控制热轧带钢尾部宽度的方法及装置与流程

本发明涉及热轧板带制造技术领域，尤其涉及控制热轧带钢尾部宽度的方法及装置。

背景技术：

热轧带钢宽度指标是带钢外形尺寸中一个非常重要的参数，带钢宽度控制精度反映着一个钢铁企业的产品质量，是热轧生产中需要重点控制的关键指标。

但是在热轧生产过程中，受金属变形流动性影响，成品带钢常出现尾部宽度超差问题。现有技术中，为了对带钢尾部宽度进行控制，一般是借助立辊进行宽度控制。但由于对立辊作用点位置的设置以及立辊侧压力大小的设置不够精确，导致对带钢宽度的控制精度不高。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于解决现有技术中对带钢宽度的控制精度不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种控制热轧带钢尾部宽度的方法，所述方法包括：

当检测到成品带钢为尾部超宽带钢时，获取所述尾部超宽带钢对应的尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度；

根据所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度；

根据所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度确定短行程控制的起始点以及短行程控制的距离；

获取用于轧制所述成品带钢的f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径以及用于轧制所述成品带钢的立辊的半径，获取下一块用于轧制与所述成品带钢同类型带钢的待轧制板坯的第二板坯宽度以及第二板坯厚度，根据所述第二板坯厚度确定所述f1机架的入口出口厚度差，其中，所述f1机架的入口出口厚度差为所述第二板坯厚度的一半；

获取所述立辊的侧压量；

根据所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量确定所述立辊的侧压力，根据确定的所述立辊的侧压力，获得目标开度；

在轧制所述待轧制板坯的过程中，当所述立辊位于所述短行程控制的起始点时，设置所述立辊的开度为所述目标开度，并控制所述立辊在所述短行程控制的距离内保持所述目标开度。

可选的，所述根据所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度包括：

将所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度代入第一公式，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度；其中，所述第一公式为：

其中，l为所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度，l为所述尾部超宽米数，b为所述成品厚度，h为所述成品宽度，b为所述第一板坯厚度，h为所述第一板坯宽度。

可选的，所述根据所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度确定短行程控制的起始点以及短行程控制的距离包括：

根据第二公式，确定短行程控制的距离，其中所述第二公式为：

d＝nl

其中，d为短行程控制的距离，n为正数；

以板坯上与板坯最末端相距为所述d的位置作为短行程控制的起始点。

可选的，所述获取所述立辊的侧压量包括：

获取所述尾部超宽带钢的超宽量；

根据所述超宽量确定所述立辊的侧压量。

可选的，所述根据所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量确定所述立辊的侧压力包括：

将所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量代入第三公式，获得所述立辊的侧压力；其中，所述第三公式为：

其中，f立为所述立辊的侧压力，f为所述f1机架的轧制力，b1为所述第二板坯厚度，h1为所述第二板坯宽度，r1为所述立辊的半径，δh1为所述立辊的侧压量，r为所述f1机架的工作辊半径，δh为所述f1机架的入口出口厚度差

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种控制热轧带钢尾部宽度的装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于当检测到成品带钢为尾部超宽带钢时，获取所述尾部超宽带钢对应的尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度；

第一计算模块，用于根据所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度；

第二计算模块，用于根据所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度确定短行程控制的起始点以及短行程控制的距离；

第二获取模块，用于获取用于轧制所述成品带钢的f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径以及用于轧制所述成品带钢的立辊的半径，获取下一块用于轧制与所述成品带钢同类型带钢的待轧制板坯的第二板坯宽度以及第二板坯厚度，根据所述第二板坯厚度确定所述f1机架的入口出口厚度差，其中，所述f1机架的入口出口厚度差为所述第二板坯厚度的一半；

第三获取模块，用于获取所述立辊的侧压量；

第三计算模块，用于根据所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量确定所述立辊的侧压力，根据确定的所述立辊的侧压力，获得目标开度；

宽度控制模块，用于在轧制所述待轧制板坯的过程中，当所述立辊位于所述短行程控制的起始点时，设置所述立辊的开度为所述目标开度，并控制所述立辊在所述短行程控制的距离内保持所述目标开度。

