本發(fā)明涉及板帶冷軋方法,更具體地說,涉及一種森吉米爾20輥軋機(jī)邊部板形控制方法及裝置。
背景技術(shù):
板形是冷軋帶鋼的重要質(zhì)量指標(biāo),冷軋帶鋼的板形直接影響到汽車、家電、儀表、食品包裝等下游行業(yè)的生產(chǎn)率、成材率和成本的高低以及產(chǎn)品的外觀。硬質(zhì)帶鋼由于材料屈服強(qiáng)度大,因而造成其板形難以控制。森吉米爾輥軋機(jī)是冷軋生產(chǎn)中的重要設(shè)備,由于具有牌坊剛度大、工作輥輥徑小的特點(diǎn),最適合冷軋硬質(zhì)帶鋼。森吉米爾20輥軋機(jī)主要通過ASU凸度調(diào)節(jié)、一中間輥竄輥及傾斜進(jìn)行板形調(diào)節(jié),對于軋制過程中出現(xiàn)的中浪、雙邊浪、邊中復(fù)合浪、四分之一浪及單邊浪均有一定的調(diào)節(jié)能力。
如圖1所示,現(xiàn)有的森吉米爾20輥軋機(jī)6采用非對稱中間輥竄動(上中間輥1、下中間輥2獨(dú)立竄動,可以有不同的竄動量)分別控制邊部板形,即分別控制驅(qū)動側(cè)邊部板形4以及操作側(cè)邊部板形5。在實際生產(chǎn)過程中,由于上、下中間輥的竄動量相差太大,會在一定程度上造成帶鋼3跑偏甚至斷帶。
現(xiàn)有森吉米爾輥軋機(jī)邊部板形控制方法的具體計算流程如圖2所示,包括以下步驟:
a1:每個控制周期獲取帶鋼的板形實際值;
a2:將測量到的板形實際值減去板形目標(biāo)值,得到操作側(cè)邊部板形偏差以及驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差;
a3:設(shè)定邊部板形控制的增益系數(shù)為常數(shù);
a4:將操作側(cè)邊部板形偏差乘以上一中間輥竄動增益系數(shù),該增益系 數(shù)為常數(shù),從而得到上一中間輥竄動的調(diào)整量;將驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差乘以下一中間輥竄動增益系數(shù),該增益系數(shù)為常數(shù),得到下一中間輥竄動的調(diào)整量;
a5:將調(diào)整量輸出到森吉米爾輥軋機(jī)的設(shè)備控制單元,改變帶鋼邊部板形大小。
經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,并在中外專利數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺聯(lián)機(jī)檢索,找到如下現(xiàn)有技術(shù):
1、邊部板形的控制方法
申請?zhí)枺篊N201210412966.7
摘要:本發(fā)明提供了邊部板形的控制方法,包含:使用板形儀檢測帶鋼工作側(cè)和驅(qū)動側(cè)邊部的板形值;對所述板形值進(jìn)行修正得到帶鋼工作側(cè)和驅(qū)動側(cè)邊部的綜合板形值;以工作側(cè)和驅(qū)動側(cè)邊部的所述綜合板形值對工作輥竄輥值進(jìn)行修正;根據(jù)所述經(jīng)過修正后的竄輥值對末機(jī)架的上單錐度工作輥竄輥和下單錐度工作輥竄輥進(jìn)行在線單獨(dú)控制。本發(fā)明提供的邊部板形的控制方法,解決了傳統(tǒng)自動板形控制模型不能消除的帶寬邊部約70mm的碎邊浪問題,提高了軋制穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量。
上述列舉的方法所涉及的邊部板形控制裝置為工作輥竄輥,板形控制方法采用的非對稱工作輥控制算法,即進(jìn)行在線單獨(dú)控制。
2、控制帶鋼邊部板形的高次形軋輥
申請?zhí)枺篊N200610025194.6
摘要:本發(fā)明涉及一種控制帶鋼邊部板形的高次形軋輥,該軋輥主要通過將軋輥中的工作輥輥端形狀為補(bǔ)償所軋制的板、帶材邊部減薄的圓弧形,輥形曲線由兩段連接的光滑曲線,一段弧形曲線,另一段為直線,弧形曲線與直線交點(diǎn)處,弧形曲線的導(dǎo)數(shù)為零。一方面補(bǔ)償了板、帶鋼邊部軋輥彈性變形的明顯變化,另一方面也減小了軋輥在帶鋼邊部的磨損。本發(fā)明工作軋輥輥形曲線既克服了K-WRS軋機(jī)輥形曲線有拐點(diǎn)的負(fù)面影響,又能使輥形曲線成為一條光滑曲線,從而有效地控制了板、帶鋼板形邊部 的減薄,使用該工作軋輥軋制板、帶鋼材,對帶邊部輪廓有明顯控制效果,可獲得較小的邊部減薄量。
