[发明专利]一种中厚板轧制及输送速度的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及中厚板轧制生产线的自动控制领域，具体地，本发明涉及一种中厚板轧制生产线的钢板轧制及输送速度的控制方法，尤其涉及按照轧机、预矫直机、控制冷却装置布置的中厚板轧制生产线上的钢板从精轧机到控制冷却装置的轧机、轧机后输出辊道、预矫直机的整体协调的速度自动控制方法，即，精轧机最后道次轧制过程、辊道输运过程的整体协调的速度控制方法。

背景技术

目前，在冶金领域，现代化的中厚板轧制生产线通常布置有加热炉、轧机、控制冷却装置、热矫直机等，有些产线在控制冷却装置之前还布置有预矫直,如图1所示.在所述产线布置设计时，考虑到钢板最大成品长度的需求，轧机和控制冷却装置间的距离通常超过60米。

见图1中厚板轧制生产线的布置。

图1所述生产流程通常为：钢板在轧机中完成最后道次的轧制以后，输送辊道把钢板从精轧机后移动到预矫直机的前面，对钢板进行一个道次的预矫直处理。由于通常预矫直机与控制冷却装置之间的距离较短，钢板还在预矫直过程中时，钢板头部就已到达控制冷却装置的前面，然后钢板进入控制冷却装置进行喷水冷却。

对于采用控制轧制与控制冷却工艺生产的钢板(也称为TMCP，thermo-mechanical control process)，为达到设计的中厚板产品性能，在生产中必须确保生产过程满足若干工艺参数的要求，比如精轧开轧温度、精轧终轧温度、冷却开始温度、冷却速度、冷却终止温度等等。其中精轧终轧温度、冷却开始温度是重要的采用TMCP工艺钢板的性能控制目标(更详细内容可见《中国中厚板轧制技术与装备》，王国栋主编，2009，冶金工业出版社,第9章中厚板的控制轧制和控制冷却)。精轧终轧温度是指精轧机轧制完成最后一个道次的钢板温度，冷却开始温度是指钢板即将进入控制冷却装置开始喷水冷却时的温度。

由于包括精轧终轧温度、冷却开始温度在内的各TMCP工艺参数是影响钢板组织和力学性能的关键因素，因此，在完成产品的合金成分设计后，产品设计工程师会根据最终产品的力学性能等要求，给出TMCP工艺参数的设计输出。

近年来，在降低产品成本的压力下，产品设计工程师在尽可能降低中厚板中的微合金含量条件下，提出了越来越苛求的TMCP工艺参数，对有些产品而言，根据产品成分和性能要求设计输出的精轧终轧温度和冷却开始温度的数值之差较小，比如，某产品的设计输出TMCP工艺参数要求：精轧终轧温度在770℃、冷却开始温度在740℃。

对于这类TMCP工艺要求的精轧终轧温度和冷却开始温度的数值之差较小的钢板，为了能达到产品设计的工艺参数，就必须寻找能够减少钢板从轧机输送到控制冷却装置过程中的温度下降的方法。

因为，轧机和控制冷却装置间的距离通常超过60米，按照常规的钢板输出方法，精轧终轧温度和冷却开始温度之间的温差较大，这与钢板温度、钢板宽度、钢板长度、钢板厚度、输送辊道转速、预矫直机矫直速度、精轧机和预矫直机间的距离、预矫直机和控制冷却装置间的距离、空气温度等有关系(请见《带钢热连轧的模型与控制》，孙一康编著，2002，冶金工业出版社，5.2.1节带钢(钢坯、带坯)传送时的温降)，但其通常温降在50℃之上。

在实际生产中，钢板常见的精轧终轧温度和冷却开始温度曲线如图2所示。

在国内外的公开文献中，很少涉及减少钢板从中厚板轧机输送到预矫直机、控制冷却装置过程中的空冷温度下降的技术方案。检索到以此为目的的技术文献仅有日本JFE公司的专利JP4935420，该技术方案的技术核心是：增加类似热轧中间坯保温罩的装置，以此减少输出过程中的钢板温降。但这种技术方案需要增加不小的投资，添置新保温装置，而且当钢板发生头部翘曲时，这在实际生产中常常是不可避免的，钢板的头部容易撞到新装置上，有造成生产事故的风险。

现有的现代化生产线通常采用的是轧机、辊道、预矫直机和控制冷却装置的速度控制方法，由计算机控制系统实现生产的自动控制，又根据产线上的设备布置划分为若干个控制单元，主要控制单元包括：加热炉控制单元、轧机控制单元、控制冷却装置控制单元。

辅助的控制单元包括：预矫直控制单元、热矫直机控制单元、若干个辊道控制单元等等。