CN201720260U - 热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其通过在热轧串联式轧机中建立从首台到最后一台精轧机架的工作辊弯曲和辊缝调平的反馈控制，实现了全自动化的带材凸度(楔形)控制，即，在轧制过程中，ASCC模型在检测出带钢楔形后，同目标楔形比较得出偏差，利用系统的综合运算和控制手段进行纠偏，建立阶梯式调整方法，从而使反馈控制的响应最大化，以纠正带钢楔形和凸度，保证产品良好的平直度，防止带钢在各机架内的蛇形运动，消除现有凸度控制手段单一的弊端，综合平衡了凸度和平直度的关系。本实用新型可保证带材长轴方向的凸度精度与楔形，提高平直度，保证产品质量和生产安全，并能有效提高轧钢厂经济效益。

Description

热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统

技术领域

本实用新型属于自动化控制领域，其涉及带钢生产线的板凸度(楔形)自动控制方法及装置，尤其涉及一种可在带钢生产过程中动态控制带钢全长方向的平直度及凸度(楔形)的热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制方系统。

背景技术

目前，在带钢生产线上通常采用串联式精轧机组进行轧制，但常见七机架串联式精轧机组的凸度控制模型功能单一，无自动楔形控制技术，其存在诸多缺陷，如：

(1)凸度调整手段：凸度及板形控制模型中的凸度控制主要作用于某一架精轧机，即二级计算机中的凸度及板形控制系统根据轧辊的磨损、热膨胀及实际轧制力计算出该机架的辊缝凸度，同设定值进行比较后，通过弯辊力进行相应调节，保证轧件的凸度，进而控制平直度，由于只作用于一架精轧机，使得凸度控制手段单一，无法有效调整其他机架的凸度，需要操作工进行手动弯辊调整或者微调轧制力分配，造成凸度和平直度的控制手段相对落后。

(2)平直度控制：凸度控制的最终目的是为了得到良好的平直度，目前带钢生产线平直度的控制只作用于末机架(F₇)，当接收到平直度仪表传过来的板形数据时，通过调整末机架的弯辊力来控制平直度，但是，当卷取机建张后，由于平直度仪表输出值不实，导致调整效果不佳，板形不理想。

(3)楔形控制技术：由于没有自动楔形控制技术，容易导致带钢产生单边浪和生产安全问题，这些问题在现有控制模型中无法得到改善。

因此，综述之，现有技术中的凸度及板形控制工艺和设备无法满足严格的带钢板形质量要求，亟待进行改造和完善，以便满足市场的产品质量需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其可有效保证带材在长轴方向的凸度精度与楔形，提高平直度。保证产品质量和生产安全，从而克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其应用于主要由串联设置的数个精轧机架组成的热轧串联式轧机中，各精轧机架上均配备工作辊弯辊调整系统以及轧辊辊缝调整系统，其特征在于：

所述凸度和/或楔形自动控制系统包括凸度和/或楔形控制装置，所述凸度和/或楔形控制装置与各精轧机架上的工作辊弯辊调整系统及轧辊辊缝调整系统和设置在精轧出口的带材板形以及楔形和/或凸度测量装置分别连接；

并且，所述凸度和/或楔形控制装置可根据带材板形以及楔形和/或凸度测量装置定时测得的带材板形以及楔形和/或凸度数据与目标楔形和/或凸度数据比较所得差值，通过各精轧机架上的工作辊弯辊调整系统以及轧辊辊缝调整系统调整各精轧机架的辊缝和工作辊弯辊力，实现在带材的长轴方向的自动凸度和/或楔形控制。

进一步地讲：所述凸度和/或楔形控制装置分别通过辊缝调平控制开关和工作辊弯辊力控制开关与轧辊辊缝调整系统和工作辊弯辊调整系统连接；

当带材头部到达板形仪测量装置时，工作辊弯辊力控制开关闭合，工作辊弯辊调整系统开始工作，当带材尾部被飞剪切割时，工作辊弯辊力控制开关断开，工作辊弯辊调整系统停止工作；