上述列舉的方法涉及到軋輥的輥形設(shè)計方法,只考慮在輥形特定的前提下,進(jìn)行邊部板形自動控制。
3、冷軋帶鋼邊部板形控制方法
申請?zhí)枺篊N201110068689.8
摘要:本發(fā)明涉及一種冷軋帶鋼的軋制方法,特別涉及冷連軋機(jī)或雙機(jī)架平整機(jī)軋制薄帶鋼邊部板形的控制方法。本發(fā)明是在以末機(jī)架為重點(diǎn)的板形反饋控制系統(tǒng)中,在主要控制常規(guī)邊浪和中浪的基本板形控制功能的基礎(chǔ)上,基于末機(jī)架出口帶鋼邊部與臨近區(qū)域?qū)崪y板形與目標(biāo)板形的差值識別出帶鋼邊部板形狀態(tài),根據(jù)邊部板形狀態(tài)調(diào)節(jié)末機(jī)架以及其余各機(jī)架相應(yīng)的板形執(zhí)行機(jī)構(gòu),實現(xiàn)對帶鋼邊部板形如小邊浪和小偏浪的有效控制,可以進(jìn)一步提高冷軋或平整后帶鋼的板形質(zhì)量。
上述列舉的方法所涉及的主要是冷連軋機(jī)或雙機(jī)架平整機(jī)帶鋼邊部板形的控制,未涉及單機(jī)架可逆軋機(jī)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的中間輥的竄動量相差大,會在一定程度上造成帶鋼跑偏甚至斷帶的問題,本發(fā)明的目的是提供一種森吉米爾20輥軋機(jī)邊部板形控制方法。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種森吉米爾20輥軋機(jī)邊部板形控制方法,包括以下步驟:步驟1,在每個控制周期獲取帶鋼的板形實際值;步驟2,將板形實際值減去目標(biāo)板形值,獲得操作側(cè)邊部板形偏差以及驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差;步驟3,根據(jù)帶鋼兩側(cè)邊部板形偏差計算出對稱邊部板形偏差;步驟4,計算邊部板形控制的增益系數(shù);步驟5,將對稱邊部板形偏差乘以邊部板形控制的增益系數(shù),得到一中間對稱竄動的調(diào)整量;步驟6,將調(diào)整量輸出到軋機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例,步驟3的計算方法為:Δεsys=Δεedge_os×wos+Δεedge_ds×wds,并且滿足:wos+wds=1.0;0.0<wos<1.0;0.0<wds<1.0。其中,wos為操作側(cè)邊部板形偏差的加權(quán)系數(shù),wds為驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差的加權(quán)系數(shù),Δεsys為對稱邊部板形偏差,Δεedge_os為操作側(cè)邊部板形偏差,Δεedge_ds為驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例,步驟4的計算方法為:且其中,ks為對稱中間輥竄動的增益系數(shù),T為控制周期,τ為板形測量滯后時間,l為森吉米爾輥軋機(jī)到板形測量輥的水平距離,d為板形測量輥的直徑,v為帶鋼的運(yùn)動速度。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例,步驟5的計算方法為:其中,kT為對稱一中間輥竄動的調(diào)控系數(shù),ks為對稱一中間輥竄動的增益系數(shù)。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案:
一種基于對稱一中間輥竄動的輥軋機(jī)邊部板形控制裝置,包括森吉米爾20軋機(jī)、板形測量輥、板形測量計算機(jī)、板形控制單元、控制設(shè)備。森吉米爾20軋機(jī)的兩側(cè)分別設(shè)置板形測量輥,板形測量計算機(jī)在每個控制周期獲取帶鋼的板形實際值,將板形實際值傳輸至板形控制單元。板形控制單元將板形實際值減去目標(biāo)板形值,獲得操作側(cè)邊部板形偏差以及驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差,根據(jù)帶鋼兩側(cè)邊部板形偏差計算出對稱邊部板形偏差,再計算邊部板形控制的增益系數(shù),最后將對稱邊部板形偏差乘以邊部板形控制的增益系數(shù),得到一中間對稱竄動的調(diào)整量,并將調(diào)整量傳輸至控制設(shè)備??刂圃O(shè)備將調(diào)整量輸出到軋機(jī)。
在上述技術(shù)方案中,本發(fā)明的森吉米爾20輥軋機(jī)邊部板形控制方法既保證了軋制過程的穩(wěn)定性,同時又保證了邊部板形控制效果,解決了非對稱一中間輥竄動存在的問題。
附圖說明
圖1是森吉米爾輥軋機(jī)的中間輥竄動控制邊部板形的示意圖;
圖2是現(xiàn)有森吉米爾輥軋機(jī)邊部板形控制方法的流程圖;
圖3是本發(fā)明基于對稱中間輥竄動的輥軋機(jī)邊部板形控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明基于對稱中間輥竄動的輥軋機(jī)邊部板形控制方法的流程圖;
圖5是邊部板形偏差的計算示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
參照圖3,本發(fā)明首先公開一種基于對稱中間輥竄動的輥軋機(jī)邊部板形控制裝置,其包括機(jī)械設(shè)備(板形測量輥7、森吉米爾輥軋機(jī)6)和電氣設(shè)備(板形測量計算機(jī)8、板形控制單元9、控制設(shè)備10)。
其中,軋機(jī)的兩側(cè)分別設(shè)置板形測量輥7,帶鋼板形的測量由板形測量輥7完成,板形測量輥7將轉(zhuǎn)換后的電信號發(fā)送到板形測量計算機(jī)8。板形計算機(jī)將電信號轉(zhuǎn)換為實際板形信號,在每個控制周期獲取帶鋼的板形實際值,將板形實際值傳輸至板形控制單元9。
板形控制單元9將板形實際值減去目標(biāo)板形值,獲得操作側(cè)邊部板形偏差以及驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差,根據(jù)帶鋼兩側(cè)邊部板形偏差計算出對稱邊部板形偏差,再計算邊部板形控制的增益系數(shù),最后將對稱邊部板形偏差乘以邊部板形控制的增益系數(shù),得到一中間輥對稱竄動的調(diào)整量,并將調(diào)整量傳輸至控制設(shè)備10。控制設(shè)備10將調(diào)整量輸出到軋機(jī)6,帶鋼板形的調(diào)控由森吉米爾20輥軋機(jī)6完成,森吉米爾20輥軋機(jī)6的一中間輥竄輥調(diào)控邊部板形偏差。
因此,參照圖4,針對上述裝置的控制流程,本發(fā)明進(jìn)一步提出了一種森吉米爾20輥軋機(jī)邊部板形控制方法,包括以下步驟:
S1,在每個控制周期獲取帶鋼的板形實際值。
S2,將板形實際值C減去目標(biāo)板形值D,獲得操作側(cè)A的邊部板形偏差以及驅(qū)動側(cè)B的邊部板形偏差。具體來說,如圖5所示,首先對實測的板形數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動平均處理,得到平滑的實測板形信號,然后用實測板形信號減去目標(biāo)板形,得到邊部板形偏差信號。
S3,根據(jù)帶鋼兩側(cè)邊部板形偏差計算出對稱邊部板形偏差:
Δεsys=Δεedge_os×wos+Δεedge_ds×wds (1)
wos+wds=1.0 (2)
0.0<wos<1.0 (3)
0.0<wds<1.0 (4)
上式中,wos為操作側(cè)邊部板形偏差的加權(quán)系數(shù),wds為驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差的加權(quán)系數(shù),Δεsys為對稱邊部板形偏差,Δεedge_os為操作側(cè)邊部板形偏差,Δεedge_ds為驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差。
S4,計算邊部板形控制的增益系數(shù):
其中,