可选的，所述第一计算模块，用于：

将所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度代入第一公式，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度；其中，所述第一公式为：

其中，l为所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度，l为所述尾部超宽米数，b为所述成品厚度，h为所述成品宽度，b为所述第一板坯厚度，h为所述第一板坯宽度。

可选的，所述第二计算模块，用于：

根据第二公式，确定短行程控制的距离，其中所述第二公式为：

d＝nl

其中，d为短行程控制的距离，n为正数；

以板坯上与板坯最末端相距为所述d的位置作为短行程控制的起始点。

可选的，所述第三获取模块，用于：

获取所述尾部超宽带钢的超宽量；

根据所述超宽量确定所述立辊的侧压量。

可选的，所述第三计算模块，用于：

将所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量代入第三公式，获得所述立辊的侧压力；其中，所述第三公式为：

其中，f立为所述立辊的侧压力，f为所述f1机架的轧制力，b1为所述第二板坯厚度，h1为所述第二板坯宽度，r1为所述立辊的半径，δh1为所述立辊的侧压量，r为所述f1机架的工作辊半径，δh为所述f1机架的入口出口厚度差。

本发明中，通过设置的计算方式，计算得到立辊在板坯上的施力点以及需要施加的侧压力大小，并以此控制立辊对带钢的宽度进行调控，提高了对带钢宽度的控制精度，从而提升了成品带钢的质量。

附图说明

图1为本发明控制热轧带钢尾部宽度的方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明控制热轧带钢尾部宽度的装置一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

参照图1，图1为本发明控制热轧带钢尾部宽度的方法一实施例的流程示意图。在一实施例中，控制热轧带钢尾部宽度的方法包括：

步骤s10，当检测到成品带钢为尾部超宽带钢时，获取所述尾部超宽带钢对应的尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度；

本实施例中，在成品带钢出口处一般设置有测量仪器，用于检测成品带钢的宽度。预设合格成品带宽的宽度为1212mm，宽度上限值为20mm，若根据宽度检测仪器检测到一成品带钢距离尾部(尾部指成品带钢后30m的部分)存在宽度大于或等于1232mm的部分，则确定该成品带钢为尾部超宽带钢。

当检测到成品带钢为尾部超宽带钢时，获取该尾部超宽带钢对应的尾部超宽米数(指成品带钢上出现超宽现象的位置与尾部末端的距离中的最大距离，例如，成品带钢尾部有若干位置的宽度均大于1232mm，从各个位置中选取距离成品带钢尾部末端最远的位置，以该最远位置到带钢尾部末端的距离作为该尾部超宽带钢对应的尾部超宽米数)；获取该尾部超宽带钢对应的成品宽度、成品厚度(这两个参数可直接通过测量仪器检测得知)；获取该尾部超宽带钢对应的第一板坯宽度以及第一板坯厚度(第一板坯宽度以及第一板坯厚度即用于轧制该尾部超宽带钢的板坯的宽度和厚度，这两个参数可直接通过查询生成资料库得到)。

步骤s20，根据所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度；

本实施例中，通过体积不变定律，可知用于轧制该尾部超宽带钢的超宽部分的板坯的体积与该尾部超宽带钢的超宽部分的体积是一样的，即：

l×b×h＝l×b×h

其中，l为所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度，l为所述尾部超宽米数，b为所述成品厚度，h为所述成品宽度，b为所述第一板坯厚度，h为所述第一板坯宽度。通过计算，即可获得带钢超宽米数对应的板坯尾部长度。

一可选实施例中，步骤s20包括：

将所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度代入第一公式，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度；其中，所述第一公式为：

其中，l为所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度，l为所述尾部超宽米数，b为所述成品厚度，h为所述成品宽度，b为所述第一板坯厚度，h为所述第一板坯宽度。

例如，设置标准带钢宽度为1212mm，上限为20mm，通过测量仪检测一成品带钢尾部存在超宽现象(即该处宽度大于等于1232mm，例如此处为1232mm)，且距离尾部末端最远的超宽现象的位置与尾部末端的距离为7.66m，且该成品带钢厚度为2mm。通过查询数据库后得知用于轧制该成品带钢的板坯坯厚71mm，坯宽1243mm，则所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度