当带材头部进入地下卷曲，并建张时，辊缝调平控制开关闭合，轧辊辊缝调整系统开始工作，当带材尾部被飞剪切割时，辊缝调平控制开关断开，轧辊辊缝调整系统停止工作。

所述辊缝调平控制开关和工作辊弯辊力控制开关分别通过一控制总开关与所述凸度和/或楔形控制装置连接。

所述凸度和/或楔形控制装置、带材板形以及楔形和/或凸度测量装置、工作辊弯辊调整系统以及轧辊辊缝调整系统之间均采用联锁装置连接。

所述实现在带材的长轴方向的自动楔形控制的过程为：

(1)影响系数和继承系数预输入：根据轧机、轧辊和带材变形离线计算影响系数和继承系数，并将这些影响系数和继承系数输入凸度和/或楔形控制装置；

(2)凸度和/或楔形控制装置输入数据：完成轧机设定计算和板形设定计算，之后将所得计算结果以及带材特征信息输入凸度和/或楔形控制装置；

(3)凸度和/或楔形控制装置板形，楔形，凸度测量：当带材头部到达精轧机出口时，定时测量带材板形、楔形和凸度，凸度和/或楔形控制装置即时计算出带材板形、楔形和凸度的数据平均值，其中，精轧机出口带材楔形

由下式得出，即，

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{Wedge}}_M^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)=h_{\mathrm{WS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)-h_{\mathrm{DS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)$

其中，

是测量出的带材工作侧宽度边缘处的厚度值，

是测量出的带材传动侧宽度边缘厚度值；

(4)楔形偏差分配：通过水平调整精轧机F₁-F_M机架的来消除精轧机出口楔形偏差

而 $\mathrm{\Δ}{C}_M^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)=\frac{1}{2}\·{\mathrm{\ΔWedge}}_M^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)$

该步骤具体为：

首先，板形设定计算计算每个机架出口目标带材凸度得到精轧出口目标带材凸度

和目标机架出口带材凸度

并由下式计算出单位带材凸度系数K_i，

$\frac{C_i^{\mathrm{REF}}}{h_i}=K_i\·\frac{C_M^{\mathrm{REF}}}{h_M}$

其中，h_M是精轧出口厚度，其系轧机设定计算值，i是机架号，且i＝1、2、…M，M是自然数；

其次，通过下式，经精轧机出口带材楔形偏差

分散到每个精轧机架，即，

$\frac{\mathrm{\Δ}{C}_i^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)}{h_i}=K_i\·\frac{\mathrm{\Δ}{C}_M^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)}{h_M}$

其中，是i机架出口带材楔形修正值；

(5)调平控制每个机架辊缝：辊缝调平值ΔL可由下式得出，即，

$\mathrm{\Δ}{C}_i^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)={\mathrm{\α}}_i^L\left(T\right)\·\mathrm{\ΔL}+{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)$

其中，是带材边缘处辊缝调平对带材楔形的影响系数，η_i(T)是带材楔形继承系数，各精轧机架根据所得辊缝调平值ΔL调整轧辊辊缝；

经由上述步骤，完成楔形调整工作。

所述实现在带材的长轴方向的自动凸度控制的过程为：

(1)带材凸度测量和控制：当带材头部到达精轧机出口时，带材板形、楔形和凸度进行定时测量，并由凸度和/或楔形控制装置即时计算出带材板形、楔形和凸度的数据平均值，其中，精轧出口带材凸度的测量值平均值

由下式得出：

$C_M^{R,\mathrm{MEAS}}\left(T\right)=h_C^{\mathrm{MEAS}}-\frac{h_{\mathrm{WS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)+h_{\mathrm{DS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)}{2}$

上式中，

是测量的带材宽度中心厚度值，是测量出的带材工作侧宽度边缘处的厚度值，

是测量出的带材传动侧宽度边缘厚度值；

(2)末机架带材凸度偏差计算：根据下式计算出精轧出口带材凸度偏差

即，

$\mathrm{\Δ}{C}_{\left(M\right)}^R\left(T\right)=C_M^{R,\mathrm{MEAS}}\left(T\right)-C_M^{R,\mathrm{REF}}\left(T\right)$

其中，是目标精轧出口带材凸度；

(3)凸度偏差分配：将精轧出口带材凸度偏差通过下式分配到各个机架，即，

$\frac{\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)}{h_i}=K_i\·\frac{\mathrm{\Δ}{C}_M^R\left(T\right)}{h_M}$

