[发明专利]一种带钢冷轧过程宽度自动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，尤其涉及一种用于冷轧特别是冷连轧过程中带钢宽度自动控制的方法。

背景技术

由板带轧制理论和实践可知，由于轧机负载辊缝内带钢的各处金属存在不同程度的宽向流动，带钢冷轧过程中宽度会发生变化。通常将轧前与轧后宽度之间差值称为宽度缩减量。在带钢冷轧过程中，宽度的变化主要是由于轧制力与张力宽向分布变化，引起带钢宽度端部金属横向流动方向变化，从而发生带钢宽度的变化。在带钢边部压下量相对偏大时，即带钢板形呈现边浪（边部相对偏松）时，带钢边部金属容易向远离中部方向流动，从而使得带钢宽度增大、缩减量减小；相反，在带钢边部压下量相对偏小时，即带钢板形呈现中浪（边部相对偏紧）时，带钢边部金属容易向趋近中部方向流动，从而使得带钢宽度减小、缩减量增大。

为了确保冷轧之后的带钢宽度满足下游用户要求，目前带钢宽度控制通常采用的方法是，在冷轧过程中不控制带钢宽度，根据经验确定冷轧之前的来料带钢宽度，使得带钢经过冷轧之后的宽度大于或等于用户要求的宽度，在后续加工中再对带钢两边进行剪边处理，以保证带钢宽度在用户的要求范围之内。

这种方式存在的主要问题：如果轧制过程中轧制工艺参数选择不合理，使得带钢冷轧过程中宽度缩减量偏大（带钢边部偏紧），一方面容易造成冷轧过程带钢边裂断带，另一方面容易造成轧后带钢宽度小于用户要求从而造成废品。此外，对带钢进行剪边处理，会降低成材率，增加生产成本。因此，在冷轧过程中对带钢宽度进行自动控制，对于提高带钢冷轧生产过程稳定性和成材率、降低生产成本具有重要意义。

日本专利JP2005059053A提出了一种提高连续退火后冷轧带钢宽度控制精度的方法：首先，建立以冷连轧机组出口带钢宽度为函数、以冷连轧机组入口来料带钢宽度、各机架轧制力、板形调节机构控制量、机架间张力为自变量的函数关系式，同时建立带钢连续退火后宽度变化量与退火过程中延伸率之间的函数关系式。其次，将冷连轧机组入口带钢宽度检测值和各机架轧制力预测值、机架间张力预测值、退火过程中带钢延伸率预测值代入以上函数关系式，计算确定冷连轧机组除了末机架以外各个机架板形调节机构控制量的设定值，以使得连续退火后带钢宽度预测值与目标值一致。该技术方案并没有给出抑制带钢经过各个机架轧制时宽度波动的对策，在实际实施时有可能造成轧制过程断带。

日本专利JP2004141885A提出了一种冷连轧机连续退火炉联合机组带钢宽度控制方法：根据冷连轧机末机架入口带钢厚度检测值与设定值之间的差值、连续退火炉热处理条件、连续退火炉入口带钢板形和连续退火炉入口出口带钢宽度变形量之间的关系，通过控制冷连轧机末机架出口带钢板形实现对带钢宽度的控制。该技术方案没有给出在末机架控制带钢宽度时如何避免可能造成该机架出口板形不良的对策。

日本专利JP20030001311A提出了一种冷连轧机组轧制速度变化过程中带钢宽度控制方法：建立以末机架出口带钢宽度变化量与轧制速度变化引起的各机架轧制力变化量、机架间张力变化量以及板形调节机构控制量变化量之间的函数关系式。将根据轧制速度与和轧制力关系式计算出的各机架轧制力变化量、机架间张力变化量代入以上函数关系式，计算确定冷连轧机组各个机架板形调节机构的补偿量值，以使得末机架出口带钢宽度预测值与目标值一致。该方法的控制目标主要是消除末机架冷轧机出口带钢的宽度变化量，没有考虑及时消除热轧来料宽度变化以及上游机架宽度变化对后机架带钢宽度的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带钢冷轧过程宽度自动控制方法，其通过建立各个机架出口带钢宽度预报模型，输入冷轧机入口热轧来料带钢实测宽度与设定宽度之间的变化量，各个机架的轧制力、张力、弯辊力、轧辊轴向窜辊量实测值与设定值之间的变化量，预报各机架出口宽度变形量，以使得各机架出口宽度变化量为零为目标，通过模型计算确定各机架板形调节机构的补偿量，进而达到提高带钢冷轧生产过程稳定性和成材率、降低生产成本的目的。

本发明的技术方案是：提供一种带钢冷轧过程宽度自动控制方法，包括在冷轧过程中在对带钢宽度进行自动检测，其特征是：

A、以冷轧机组入口热轧来料带钢变化量、各个机架的轧制力、张力、弯辊力、轧辊轴向窜辊量变化量为自变量，以各机架出口带钢宽度变化量为函数，建立各个机架出口带钢宽度预报模型；

B、在冷连轧机组入口配置带钢宽度检测仪，实时检测冷轧机组入口热轧来料带钢长度方向上各位置处的宽度实测值；