[发明专利]用于改善钢板平直度的中厚板轧制生产线速度控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及冶金中厚板轧制生产线的自动控制领域，特别是，本发明涉及一种中厚板轧制生产线的预矫直机及直接淬火装置的钢板输送速度的控制方法，尤其涉及按照预矫直机、辊压式直接淬火装置接近式紧凑布置的中厚板轧制生产线上的钢板从预矫直机到辊压式直接淬火装置的联合协调的速度自动控制方法。

背景技术：

目前有些现代化的中厚板轧制生产线为了改善进入控制冷却装置的钢板板形，保证冷却后钢板的温度和性能的均匀性，在控制冷却装置的入口侧，按接近式紧凑布置预矫直机。

如1976年建成的日本JFE水岛厚板厂(更详细描述，请见《中国中厚板轧制技术与装备》，1.2.3节主生产线布置对平面布置的影响，和1.9.2.2节预矫直，王国栋主编，冶金工业出版社，2009)。其中厚板轧制生产线的预矫直机绝大多数采用多辊矫直机，如5辊、7辊、9辊等矫直模式。预矫直机与控制冷却装置之间的距离约3～8米。

控制冷却通常包括在线加速冷却(accelerated controlled cooling，缩写ACC)和直接淬火冷却(direct quenching，缩写DQ)两种冷却工艺(更详细描述，请见《中国中厚板轧制技术与装备》，1.8.1节控制冷却)。实现直接淬火工艺的装置类型有多种(见《轧后直接淬火技术在高强度中厚板生产中的应用》，沈继刚、李宏图，宽厚板，2010年10月，第16卷第5期，和《钢板的直接淬火回火法》，小松原望、渡边征一，邹有武译，国外金属热处理，1985年06期)。作为本发明的控制对象之一，所涉及的直接淬火装置为辊压式直接淬火装置(在文献《轧后直接淬火技术在高强度中厚板生产中的应用》中被称为约束型高强度冷却装置)。其主要特点为：沿产线长度方向，高压冷却水喷嘴或冷却水狭缝的集管与输送辊及上部约束辊间隔布置，如图1所示。

约束辊可以让钢板在冷却过程中保持张紧状态，不易发生变形(设备设计的更详细方案描述，请见1979年新日铁的US4132393、1969年Drover公司的US3423254)，这是一种较传统的直接淬火设备设计方案，目前为德国西马克等主流冶金设备供应商所采用。

现有的现代化生产线通常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、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：预矫直机控制单元、热矫直机控制单元、若干个辊道控制单元等等。主要控制单元包括两级控制系统，其中一级为基础自动化系统，二级为过程控制系统。基础自动化级主要完成设备的顺序控制、位置控制、速度控制等相关参数的实时控制。过程控制级主要执行数学模型控制功能，进行过程模型的复杂计算，完成过程参数的设定任务，过程参数中包括了钢板运行的速度图(即，时间与速度关系的曲线)。(更详细可见《中国中厚板轧制技术与装备》，第13章计算机控制系统)。与预矫直机、控制冷却装置的速度控制相关的控制单元如图2。

控制冷却装置可以由辊压式直接淬火装置和加速冷却装置两部分组成。辊压式直接淬火装置的过程参数除了常规的冷却水流量、钢板速度图等参数外，还包括各组上部约束辊约束力。

图2中，M_p是预矫直机矫直辊传动电机组，M_d是辊压式直接淬火装置的输送辊传动电机组，C1_p是预矫直机的一级控制系统，C1_d是辊压式直接淬火装置的一级控制系统，C2_p是预矫直机的二级控制系统，C2_d是辊压式直接淬火装置的二级控制系统。其中预矫直机的传动电机组M_p接收两路输入信号，分别对应不同的钢板生产过程，这两个过程是单独预矫直过程、启动直接淬火后的联合预矫直过程。