其中，i是机架号，且i＝1、2、…M，M是自然数，h_i是第i机架出口带材厚度，K_i是比例凸度系数，

即为各机架出口带材凸度修正值，

亦是精轧出口带材凸度修正值；

(4)各机架工作辊弯曲力调整：

由下式计算每个机架工作辊弯曲力控制值ΔF_i(ton/side)：

$\mathrm{\Δ}{F}_i=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)}\·(\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)-{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^R\left(T\right))$

而 $\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)={\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{F}_i+{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^R\left(T\right)$

其中，

是带材凸度对工作辊弯曲力的影响系数，η(T)是带材凸度继承系数，代入

$\mathrm{\Δ}{F}_i^{\mathrm{CTL}}=\mathrm{\Δ}{F}_i$

即得出每个机架工作辊弯曲力控制值各机架的工作辊弯辊系统藉此工作辊弯曲力控制值调整工作辊弯辊力；

经由上述步骤，完成凸度调整工作。

所述带材板形以及楔形和/或凸度测量装置包括板形仪、楔形和/或凸度测量仪表。

所述凸度和/或楔形控制装置采用可编程逻辑控制器。

一种热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制方法，其特征在于，该方法为：

在带钢轧制过程中，对轧件凸度和/或楔形进行动态检测，并将检测到的轧件凸度和/或楔形与目标凸度和/或目标楔形进行比较，再根据实际带钢凸度和/或楔形与目标凸度和/或目标楔形的偏差值，分别调整各精轧机中的轧辊辊缝及工作辊弯辊力，实现对轧件在长轴方向上的自动平直度以及凸度和/或楔形控制。

具体而言：当带材头部到达板形仪测量装置时，开始进行工作辊弯辊力调整，当带材尾部被飞剪切割时，停止工作辊弯辊力调整，从而实现自动凸度控制。

当带材头部进入地下卷曲，并建张时，开始进行轧辊辊缝调整，当带材尾部被飞剪切割时，停止轧辊辊缝调整，从而实现自动楔形控制。

所述实现自动楔形控制的过程为：

(1)影响系数和继承系数预输入：根据轧机、轧辊和带材变形离线计算影响系数和继承系数，并将这些影响系数和继承系数输入一凸度和/或楔形控制装置；

(2)凸度和/或楔形控制装置输入数据：完成轧机设定计算和板形设定计算，之后将所得计算结果以及带材特征信息输入凸度和/或楔形控制装置；

(3)凸度和/或楔形控制装置板形，楔形，凸度测量：当带材头部到达精轧机出口时，定时测量带材板形、楔形和凸度，凸度和/或楔形控制装置即时计算出带材板形、楔形和凸度的数据平均值，其中，精轧机出口带材楔形

由下式得出，即，

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{Wedge}}_M^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)=h_{\mathrm{WS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)-h_{\mathrm{DS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)$

其中，

是测量出的带材工作侧宽度边缘处的厚度值，

是测量出的带材传动侧宽度边缘厚度值；

(4)楔形偏差分配：通过水平调整精轧机F₁-F_M机架的来消除精轧机出口楔形偏差

而 $\mathrm{\Δ}{C}_M^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)=\frac{1}{2}\·\mathrm{\Δ}{\mathrm{Wedge}}_M^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)$

该步骤具体为：

首先，板形设定计算计算每个机架出口目标带材凸度得到精轧出口目标带材凸度

和目标机架出口带材凸度

并由下式计算出单位带材凸度系数K_i，

$\frac{C_i^{\mathrm{REF}}}{h_i}=K_i\·\frac{C_M^{\mathrm{REF}}}{h_M}$

其中，h_M是精轧出口厚度，其系轧机设定计算值，i是机架号，且i＝1、2、…M，M是自然数；

其次，通过下式，经精轧机出口带材楔形偏差

分散到每个精轧机架，即，

$\frac{\mathrm{\Δ}{C}_i^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)}{h_i}=K_i\·\frac{\mathrm{\Δ}{C}_M^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)}{h_M}$