其中,ks為對稱一中間輥竄動的增益系數(shù),T為控制周期,τ為板形測量滯后時間,l為森吉米爾20輥軋機(jī)到板形測量輥的水平距離,d為板形測量輥的直徑,v為帶鋼的運(yùn)動速度。
S5,將對稱邊部板形偏差乘以邊部板形控制的增益系數(shù),得到中間對稱竄動的調(diào)整量:
其中,kT為對稱中間輥竄動的調(diào)控系數(shù),即當(dāng)對稱一中間輥竄動由0變化到極限值(1.0)時,對稱邊部板形偏差的變化量的大小。ks為對稱一中間輥竄動的增益系數(shù)。
S6,將調(diào)整量輸出到軋機(jī)。
下面通過一個實施例來進(jìn)一步說明上述技術(shù)方案。
實施例
在某森吉米爾20輥軋機(jī)上應(yīng)用了該邊部板形控制技術(shù)。如圖3所示,森吉米爾輥軋機(jī)與板形測量輥的水平距離為2.3m,板形測量輥的直徑為0.4m,帶鋼的最大速度為800m/min。
在邊部板形控制投入運(yùn)行前,首先測試對稱一中間輥竄動的邊部板形調(diào)控能力,得到對稱一中間輥竄動的調(diào)控系數(shù):
kT=5.0
將目標(biāo)板形、邊部板形偏差加權(quán)系數(shù)以及對稱一中間輥竄動的調(diào)控系數(shù)kT存儲于板形控制CPU中。
在上述基礎(chǔ)上,邊部板形控制程序按照控制周期(T=0.2s)進(jìn)行如下計算。
從板形測量計算機(jī)接收實際板形信號,對實測的板形信號進(jìn)行滑動平均處理,得到平滑的實測板形數(shù)據(jù),這時得到的實際板形數(shù)據(jù)為:
σp={2.1000,1.4834,0.9598,0.5294,0.1920,-0.0524,-0.2036,-0.2618,-0.2269,-0.0989,0.1222,0.4363,0.8435,1.3438,1.9371,2.6235,3.4030,4.2756,5.2413,6.3000};
保存在板形控制器中的目標(biāo)板形σs={0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0};
用實測板形數(shù)據(jù)減去目標(biāo)板形,得到板形偏差
Δσp={2.1000,1.4834,0.9598,0.5294,0.1920,-0.0524,-0.2036,-0.2618,-0.2269,-0.0989,0.1222,0.4363,0.8435,1.3438,1.9371,2.6235,3.4030,4.2756,5.2413,6.3000};
從上面的板形偏差提取到操作側(cè)邊部板形偏差和驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差,即:
Δεedge_os=2.1;Δεedge_ds=6.3
將操作側(cè)邊部板形偏差的加權(quán)系數(shù)wos和驅(qū)動側(cè)邊部板形偏差的加權(quán) 系數(shù)wds均設(shè)為0.5,此時的對稱邊部板形偏差為:
Δεsys=2.1×0.5+6.3×0.5=4.2
計算增益系數(shù),帶鋼的速度為300m/min,即5m/s,那么
按照公式計算出對稱一中間輥竄動的調(diào)整量為0.12,即上、下一中間輥竄動的調(diào)整量均為12%。
將上、下一中間輥竄動的調(diào)整量輸出到森吉米爾20輥軋機(jī)的設(shè)備控制單元進(jìn)行執(zhí)行。
下一個控制周期,重復(fù)上述過程。
本發(fā)明提出的方法能夠確保整個鋼卷長度方向上成品帶鋼板形的一致性,對提高帶鋼成材率以及保證軋制過程的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。
本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到,以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明,而并非用作為對本發(fā)明的限定,只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi),對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。