[发明专利]一种热连轧带材尾部厚度控制方法

说明书

本发明主要属于金属压力加工技术领域，具体涉及一种热连轧带材尾部厚度控制方法。首先，计算从精轧F(2)机架开始的各机架在上一机架抛出后由于失张影响到的成品带材长度；随后，根据测厚仪检测到的尾部厚差信号，按照负荷分配原则，计算从F(2)机架开始的各机架应该消除的尾部厚度偏差量；最后，根据从F(2)机架开始的各机架尾部厚度偏差量，对从F(2)机架开始的各机架尾部辊缝调节量进行自学习，修正从F(2)机架开始的各机架尾部辊缝调节量，用于下一块带材的尾部厚度控制。本发明可在对下游机架负荷影响较小的情况下，对热连轧带材尾部厚度进行精确控制。

技术领域

本发明主要属于金属压力加工技术领域，具体涉及一种热连轧带材尾部厚度控制方法。

背景技术

在连轧过程中，前后两架轧机存在金属秒流量差，当后架的秒流量大于前架时，造成前、后架之间的轧件受到前架轧机的拉力作用，此力通常称为张力。张力的作用使变形区的应力状态发生了变化，减小了纵向的压应力，从而使轧制时降低单位压力，改变张力可影响带材厚度，在其他条件不变化的情况下，增大张力能使带材轧得更薄，减小张力或失张则使带材变厚。

图1所示为一个热连轧7机架精轧机组示意图，图中H表示入口厚度，h表示出口厚度，因此上一机架的出口厚度h_i-1等于下一机架的入口厚度H_i。一般情况下带钢尾部会有逐渐变厚的趋势。图2为热连轧带材尾部厚度示意图，Δh表示实时厚度偏差；D_j表示带材尾部能被F(2)至F(j)机架共计j-1个机架由于上一机架抛出而导致的尾部失张影响到的长度；l_i表示尾部厚跃中F(i+1)机架及其下游机架失张不能影响到的长度；Δh_0(j)表示D_j段所对应的厚度偏差平均值；此处2≤i,j≤7。当带材尾端离开某一机架时，其张力立刻消失，轧制压力突然增大，带材厚度增加，称为尾部厚跃。

以带钢为例，孙一康教授在其著作“带钢热连轧的模型与控制”(北京：冶金工业出版社.2002)中指出，宽带钢在大张力下轧制时，带尾每抛出一次，其轧制压力增加约1.471×10⁵～2.942×10⁵N(15～30Ton)，而带尾的厚度增加约0.025～0.05mm。由于带钢的尾端每抛出一个机架，就要失张一次，因此成品带钢尾部的厚跃是多次叠加起来的，故带卷出现愈接近尾端厚度增加愈大的现象。总增厚量的最大值可达0.15～0.30mm，长达12m。因此带尾失张产生的厚跃现象，对成品带卷质量的影响是很大的，同时带尾温度偏低，如将这种带卷送到冷轧时，冷连轧机组的操作发生困难，事故频繁，产量大幅度下降，因此冷轧厂并不欢迎这种热轧带卷。

尾部补偿功能目前在很多自动厚度控制(Automatic Gauge Control，AGC)系统中均有投入，主要有压尾和拉尾两种方式。传统的压尾都是在带钢尾部离开F(i-1)机架时，加大F(i)机架的压下量，以补偿带钢尾部失张和温降产生的厚跃；或者采用“拉尾”的方式，即带钢尾部离开F(i)机架时，降低F(i+1)机架的速度，使F(i+1)和F(i+2)机架间张力加大，以补偿F(i)和F(i+1)机架间张力消失的影响。以上方式在孙一康教授著作“带钢热连轧的模型与控制”(北京：冶金工业出版社.2002)中提到，并在生产线上有实际应用。另外，童朝南在论文“热轧板带头尾厚度精度控制技术”(钢铁,2005,40(4):46-48)中采用了两架同时压尾的方法，也就是在F(i-2)机架抛钢的时候，F(i)和F(i-1)机架同时压下。张飞在论文“针对尾部厚跃的热轧自适应硬度前馈控制”(冶金自动化,2006,30(5):29-33)中利用F(1)机架的硬度信息对下游机架进行前馈，并通过对F(1)机架尾部轧制力和尾部出口厚差求取相关系数作为自适应系数来修正尾部增益。

以上文献提到的方法对尾部厚跃的控制都不是基于当前实际厚差进行控制，且无法兼顾精轧机组各机架的负荷平衡，同时也没有采用自学习算法，不能够实现根据本块轧制完成时各机架尾部失张的带材长度所对应的尾部实际厚差，去自动调节各机架的压尾量，因此无法实现带材尾部厚度的精确控制。