其中，是i机架出口带材楔形修正值；

(5)调平控制每个机架辊缝：辊缝调平值ΔL可由下式得出，即，

$\mathrm{\Δ}{C}_i^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)={\mathrm{\α}}_i^L\left(T\right)\·\mathrm{\ΔL}+{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)$

其中，

是带材边缘处辊缝调平对带材楔形的影响系数，η_i(T)是带材楔形继承系数，各精轧机架根据所得辊缝调平值ΔL调整轧辊辊缝；

经由上述步骤，完成楔形调整工作。

该方法中，所有精轧机架的辊缝调平值，在上一块带钢进行切尾时自动存储为下一块带钢的辊缝预设值，当轧机换辊后所有辊缝调平值自动清零。

所述实现自动凸度控制的过程为：

(1)带材凸度测量和控制：当带材头部到达精轧机出口时，带材板形、楔形和凸度进行定时测量，并由一凸度和/或楔形控制装置即时计算出带材板形、楔形和凸度的数据平均值，其中，精轧出口带材凸度的测量值平均值

由下式得出：

$C_M^{R,\mathrm{MEAS}}\left(T\right)=h_C^{\mathrm{MEAS}}-\frac{h_{\mathrm{WS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)+h_{\mathrm{DS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)}{2}$

上式中，

是测量的带材宽度中心厚度值，

是测量出的带材工作侧宽度边缘处的厚度值，

是测量出的带材传动侧宽度边缘厚度值；

(2)末机架带材凸度偏差计算：根据下式计算出精轧出口带材凸度偏差即，

$\mathrm{\Δ}{C}_{\left(M\right)}^R\left(T\right)=C_M^{R,\mathrm{MEAS}}\left(T\right)-C_M^{R,\mathrm{REF}}\left(T\right)$

其中，是目标精轧出口带材凸度；

(3)凸度偏差分配：将精轧出口带材凸度偏差

通过下式分配到各个机架，即，

$\frac{\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)}{h_i}=K_i\·\frac{\mathrm{\Δ}{C}_M^R\left(t\right)}{h_M}$

其中，i是机架号，且i＝1、2、…M，M是自然数，h_i是第i机架出口带材厚度，K_i是比例凸度系数，

即为各机架出口带材凸度修正值，

亦是精轧出口带材凸度修正值；

(4)各机架工作辊弯曲力调整：

由下式计算每个机架工作辊弯曲力控制值ΔF_i(ton/side)：

$\mathrm{\Δ}{F}_i=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)}\·(\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)-{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^R\left(T\right))$

而 $\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)={\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{F}_i+{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^R\left(T\right)$

其中，

是带材凸度对工作辊弯曲力的影响系数，η(T)是带材凸度继承系数，代入

$\mathrm{\Δ}{F}_i^{\mathrm{CTL}}=\mathrm{\Δ}{F}_i$

即得出每个机架工作辊弯曲力控制值

各机架的工作辊弯辊系统藉此工作辊弯曲力控制值调整工作辊弯辊力；

经由上述步骤，完成凸度调整工作。

本实用新型通过在热轧串联式轧机中建立从第一台精轧机架到最后一台精轧机架(F₁至F_M)的工作辊弯曲和辊缝调平的反馈控制，实现了全自动化的带材凸度(楔形)控制，即在带钢生产线上建立ASCC(automatic strip crown(wedge)control system，自动带钢凸度(楔形)控制系统)控制模型。在轧制过程中，ASCC模型在检测出带钢楔形后，同目标楔形比较得出偏差，利用系统的综合运算和控制手段进行纠偏，建立从F₁到F_M的阶梯式调整方法，从而使反馈控制的响应最大化，以纠正带钢楔形，保证产品良好的平直度，防止带钢在各机架内的蛇形运动，保证生产安全；同时，在轧制过程中，ASCC模型在比较实际比例凸度和目标比例凸度的偏差后，充分利用系统的综合控制手段进行纠偏，建立从F₁到F_M的阶梯式调整方法，从而使反馈控制的响应最大化，从而消除现有凸度控制手段单一的弊端，综合平衡凸度和平直度的关系。本实用新型可保证长轴方向的凸度精度与楔形，提高平直度，保证产品质量和生产安全，并能有效提高轧钢厂经济效益。

