[发明专利]一种带材冷轧机跑偏与板形自动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于带材轧制技术领域，涉及一种带材冷轧机跑偏与板形自动控制方法。

背景技术

在带材冷轧机组轧制生产过程中，冷轧机入口和出口的带材板形不良是造成跑偏的主要原因之一，使得带材在轧制过程中容易发生跑偏。根据板带轧制理论和实践可知，带材的跑偏机理为，轧机负载辊缝内的带材在入口张力、出口张力和轧制力的共同作用下产生塑性变形，由于带材轧前和轧后存在着形态各异的浪形，轧机负载辊缝内带材所受到的入口张应力和出口张应力沿带材宽向分布通常不均匀，在入口张力和出口张力的共同作用下，使得带材承受一个水平转矩，当该水平转矩大于轧机工作辊面能够施加给带材的相反方向的最大摩擦转矩时，势必引起带材发生水平偏转，从而造成带材跑偏。

带材跑偏不仅会影响带材质量和产量，甚至还会严重损坏机组设备，尤其对于采用轧制油润滑的轧机，带材跑偏甚至会造成严重的火灾，给设备的稳定运行带来严重影响。因此，为了保证机组的稳定运行及获得边部整齐的带卷，对带材的跑偏判别和控制进行研究显得越来越重要。

目前，在冷轧板带轧制过程中，大多依靠人工经验判断跑偏。在一部分高端带材机组，虽然，配备有带材边部扫描仪，可以实时检测带材的跑偏情况，然而，一旦发现跑偏，基本上还都是依靠人工手动操作进行控制，故，带材跑偏控制受到工作人员的操作经验和反应速度等限制，使得实际控制效果往往并不理想。特别是在单机架可逆冷轧机生产中，带材跑偏现象时有发生的情况。因此，如何自动控制带材轧制过程中的跑偏，成为带材生产中的一大难题。

为此，现有专利号为KR20000042516A的韩国专利《METHOD FOR CONTROLLING SHAPE IN SENDZIMIR MILL》为了提高森吉米尔轧机轧制过程的稳定性，防止镰刀弯和跑偏的产生，提出了森吉米尔轧机的一种板形控制方法，其主要技术要点是，在轧机入口和出口分别安装有第一和第二两个板形检测仪，将两个板形仪测量的板形值输入板形控制单元，并被分解为几类典性的板形模式，根据板形模式分类结果，计算确定森吉米尔轧机ASU的位置调整量。该方法以轧后板形作为主要控制目标，但是，它仅仅兼顾防止镰刀弯和跑偏的发生。

又如，专利号为US8050792B2的美国专利《METHOD AND DEVICE FOR OPTIMIZATION OF FLATNESS CONTROL IN THE ROLLING OF A STRIP》用一个影响矩阵描述轧机每一个板形执行机构对板形的影响效率，根据实测板形和目标板形计算确定板形偏差向量，一个动态控制器是用来计算优化板形执行机构的设置点，以尽量减少板形偏差，从而实现所期望的板形。但是，该方法仅以轧后板形作为控制目标，也没有考虑控制跑偏。

再如，专利号为KR20000042515的韩国专利《A SHAPING CONTROL METHOD USING NERVOUS CIRCUIT NETWORK IN SENDZIMIR MILL》为了简化的板形控制的计算过程，提高计算的准确性和速度，提出了一种用神经网络方法计算确定森吉米尔轧机ASU位置的板形控制方法，即板形控制单元根据输入的入口和出口板形仪实测的板形测量值，输出ASU位置调整量。但是该方法同样只以轧后板形作为控制目标，也没有考虑控制跑偏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种带材冷轧机跑偏与板形自动控制方法，该控制方法不仅可以降低带材材冷轧过程跑偏的发生率，提高机组产能，而且还能够保证带材板形控制精度，提高带材产品质量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种带材冷轧机跑偏与板形自动控制方法，所述冷轧机具有用于调节带材板形的多个板形执行机构，其特征在于：所述冷轧机包括跑偏与板形自动控制单元，在所述冷轧机的入口和出口处分别配置有一板形仪，所述跑偏与板形自动控制方法包括以下步骤：

(1)检测冷轧机入口和出口带材张应力宽向分布值

入口和出口处的板形仪实时检测得到冷轧机前、后带材板形，将冷轧机入口带材张应力宽向分布值σ_bi和出口带材张应力宽向分布值σ_fi发送给跑偏与板形自动控制单元，其中，i＝1、2、…、n，i表示为覆盖于板形仪宽向相应检测单元上各条带材的序号，i从冷轧机的操作侧到传动侧递增，n为有带材覆盖的板形仪检测单元数量；

(2)计算冷轧机负载辊内带材受到的水平转矩，并判断带材是否跑偏