步骤s30，根据所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度确定短行程控制的起始点以及短行程控制的距离；

本实施例中，根据步骤s20，计算得到了带钢超宽米数对应的板坯尾部长度l。即表明从距离该板坯尾部末端l处开始，轧制得到的带钢便出现了宽度超宽，则需要根据带钢超宽米数对应的板坯尾部长度确定短行程控制的起始点以及短行程控制的距离。根据实际试验发现，若直接以带钢超宽米数对应的板坯尾部长度l作为短行程控制的起始点以及短行程控制的距离，仍无法避免带钢尾部出现超宽现象，而需要在距离板坯尾部末端大于l处便控制立辊施加侧压力，即确定的短行程控制的起始点距离坯尾部末端的距离要大于l。

一可选实施例中，步骤s30包括：

根据第二公式，确定短行程控制的距离，其中所述第二公式为：

d＝nl

其中，d为短行程控制的距离，n为正数；

以板坯上与板坯最末端相距为所述d的位置作为短行程控制的起始点。

本实施例中，n的取值根据实际经验进行设置，可从3～5这个区间进行选取。例如设置为3。若l为1m，则d设置为3m。即短行程控制的起始点为距离板坯尾部最末端3m的位置，短行程控制的距离为该位置至板坯尾部最末端的距离，即3m。

步骤s40，获取用于轧制所述成品带钢的f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径以及用于轧制所述成品带钢的立辊的半径，获取下一块用于轧制与所述成品带钢同类型带钢的待轧制板坯的第二板坯宽度以及第二板坯厚度，根据所述第二板坯厚度确定所述f1机架的入口出口厚度差，其中，所述f1机架的入口出口厚度差为所述第二板坯厚度的一半；

本实施例中，该成品带钢的钢种可以是多样的，例如硅钢、spa-h、q235b等，若该成品带钢的钢种为硅钢，则下一块用于轧制与成品带钢同类型带钢的待轧制板坯即用于轧制钢种类型为硅钢的带钢的板坯。该待轧制板坯的第二板坯宽度以及第二板坯厚度可直接通过查询数据库的方式得到，数据库中存储有各个板坯的详细参数。并通过获取的第二板坯厚度确定f1机架的入口出口厚度差，其中，f1机架的入口出口厚度差为第二板坯厚度的一半。用于轧制该成品带钢的f1机架的轧制力、该f1机架的工作辊半径以及用于轧制该成品带钢的立辊的半径，这些参数均为机器自身参数，因此，可从机器的监控中心得到这些参数。

步骤s50，获取所述立辊的侧压量；

本实施例中，立辊的侧压量可以通过人为操作输入，例如工作人员根据经验判断设置立辊的侧压量。还可以是根据尾部超宽带钢的超宽量确定立辊的侧压量。

一可选实施例中，步骤s50包括：

获取所述尾部超宽带钢的超宽量；

根据所述超宽量确定所述立辊的侧压量。

本实施例中，若设置标准带钢宽度为1212mm，上限为20mm，通过测量仪检测一成品带钢尾部存在超宽现象，认定该成品带钢为尾部超宽带钢，且检测到该尾部超宽带钢尾部存在的超宽现象中最大宽度为1236，最小宽度为1234，则该尾部超宽带钢的最大超宽量为4mm，最小超宽量为2mm，因此，可以在2mm～4mm之间任取一个数值作为该尾部超宽带钢的超宽量，并以该超宽量设置立辊的侧压量。例如，超宽量取2mm，则设置立辊的侧压量为2mm。还可以是取最大超宽量以及最小超宽量和的平均值作为尾部超宽带钢的超宽量，并设置立辊的侧压量等于该超宽量。

步骤s60，根据所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量确定所述立辊的侧压力，根据确定的所述立辊的侧压力，获得目标开度；

本实施例中，将所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量代入第三公式，获得所述立辊的侧压力；其中，所述第三公式为：

其中，f立为所述立辊的侧压力，f为所述f1机架的轧制力，b1为所述第二板坯厚度，h1为所述第二板坯宽度，r1为所述立辊的半径，δh1为所述立辊的侧压量，r为所述f1机架的工作辊半径，δh为所述f1机架的入口出口厚度差。