附图说明

以下结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1所示是设置有自动带钢凸度(楔形)控制系统(ASCC)的7机架串联式带钢生产线精轧机组的结构示意图；

图2是ASCC输出类型示意图；

图3是带材凸度结构示意图；

图4是ASCC与其他精轧机功能计算的关系框图；

图5是ASCC的输入输出示意图；

图6是ASCC输出的辊缝调平值和工作辊弯辊力值参与当前控制的流程示意图。

具体实施方式

如下以本发明之一较佳实施例说明本发明的内容，但此实施例并非企图具以对本发明做任何形式上之限制。

如图1所示，本实施例涉及一种7机架(F1至F7)串联式带钢生产线精轧机组，其精轧出口处设置板形仪，板形仪与ASCC(可为一可编程逻辑控制器PLC)连接，同时，该ASCC还与各精轧机架中的工作辊弯辊调整系统和轧辊辊缝调整系统连接。

该ASCC停启过程为：当带材头部到达精轧机出口处的板形仪时，ASCC开始工作，当带材尾部被飞剪切割时ASCC停止工作。

该ASCC的输出有两种类型：其一是机架F1，F2，…，F5，F6，F7的辊缝调平值；其二是机架F1，F2，…，F5，F6，F7的工作辊弯辊力值。

带钢头部到达精轧机出口的板形仪时，只有机架F1，F2，…，F5，F6，F7的工作辊弯辊力生效(而辊缝调平控制无效，只有在带钢到达地下卷取机并建张后才生效，防止带钢跑偏)。

带钢在卷取机建张后，ASCC所有控制功能生效，也就是所有精轧机组的辊缝调平控制值和工作辊弯曲力控制值生效，对轧机进行调整控制，直到带钢尾部被飞剪剪切后停止。

上述两种输出的选择由以下开关进行控制：

如图2所示，SW-1和SW-2分别是ASCC功能中的辊缝调平和工作辊弯辊力的控制总开关；SW-3是辊缝调平控制开关，当带材头部进入地下卷曲时，SW-3闭合，当带材尾部被飞剪切割时，SW-3断开；SW-4是工作辊弯辊力控制开关，当带材头部到达精轧出口的板形仪时，SW-4闭合，当带材尾部被飞剪切割时，SW-4断开。

首先，说明本实施例中所述凸度和楔形的定义，其如图3所示：

带材凸度

带材楔形Wedge＝h_WS-h_DS(mm)       (2)；

如下详细说明以该ASCC进行自动楔形控制和凸度控制的过程：

(步骤1)影响系数和继承系数：如图4-5所示，ASCC需要的影响系数和继承系数将会被存储到ASCC(PLC)，这些影响系数和继承系数由轧机、轧辊和带材变形离线计算。

(步骤2)ASCC输入数据：最终完成轧机设定计算(MSUC)和板形设定计算(SSUC)之后，ASCC(PLC)从PDI、MSUC、SSUC收到以下数据并且把数据存储到ASCC。

(步骤3)ASCC板形、楔形、凸度测量：当带材头部到达精轧机出口的板形仪时，带材板形、楔形和凸度进行定时测量，ASCC(PLC)即时计算出带材板形、楔形和凸度的数据平均值，

(F₇出口带材楔形)

(F₇出口楔形偏差)

其中，

是F₇出口的楔形偏差，通常目标值是0。

(步骤4)楔形偏差分配：F₇出口楔形偏差通过精轧机F₁-F₇机架的水平调整来消除，具体步骤为：

首先，板形(凸度和平直度)设定计算(SSUC)将会计算每个机架出口目标带材凸度以得到精轧出口目标带材凸度，

$\frac{C_i^{\mathrm{REF}}}{h_i}=K_i\·\frac{C_7^{\mathrm{REF}}}{h_7}---\left(5\right)$

其中，

是精轧出口目标带材凸度(mm)，h₇是精轧出口厚度(轧机设定计算值)，i是机架号(1，2，3，4，5，6)，K_i是单位带材凸度系数。由(SSUC)计算出目标机架出口带材凸度，由(MSUC)计算出的机架出口带材厚度得出K_i，例如，K_i＝1.0(i＝1，2，3，4，5，6)时，所有精轧机的C_i/h_i值(i机架出口凸度除出口厚度)都相同，通过方程(5)，F₇出口带材楔形偏差

