本发明具体涉及一种热轧精轧过程中带钢头部跑偏的自动控制方法，属于热轧控制。
背景技术：
1、热连轧生产过程中，带钢的轧制过程分为首机架咬钢到末机架咬钢的穿带过程、末机架咬钢到首机架抛钢的稳定轧制过程、首机架抛钢到末机架抛钢的抛钢过程；将穿带过程中的带钢长度定义带钢头部，将稳定轧制过程中的带钢长度定义为带钢中部，将抛钢过程中的带钢长度定义为带钢尾部。由于热轧精轧机内使得带钢头部发生跑偏的影响因素较多，如粗轧来料楔形、两侧温差、轧辊辊缝差等都会影响带钢头部在穿带中的状态，导致带钢头部在穿带过程中发生跑偏，如果不能及时地对这种跑偏进行控制，则会导致带钢头部撞击精轧机机架内的侧导板后废钢。严重时会导致精轧机机架间堆钢影响整个轧制过程，因此如果对带钢头部的跑偏进行控制，使得穿带过程稳定运行，就成为了是否能够轧制成功的关键。
2、现有技术中已经存在有如何对带钢头部的跑偏进行控制的方法，如《冶金自动化》期刊中的一篇名为《宝钢1 580mm热轧前机架板型自动纠偏技术》的论文，就提出了一种热轧精轧过程中带钢头部跑偏的控制方法，在精轧机机架上安装跑偏检测装置，检测热轧精轧过程中带钢头部的带钢中心线偏离、宽度、倾斜、振动量等信息，进而算出辊缝补偿值，对辊缝进行补偿，进而控制带钢头部的跑偏。上述方法虽然能够控制热轧精轧过程中的带钢头部跑偏，但需要在现有的精轧机上安装跑偏检测装置，成本过高。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：如何低成本地对热轧精轧过程中带钢头部的跑偏进行自动控制。
2、本发明所提出的技术方案是：一种热轧精轧过程中带钢头部跑偏的自动控制方法，涉及含有n个机架的热轧精轧机组，所述n的取值范围是4到7之间的自然数，执行以下步骤：
3、步骤1：当所述热轧精轧机组的第i机架首次咬钢时，采集所述第i机架牌坊中心线到第i+1机架牌坊中心线距离ai、所述第i机架的轧制速度vi、所述第i机架的模型计算前滑值si、第i机架的辊缝偏差δgapi、所述第i机架的设定轧制力fi、所述第i机架的轧制宽度wi和所述第i+1机架的辊缝偏差δgapi+1；所述i是大于等于1且小于等于n-1的自然数；
4、步骤2：在所述第i个机架的长度方向上小于所述ai的长度内依次取两段固定距离，分别是第一固定距离和第二固定距离，通过下式(1)计算出所述带钢上一点经过所述第一固定距离和第二固定距离的第一固定时间段和第二固定时间段，
5、
6、式(1)中，δtab是所述带钢上的一点经过所述第一固定距离的第一固定时间段；δtcd是所述带钢上的一点经过所述第二固定距离的第二固定时间段；所述a和b分别是所述第一固定距离的起始位置和截止位置；所述c和d分别是所述第二固定距离的起始位置和截止位置；所述ta和tb分别是所述带钢上的一点经过所述第一固定距离的起始位置a和截止位置b的起始位置时间和截止位置时间；所述tc和td分别是所述带钢上的一点经过所述第二固定距离的起始位置c和截止位置d的起始位置时间和截止位置时间；
7、在所述第一固定时间段和第二固定时间段内均选择n个时间点，然后分别采所述第一固定时间段和第二固定时间段内n个时间点的轧制力并取均值，得到所述第一固定时间段的轧制力均值δfab和第二固定时间段的轧制力均值δfcd；
8、通过下式(2)计算出所述第i个机架的轧制力偏差均值δfchange，
9、δfchange＝δfcd-δfab(2)；
10、步骤3：将步骤2中计算出的所述第i个机架的轧制力偏差均值δfchange代入下式(3)中计算出所述第i个机架的辊缝偏差调整量δgapi′，
11、
12、式(3)中，wp是热轧产线的平均轧制宽度；所述bi是所述第i个机架的辊缝调整系数，是经验值；
13、将第i个机架的辊缝偏差调整量δgapi′代入下式(4)对所述第i个机架的辊缝偏差δgapi进行补偿，得到补偿后的第i个机架的辊缝偏差δgapii′，并下发所述第i个机架进行调整，
14、δgapii′＝δgapi+δgapi′(4)；
15、将第i个机架的辊缝偏差调整量δgapi′代入下式(5)对所述第i+1个机架的辊缝偏差δgapi+1进行补偿，得到补偿后的第i+1个机架的辊缝偏差δgapi+1i′，并下发所述第i+1个机架进行调整，
16、δgapi+1i′＝δgapi+1+c*δgapi′(5)
17、式(5)中，c是辊缝偏差间接调整系数，是经验值；
18、步骤4：重复步骤1到步骤3，对所述热轧精轧机组的所有机架的辊缝偏差进行补偿调整，完成热轧精轧过程中带钢头部跑偏的自动控制。
19、有益效果：本发明中的方法在热轧精轧机组的机架咬钢时，采集了热轧精轧机组运行时的参数，在需要进行辊缝补偿的机架上选取两段固定距离，并根据连段固定距离来计算出机架的轧制力偏差均值，通过轧制偏差均值计算出辊缝偏差调整量，让通过辊缝偏差调整量对机架的辊缝偏差进行补充调整，使得热轧精轧机组可以对带钢头部的跑偏进行控制，本发明的方法在没有增加设备的前提下，有效地解决了热轧精轧过程中带钢头部的跑偏问题，对比现有技术，大大节省了成本。
