[发明专利]兼顾热轧带钢轧制稳定性和质量的平坦度分段控制方法

说明书

 

技术领域：

本发明涉及一种热连轧带钢轧制工艺技术，具体指兼顾热轧带钢轧制稳定性和质量的平坦度分段控制方法。

背景技术：

热连轧带钢轧制流程示意图如图1所示，板坯经过加热炉加热到指定温度后出炉，经过粗轧前除鳞后进入粗轧机进行多道次往复轧制，轧制到一定的厚度后，经过热卷箱（或者保温罩）保温，飞剪切头，高压水除鳞，送入多机架精轧机组进行轧制，之后进入层流冷却输出辊道进行冷却，然后进入地下卷取机成卷。热轧带钢的轧制，特别是薄规格热轧带钢轧制一直是板带轧制的前沿技术，平坦度不但是其主要的质量控制指标，而且平坦度不良易造成薄规格带钢轧制不稳定，严重则导致废钢，进而影响生产的顺行。

平坦度控制系统作为板形控制系统的一部分，在热连轧带钢的运用已经比较成熟，主要分为平坦度设定控制系统和平坦度反馈控制系统，在精轧出口尚未检测到带钢平坦度前，主要采用设定控制系统所设定的弯辊力保证带钢平坦度达到目标值，当平坦度仪表检测到带钢平坦度后，依据平坦度检测值与目标值的偏差，实时调节弯辊力大小，使得带钢全长平坦度向目标值靠近，消除目标值与实测值的偏差，如图2所示为平坦度反馈控制系统。带钢进入到卷取机后，卷取机和轧机末机架建立张力，由于张力的影响，带钢可见浪形基本消失，此时平坦度反馈一般不再参与调节，轧机末机架锁定卷取建张前的弯辊力大小。

上述平坦度控制技术主要在精轧机组实现，目的是保证精轧轧后带钢浪形良好，但带钢轧后还经过层流冷却，卷取，空冷等一系列过程，由于初始横向温度不均、层冷边部冷却不均等影响，在开卷后容易造成双边浪，为此，对轧后目标进行补偿，即在轧制过程中轧出中间浪，通过冷却、卷取、空冷后，达到开卷无浪的效果，此方法目前也被广泛运用。

从目前所查的文献看，介绍平坦度控制系统的算法设计及通过设置平坦度非零目标进而改善成品浪形的报道较多，如文献1（热连轧机平坦度反馈控制系统的应用，钢铁，2006，Vol.41，No.2）中提到了平坦度反馈控制系统，全长采用单一的0-8IU的平坦度非零补偿，保证最终的浪形；专利1（热轧带钢中浪板形控制法，02133073.5）提出采用中浪目标控制最终平坦度；专利2（热轧带钢板形多元化交叉控制方法，200810079592.5）提出采用微中浪的目标值保证最终平坦度；专利3（中薄板坯连铸连轧板形综合控制方法，03111285.4）介绍了基于平坦度偏差的弯辊力反馈模型。但如上等众多公开报道的文献均未见有对带钢全长平坦度实施分段控制内容。

采用平坦度非零目标（如中浪，微中浪）补偿轧后冷却等对板形的影响是可行的，但是由于热轧带钢对轧制稳定性的要求高，特别是薄规格轧制，带钢头部进入轧机和仪表，以及尾部离开轧机时，有浪形则会产生如下问题：

1）薄带钢进入轧机前如果有浪形，带钢跳动、翘头或跑偏的几率大幅度增加，容易造成咬入失败，导致废钢。

2）薄带钢离开轧机末机架，如果存在中间浪，则头部容易在层流辊道上剧烈跳动，且头部上翘，导致卷取咬入困难，同时还影响仪表对头部厚度、宽度、温度的测量，干扰其他模型的正常设定计算。

3）带钢离开轧机时如果带有中间浪，则带钢很容易跑偏，导致甩尾和轧破，影响生产的稳定性。

为此，带钢全长均采用板形补偿策略虽然在一定程度上解决了轧后冷却对板形的影响，但带来了轧制稳定性的风险。

发明内容：

本发明内容为一种兼顾热轧带钢轧制稳定性和质量的平坦度分段控制方法，主要通过对热轧带钢全长进行分段，不同的分段采用不同的平坦度控制策略，保证板形质量的同时，提高薄规格带钢轧制头尾的稳定性，如图3所示。其主要步骤如下：

（a）把带钢全长分为4段，分别用头部长度计算方法、卷取咬钢信号、精轧飞剪切尾信号来确定分段关键点位置。

（b）带钢第一段长度及平坦度控制策略的确定。如图4所示，设带钢头部的控制长度为L₁，当带钢头部离开精轧末机架时，在0-L₁的带钢长度范围内，采用平直的方式控制浪形，即不采用任何补偿措施，带钢平坦度目标为零，减少浪形对卷取咬钢和厚度、宽度、温度仪表检测的影响。L₁的长度确定和带钢的宽厚比有关，第一段长度L₁的计算公式如下：

 （若，则）

其中：

L₁：第一段带钢长度，m；