被分散到每个精轧机架，那就是，

$\frac{\mathrm{\Δ}{C}_i^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)}{h_i}=K_i\·\frac{\mathrm{\Δ}{C}_7^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)}{h_7}---\left(6\right)$

其中，(i＝1，2，3，4，5，6)，

是i机架出口带材楔形修正值，在最后一个机架F₇，机架出口楔形修正值是

(步骤5)每个机架辊缝调平控制量：辊缝调平的基本楔形控制方程是：

$\mathrm{\Δ}{C}_i^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)={\mathrm{\α}}_i^L\left(T\right)\·\mathrm{\ΔL}+{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)---\left(7\right)$

其中，i＝1，2…，7

由方程(6)给出，

是带材边缘T(mm)处辊缝调平对带材楔形的影响系数，η_i(T)是带材楔形继承系数(对于F₁，

是中间坯楔形)，ΔL(mm)是辊缝调平值，其中公式7中其他几项已知，可以求出ΔL；

根据以上第1-5步骤，ASCC系统完成楔形调整工作。

(步骤6)带材凸度测量和控制：当带材头部到达精轧机出口的板形仪时，带材板形、楔形和凸度进行定时测量。ASCC(PLC)即时计算出带材板形、楔形和凸度的数据平均值，精轧出口带材凸度的测量值平均值

是

$C_7^{R,\mathrm{MEAS}}\left(T\right)=h_C^{\mathrm{MEAS}}-\frac{h_{\mathrm{WS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)+h_{\mathrm{DS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)}{2}---\left(8\right)$

其中，

是测量出的宽度中心厚度值，

是测量出的工作侧宽度边缘T(mm)处的厚度值，

是测量出的传动侧宽度边缘厚度值。

(步骤7)末机架F6带材凸度偏差计算：通过方程(8)，得出精轧出口带材凸度偏差是

$\mathrm{\Δ}{C}_{\left(7\right)}^R\left(T\right)=C_7^{R,\mathrm{MEAS}}\left(T\right)-C_7^{R,\mathrm{REF}}\left(T\right)---\left(9\right)$

其中，

是目标(REF，参考)F₇出口带材凸度。

(步骤8)凸度偏差分配：F₇机架出口带材凸度偏差，通过调整所有机架的工作辊弯辊力来消除。这对保持良好的带钢平直度至关重要，所以，步骤4方程式(5)里定义的比例凸度系数K_i非常重要，精轧出口带材凸度偏差

通过方程(5)被分配到各个精轧机架，

$\frac{\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)}{h_i}=K_i\·\frac{\mathrm{\Δ}{C}_7^R\left(T\right)}{h_7}---\left(10\right)$

其中，机架号是(i＝1，2，---，6).h(mm)是机架出口带材厚度，K_i比例凸度系数，各机架出口带材凸度修正值可以通过方程式(10)计算得出，F₇出口带材凸度修正值是

(步骤9)各机架工作辊弯曲力调整值：每个机架工作辊弯曲力控制值ΔF_i(ton/side)由以下公式决定：

$\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)={\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{F}_i+{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^R\left(T\right)---\left(11\right)$

其中，机架号是(i＝1，2，---6，7)，

是带材凸度对工作辊弯曲力的影响系数，η(T)是带材凸度继承系数；在方程(11)，

由方程(10)给出(假定中间坯比例凸度变化为0)，那么，每个工作辊弯曲力控制值ΔF_i(ton/side)是，

$\mathrm{\Δ}{F}_i=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)}\·(\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)-{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^R\left(T\right))---\left(12\right)$

其中，机架号是(i＝1，2，---6，7)，

代入 $\mathrm{\Δ}{F}_i^{\mathrm{CTL}}=\mathrm{\Δ}{F}_i---\left(13\right).$

需要说明的是每个机架工作辊弯曲力控制值

可被存储在ASCC中。

如图6所示，辊缝调平控制输出被加入到液压辊缝控制，工作辊弯辊力控制被加入到工作辊弯辊调整系统。

上述过程中，当带材头部到达精轧出口的板形仪时，进行第一轮测量，比如，可采用每秒测量一次带材楔形和凸度的方式，测量三次，计算控制值，并立刻将这些控制值加入到轧机，然后等待控制生效；