20、具体实施方法
21、下面结合具体实施例对本发明一种热轧精轧过程中带钢头部跑偏的自动控制方法作进一步说明
22、本实施例中的热轧精轧过程中带钢头部跑偏的自动控制方法，涉及含有n个机架的热轧精轧机组，n的取值范围是4到7之间的自然数，执行以下步骤：
23、步骤1：当热轧精轧机组的第i机架首次咬钢时，采集第i机架牌坊中心线到第i+1机架牌坊中心线距离ai、第i机架的轧制速度vi、第一机架的模型计算前滑值si、第i机架的辊缝偏差δgapi、第i机架的设定轧制力fi、第i机架的轧制宽度wi和第i+1机架的辊缝偏差δgapi+1；i是大于等于1且小于等于n-1的自然数；
24、步骤2：在第i个机架的长度方向上小于ai的长度内依次取两段固定距离，分别是第一固定距离和第二固定距离，通过下式(1)计算出带钢上一点经过第一固定距离和第二固定距离的第一固定时间段和第二固定时间段，
25、
26、式(1)中，δtab是带钢上的一点经过第一固定距离的第一固定时间段；δtcd是带钢上的一点经过第二固定距离的第二固定时间段；a和b分别是第一固定距离的起始位置和截止位置；c和d分别是第二固定距离的起始位置和截止位置；ta和tb分别是带钢上的一点经过第一固定距离的起始位置a和截止位置b的起始位置时间和截止位置时间；tc和td分别是带钢上的一点经过第二固定距离的起始位置c和截止位置d的起始位置时间和截止位置时间；
27、在第一固定时间段和第二固定时间段内均选择n个时间点，然后分别采第一固定时间段和第二固定时间段内n个时间点的轧制力并取均值，得到第一固定时间段的轧制力均值δfab和第二固定时间段的轧制力均值δfcd；
28、通过下式(2)计算出第i个机架的轧制力偏差均值δfchange，
29、δfchange＝δfcd-δfab(2)；
30、步骤3：将步骤2中计算出的第i个机架的轧制力偏差均值δfchange代入下式(3)中计算出第i个机架的辊缝偏差调整量δgapi′，
31、
32、式(3)中，wp是热轧产线的平均轧制宽度；bi是第i个机架的辊缝调整系数，是经验值，取值范围是(1,3)；
33、将第i个机架的辊缝偏差调整量δgapi′代入下式(4)对第i个机架的辊缝偏差δgapi进行补偿，得到补偿后的第i个机架的辊缝偏差δgapii′，并下发第i个机架进行调整，
34、δgapii′＝δgapi+δgapi′(4)；
35、将第i个机架的辊缝偏差调整量δgapi′代入下式(5)对第i+1个机架的辊缝偏差δgapi+1进行补偿，得到补偿后的第i+1个机架的辊缝偏差δgapi+1i′，并下发第i+1个机架进行调整，
36、δgapi+1i′＝δgapi+1+c*δgapi′(5)
37、式(5)中，c是辊缝偏差间接调整系数，是经验值，取值范围是(0.2,1.0)；
38、步骤4：重复步骤1到步骤3，对热轧精轧机组的所有机架的辊缝偏差进行补偿调整，完成热轧精轧过程中带钢头部跑偏的自动控制。
39、下面对1422热连轧规格为：2.0mm*1000mm的普通冷轧材产品ap1480c1为例，所述热轧精轧机组由7个机架组成，本例中以f1和f2两个连续机架为例进行带钢头部跑偏的自动控制。
40、步骤1：当f1机架首次咬钢时，采集第1机架牌坊中心线到第2机架牌坊中心线距离a1＝5.8m、第1机架的轧制速度v1＝5m/s、第1机架的模型计算前滑值s1＝1.05、第1机架的辊缝偏差δgap1＝-0.2mm、第1机架的设定轧制力f1＝1200t、第1机架的轧制宽度w1＝1000mm和第2机架的辊缝偏差δgap2＝-0.3mm；
41、步骤2；在第1个机架的长度方向上小于5.8m的长度内依次取两段固定距离，两段固定距离分别是第一固定距离ab和第二固定距离cd，其中a＝0.5m，b＝1.5m；c＝4.5m，d＝5.5m；通过公式(1)计算出带钢上的一点经过第一固定距离和第二固定距离的第一固定时间段和第二固定时间段，计算过程如下：
42、
43、在第一固定时间段和第二固定时间段内均选择10个时间点，然后分别采第一固定时间段和第二固定时间段内10个时间点的轧制力并取均值，得到第一固定时间段的轧制力均值δfab＝-16t和第二固定时间段的轧制力均值δfcd＝9t；通过公式(2)计算出第1个机架的轧制力偏差均值δfchange＝25t。
44、步骤3：通过公式(3)计算第1个机架的辊缝偏差调整量
45、
46、通过公式(4)和公式(5)计算得到第1个机架和第2个机架的补偿后的辊缝偏差，计算过程如下：
47、δgap11′＝δgapi+δgapi′＝-0.2+0.055＝-0.145mm
48、δgap21′＝δgap2+c*δgap1′＝-0.3+0.055*0.8＝-0.256mm
49、将得到的补充后的第1机架和第2机架的辊缝偏差下发，进行带钢头部跑偏控制。