在计算得到立辊的侧压力后，便进一步根据侧压力与开度的对应关系，确定目标开度。例如，开度-18mm～-25mm对应的侧压力为220kn～400kn，若计算得到的立辊侧压力为220kn，则目标开度为-18mm。

步骤s70，在轧制所述待轧制板坯的过程中，当所述立辊位于所述短行程控制的起始点时，设置所述立辊的开度为所述目标开度，并控制所述立辊在所述短行程控制的距离内保持所述目标开度。

本实施例中，轧制待轧制板坯的过程，该待轧制板坯相对立辊移动，当立辊位于所述短行程控制的起始点时(即板坯上与板坯最末端相距为所述d的位置移动到立辊所处位置时)，设置立辊的开度为目标开度，且从该起始点到达立辊处开始一直到该待轧制板坯尾部末端经过立辊的期间内，控制立辊的开度始终为目标开度(即控制立辊在短行程控制的距离内保持目标开度)。

本实施例中，通过设置的计算方式，计算得到立辊在板坯上的施力点以及需要施加的侧压力大小，并以此控制立辊对带钢的宽度进行调控，提高了对带钢宽度的控制精度，从而提升了成品带钢的质量。

参照图2，图2为本发明控制热轧带钢尾部宽度的装置一实施例的功能模块示意图。在一实施例中，控制热轧带钢尾部宽度的装置包括：

第一获取模块10，用于当检测到成品带钢为尾部超宽带钢时，获取所述尾部超宽带钢对应的尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度；

第一计算模块20，用于根据所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度；

第二计算模块30，用于根据所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度确定短行程控制的起始点以及短行程控制的距离；

第二获取模块40，用于获取用于轧制所述成品带钢的f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径以及用于轧制所述成品带钢的立辊的半径，获取下一块用于轧制与所述成品带钢同类型带钢的待轧制板坯的第二板坯宽度以及第二板坯厚度，根据所述第二板坯厚度确定所述f1机架的入口出口厚度差，其中，所述f1机架的入口出口厚度差为所述第二板坯厚度的一半；

第三获取模块50，用于获取所述立辊的侧压量；

第三计算模块60，用于根据所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量确定所述立辊的侧压力，根据确定的所述立辊的侧压力，获得目标开度；

宽度控制模块70，用于在轧制所述待轧制板坯的过程中，当所述立辊位于所述短行程控制的起始点时，设置所述立辊的开度为所述目标开度，并控制所述立辊在所述短行程控制的距离内保持所述目标开度。

进一步地，在一实施例中，所述第一计算模块20，用于：

将所述尾部超宽米数、成品宽度、成品厚度、第一板坯宽度以及第一板坯厚度代入第一公式，获得所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度；其中，所述第一公式为：

其中，l为所述带钢超宽米数对应的板坯尾部长度，l为所述尾部超宽米数，b为所述成品厚度，h为所述成品宽度，b为所述第一板坯厚度，h为所述第一板坯宽度。

进一步地，在一实施例中，所述第二计算模块30，用于：

根据第二公式，确定短行程控制的距离，其中所述第二公式为：

d＝nl

其中，d为短行程控制的距离，n为正数；

以板坯上与板坯最末端相距为所述d的位置作为短行程控制的起始点。

进一步地，在一实施例中，所述第三获取模块50，用于：

获取所述尾部超宽带钢的超宽量；

根据所述超宽量确定所述立辊的侧压量。

进一步地，在一实施例中，所述第三计算模块60，用于：

将所述f1机架的轧制力、所述f1机架的工作辊半径、所述立辊的半径、所述第二板坯宽度、第二板坯厚度、所述f1机架的入口出口厚度差以及所述立辊的侧压量代入第三公式，获得所述立辊的侧压力；其中，所述第三公式为：

其中，f立为所述立辊的侧压力，f为所述f1机架的轧制力，b1为所述第二板坯厚度，h1为所述第二板坯宽度，r1为所述立辊的半径，δh1为所述立辊的侧压量，r为所述f1机架的工作辊半径，δh为所述f1机架的入口出口厚度差。

本发明控制热轧带钢尾部宽度的装置的具体实施例与上述控制热轧带钢尾部宽度的方法的各个实施例基本相同，在此不做赘述。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。