其后，在带材上设置若干跟踪控制点，如，对于跟踪控制点F1，当它随后到达精轧出口的板形仪时，第二轮测量开始，每秒钟测一次，总共测量三次，并且计算出控制值，这些控制值随后也即刻被加入到轧机；

类似地，这些测量和控制(从步骤-3到步骤-11)不断重复直到中间坯尾部被飞剪切割。

需要说明的是，在ASCC生效期间，如果操作工要人工干预辊缝调平，ASCC输出一直保持(没有增加输出)。人工干预完成后，ASCC输出被提供到轧机。

同时，ASCC与精轧机中控制部件及板形仪等系采用联锁装置链接，只有当以下条件满足时，ASCC输出呈打开状态：

精轧机在轧制(没有换辊)；精轧所有机架的轧辊辊缝调整系统正常；精轧所有机架的工作辊弯辊调整系统正常；精轧出口的板形仪正常；轧机设定计算(辊缝、辊速)是正常终结；板形设定计算(CVC串辊、工作辊弯曲)是正常终结。

此外，ASCC具有辊缝调平值记忆及坯与坯学习功能，即精轧所有机架F1，F2…F6，F7的辊缝调平值，在带钢进行切尾时自动存储为下块钢的辊缝预设值，但在轧机换辊后所有辊缝调平值自动清零。

以下以一种规格的带钢轧制工艺举例进一步说明本实用新型的技术方案：

假设轧制规格如下：

钢种	宽度	厚度	辊身长度	楔形允许偏差	凸度允许偏差(F7出口)
						SS400	1250mm	2.5mm	1700mm	0	0.03±0.005mm

轧制规程表按如下设定：

bar

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

厚度(mm)

40.00

21.60

12.25

7.16

4.55

3.16

2.36

2.00

压下率(％)

46.00％

43.30％

41.50％

36.50％

30.50％

25.50％

15.00％

则：(1)楔形自动控制计算

假设F₇出口检测到的带钢楔形是

根据以上公式，需要将调平值分配到各机架，按照本实用新型的计算步骤演算如下：

(F₇出口带材楔形)

(F₇出口楔形偏差)

以上楔形偏差将按如下公式调整分配到各机架：

对于F₁机架，把中间坯楔形设为0，然后从方程(7)得出

$\mathrm{\Δ}{C}_1^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)=a_1^L\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{L}_1$

由方程(6)得出

$\frac{\mathrm{\Δ}{C}_i^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)}{h_i}=K_i\·\frac{\mathrm{\Δ}{C}_7^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)}{h_7}---\left(6\right)$

假定K_i为1.1

$\mathrm{\Δ}{C}_1^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)=21.6\×1.1\×0.025\÷2.0=0.297\mathrm{mm}$

那么辊缝调平控制值ΔL₁(mm)是

$\mathrm{\Δ}{L}_1=\frac{1}{a_1^L\left(T\right)}\·\mathrm{\Δ}{C}_1^{\mathrm{Wedge}}\left(T\right)=1.5\×0.297=0.39\mathrm{mm}---\left(8\right)$

代入 $\mathrm{\Δ}{L}_1^{\mathrm{CTL}}=\mathrm{\Δ}{L}_1=0.39\mathrm{mm}---\left(9\right)$

在

等系数已知的情况下，按照以上计算步骤，可以求出精轧机其他架次的辊缝调平值。

(2)凸度自动控制计算

假设F₇出口检测到的带钢凸度是根据以上公式，需要将凸度调整值分配到各机架，按照本实用新型的计算步骤演算如下：

精轧出口带材凸度的测量值平均值

是

$C_7^{R,\mathrm{MEAS}}\left(T\right)=h_C^{\mathrm{MEAS}}-\frac{h_{\mathrm{WS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)+h_{\mathrm{DS}}^{\mathrm{MEAS}}\left(T\right)}{2}=0.045---\left(17\right)$

