机生产线都具备awc功能，粗轧有短行程awc、轧制力awc、前馈awc、动态设定4项awc功能。其中前馈awc功能可以解决坯料宽度楔形问题，awc功能中前馈awc与动态设定功能需要在立辊轧机前装备测宽仪，根据测宽仪实际测量板坯宽度数据进行控制。如果立辊轧机前没有装备测宽仪，又没有其他控宽设备，坯料宽度楔形不可控。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种低成本消除板坯楔形的宽度控制方法，在立辊轧机前不装备测宽仪，又没有其他控宽设备的条件下，以最低的成本消除板坯楔形，解决板坯宽度楔形导致的成品带钢宽度不良问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种低成本消除板坯楔形的宽度控制方法，在粗轧第一轧制道次从头至尾全长的轧制过程中，记录带钢头尾实际宽度，并计算头尾宽度差；在第三轧制道次从头至尾全长的边部轧制过程中，根据头尾宽度差，通过立辊辊缝的动态设定，动态调整粗轧出口宽度，具体包括以下步骤：

1)在第一道次与第二道次转换及第三道次宽度测量结束时开始运行二级模型接收数据处理程序，二级设定计算程序在粗轧第二道次平辊咬钢时开始运行；

①为了消除一级传递上来的宽度偏差实际反馈值中的错误数据，对第一道次宽度偏差实际值进行平滑处理：

式(1)中：⊿rdw(i)是保存的第一道次宽度偏差的实际值；

tsn是总采样点数，由测宽仪实际采样个数确定；

②当前卷第一道次的单位宽度楔形值：

式(2)中，ctpcr1为当前卷第一道次的单位宽度楔形值；

nsn是头部非稳定区域采样点个数，范围16～45，必须覆盖非稳定区域；

③单位宽度楔形控制参数，直接作用于第三道次立辊辊缝：

tpcr＝g1×ctpcr1+(1-ftpcr)×ltpcr3(3)

式(3)中，tpcr是当前卷的单位宽度楔形控制参数，单位mm，直接作用到第三道次立辊的每个开口度扫描周期；

g1是单位宽度楔形控制参数当前调节增益，范围0.5～1.5；

ftpcr是单位宽度楔形控制参数学习调节增益，范围0～1；

ltpcr3是上一卷钢第三道次的实际单位宽度楔形值，计算方法同式(2)，初始值为0；数据处理方法同式(1)；

④单位宽度楔形控制参数可信度判断：

如果tpcr＜lmt2或tpcr＞lmt1更新单位宽度楔形控制参数tpcr，否则当前tpcr值无效，单位宽度楔形控制参数tpcr不更新，仍然使用上一卷的tpcr；

lmt1是单位宽度楔形控制参数偏差的下限；

lmt2是单位宽度楔形控制参数偏差的上限。

在第三轧制道次立辊头部短行程awc执行过后一级控制系统开始执行单位宽度楔形控制参数，每个扫描周期立辊开口度调整量为tpcr，在尾部短行程awc执行时停止；执行时不投入轧制力awc功能；

第一道次与第二道次转换时启动二级模型接收数据处理程序，以兼顾生产效率及尽可能多的数据量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明适用于粗轧无入口测宽仪且不能实现宽度前馈控制的中薄板坯生产线，粗轧采用3道次轧制，可消除板坯小于20mm的楔形。由于预先控制板坯宽度楔形，在一定程度上起到宽度前馈控制作用，节省了测宽仪表的投资，该功能在济钢1700asp生产线稳定投入10年，消除板坯小于20mm的楔形，效果一直很好。

附图说明

图1是非稳定区域与稳定区域的定义图。

图2是控制流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

低成本消除板坯楔形的宽度控制方法，适用于粗轧无入口测宽仪且不能实现宽度前馈控制的中板坯(厚度135-170mm)生产线，用于粗轧3道次轧制，可消除板坯小于20mm的楔形；在粗轧第一轧制道次从头至尾全长的轧制过程中，记录带钢头尾实际宽度，并计算头尾宽度差(楔形)。第三轧制道次从头至尾全长的边部轧制过程中，根据楔形大小，通过立辊辊缝的动态设定，动态调整粗轧出口宽度；当粗轧设定计算正常，awc采样数据正常时进行操作，实际结果数据由一级计算机提供，粗轧机设定数据从其他功能输入到本功能，具体流程见图2。

低成本消除板坯楔形的宽度控制方法，具体包括以下步骤：

1)在第一道次与第二道次转换及第三道次宽度测量结束时开始运行二级模型接收数据处理程序，二级设定计算程序在粗轧第二道次平辊咬钢时开始运行。

①为了消除一级传递上来的宽度偏差实际反馈值中的错误数据，对第一道次宽度偏差实际值进行平滑处理：

式(1)中：⊿rdw(i)是保存的第一道次宽度偏差的实际值；

tsn是总采样点数，由测宽仪实际采样个数确定。

②当前卷第一道次的单位宽度楔形值：

式(2)中，ctpcr1为当前卷第一道次的单位宽度楔形值；

nsn是头部非稳定区域采样点个数(根据轧件实际形状人工经验确定，范围16～45，必须覆盖非稳定区域)。

③单位宽度楔形控制参数，直接作用于第三道次立辊辊缝：

tpcr＝g1×ctpcr1+(1-ftpcr)×ltpcr3(3)

式(3)中，tpcr是当前卷的单位宽度楔形控制参数，单位mm，直接作用到第三道次立辊的每个开口度扫描周期；

g1是单位宽度楔形控制参数当前调节增益，根据实际宽度控制结果人工经验给定，范围0.5～1.5；

ftpcr是单位宽度楔形控制参数学习调节增益，根据实际宽度控制结果人工经验给定，范围0～1；

ltpcr3是上一卷钢第三道次的实际单位宽度楔形值，计算方法同式(2)，初始值为0，数据处理方法同式(1)。

④单位宽度楔形控制参数可信度判断：

如果tpcr＜lmt2或tpcr＞lmt1更新单位宽度楔形控制参数tpcr，否则当前tpcr值无效，单位宽度楔形控制参数tpcr不更新，仍然使用上一卷的tpcr；

lmt1是单位宽度楔形控制参数偏差的下限；

lmt2是单位宽度楔形控制参数偏差的上限。

2)在第三轧制道次立辊头部短行程awc执行过后一级控制系统开始执行单位宽度楔形控制参数，每个扫描周期立辊开口度调整量为tpcr，在尾部短行程awc执行时停止。执行本发明控制方法时不能投入轧制力awc功能。

第一道次与第二道次转换时启动模型接收数据处理程序，以兼顾生产效率及尽可能多的数据量。

本发明方法在济钢1700asp生产线应用，投入该功能前平均每个轧制周期4卷左右成品头尾宽度楔形大于5mm，投入该功能后可降低到1卷以下，提高了带钢宽度保证能力。在济钢1700asp生产线宽度指标保证值验收考核时为指标顺利通过起到重要的作用。在济钢1700asp生产线稳定投入10年，消除板坯小于20mm的楔形，效果一直很好；.粗轧采用3道次轧制，由于预先控制板坯宽度楔形，在一定程度上起到宽度前馈控制作用。本发明在一定程度上起到以软件代替硬件的作用，节省了测宽仪表的投资，对于倡导低碳经济的今天，在普通热轧生产线的设计过程中有极大的推广价值。