通过方程(17)，得出精轧出口带材凸度偏差

是

$\mathrm{\Δ}{C}_7^R\left(T\right)=C_7^{R,\mathrm{MEAS}}\left(T\right)-C_7^{R,\mathrm{REF}}\left(T\right)=0.045-0.035=0.01\mathrm{mm}---\left(18\right)$

精轧出口带材凸度偏差0.01(mm)通过方程(19)被分配到各个精轧机架

$\frac{\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)}{h_i}=K_i\·\frac{\mathrm{\Δ}{C}_7^R\left(T\right)}{h_7}---\left(19\right)$

如想求出F₁的凸度调节量，假定K₁＝1.0，则

F₁凸度调节量＝21.6÷2.0×1.0×0.01＝0.108mm

如折算成弯辊力，则根据下面公式：

$\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)={\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{F}_i+{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^R\left(T\right)---\left(20\right)$

在方程(20)，由方程(19)算出-0.108mm(假定中间坯比例凸度变化为0)。

那么，每个工作辊弯曲力控制值ΔF_i(ton/side)是，

$\mathrm{\Δ}{F}_i=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)}\·(\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)-{\mathrm{\η}}_i\left(T\right)\·\mathrm{\Δ}{C}_{(i-1)}^R\left(T\right))---\left(21\right)$

假定F₁的带钢凸度对轧辊凸度的影响系数为-0.00035mm/KN，则：

$\mathrm{\Δ}{F}_i^{\mathrm{CTL}}=\mathrm{\Δ}{F}_i=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i^B\left(T\right)}\×\mathrm{\Δ}{C}_i^R\left(T\right)=(-0.108\mathrm{mm})\÷(-0.00035\mathrm{mm}/\mathrm{KN})=309\mathrm{KN}---\left(22\right)$

根据以上，当F₇出口出现+0.01mm的凸度偏差时，需要F₁进行正弯，弯辊力为309KN/侧。至于其他机架的弯辊力调整按照公式和相关系数求出当机架的弯辊力调整值。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其应用于主要由串联设置的数个精轧机架组成的热轧串联式轧机中，各精轧机架上均配备工作辊弯辊调整系统以及轧辊辊缝调整系统，其特征在于：

所述凸度和/或楔形自动控制系统包括凸度和/或楔形控制装置，所述凸度和/或楔形控制装置与各精轧机架上的工作辊弯辊调整系统及轧辊辊缝调整系统和设置在精轧出口的带材板形以及楔形和/或凸度测量装置分别连接；所述凸度和/或楔形控制装置可根据带材板形以及楔形和/或凸度测量装置定时测得的带材板形以及楔形和/或凸度数据与目标楔形和/或凸度数据比较所得差值，通过各精轧机架上的工作辊弯辊调整系统以及轧辊辊缝调整系统调整各精轧机架的辊缝和工作辊弯辊力。

2.根据权利要求1所述的热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其特征在于，所述凸度和/或楔形控制装置分别通过辊缝调平控制开关和工作辊弯辊力控制开关与轧辊辊缝调整系统和工作辊弯辊调整系统连接；

当带材头部到达板形仪测量装置时，工作辊弯辊力控制开关闭合，工作辊弯辊调整系统开始工作，当带材尾部被飞剪切割时，工作辊弯辊力控制开关断开，工作辊弯辊调整系统停止工作；

当带材头部进入地下卷曲，并建张时，辊缝调平控制开关闭合，轧辊辊缝调整系统开始工作，当带材尾部被飞剪切割时，辊缝调平控制开关断开，轧辊辊缝调整系统停止工作。

3.根据权利要求2所述的热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其特征在于，所述辊缝调平控制开关和工作辊弯辊力控制开关分别通过一控制总开关与所述凸度和/或楔形控制装置连接。

4.根据权利要求1所述的热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其特征在于，所述凸度和/或楔形控制装置、带材板形以及楔形和/或凸度测量装置、工作辊弯辊调整系统以及轧辊辊缝调整系统之间均采用联锁装置连接。

5.根据权利要求1或4所述的热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其特征在于：所述带材板形以及楔形和/或凸度测量装置包括板形仪、楔形和/或凸度测量仪表。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的热轧串联式轧机的凸度和/或楔形自动控制系统，其特征在于，所述凸度和/或楔形控制装置采用可编程逻辑控制器。

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