[发明专利]一种适合于冷连轧机组的板形再现与分析方法

摘要

一种适合于冷连轧机组的板形再现与分析方法，针对以往现场对冷连轧机组板形仪及其板形数据的使用仅体现在冷连轧生产过程中，没有能够与下游工序的参数设定以及本工序的质量异议处理挂钩的问题，为下游连续退火及平整工序工艺参数的优化设定以及冷连轧产品质量异议的处理提供有力的依据，实现两大功能：(1)板形再现功能，适时显示出带材在轧制过程中每个部位板形仪所显示的实际板形分布以及所对应的轧制工艺参数情况；(2)板形分析功能，适时显示出任意长度区间内带材的平均板形、最大板形、板形区间所占比例以及相应的轧制工艺参数情况，适时显示出任意速度区间内带材的平均板形、最大板形、板形区间所占比例以及相应的轧制工艺参数情况。

主权项

1.一种适合于冷连轧机组的板形再现与分析方法，其特征在于：它包括以下步骤：(a)钢卷信息、板形及轧制工艺参数的收集，包括以下步骤：a1)收集冷连轧机组数据采集系统的采样周期τ_s；a2)定义轧制状态参数ξ，其中ξ＝1表示特定钢卷开始轧制、ξ＝-1表示特定钢卷停止轧制，该指令由现场操作人员根据现场实际情况发送；a3)定义数据收集过程参数j，板形在钢卷内所对应的位置参数L_j，板形显示时的时刻参数t_j；a4)给定初始钢卷号COILNO1，并令COILNO1＝0，准备收集数据；a5)收集开始轧制时包括年月日小时分钟秒毫秒等信息的标准北京时间参数t，并令t_j＝t；a6)从冷连轧机组的三级系统中收集钢卷的卷号COILNO、钢种代码Steel grade name、带材宽度B、来料厚度h₀、轧机出口厚度h_s、换辊后工作辊的轧制公里数L_z0k、换辊后支撑辊的轧制公里数L_b0k、上工作辊辊号ROLL_w1k、下工作辊辊号ROLL_w2k、上支撑辊辊号ROLL_b1k、下支撑辊辊号ROLL_b2k、下标k代表机架号，k＝1，2，…，s，s为总机架数；a7)判断不等式|COILNO1-COILNO|＞0是否成立如果成立，则以所收集的钢卷号COILNO作为文件名，建立一个新的数据文件，同时将所收集的卷号COILNO、钢种代码Steel grade name、带材宽度B、来料厚度h₀、轧机出口厚度h_s、换辊后工作辊的轧制公里数L_z0k、换辊后支撑辊的轧制公里数L_b0k、上工作辊辊号ROLL_w1k、下工作辊辊号ROLL_w2k、上支撑辊辊号ROLL_b1k、下支撑辊辊号ROLL_b2k等参数写入文件中，并令j＝1、L_j＝0，转入步骤a8)；如果不等式|COILNO1-COILNO|＞0不成立，则读取数据文件，从数据文件中读取数据收集过程参数j、钢卷内带钢长度L_j，转入步骤a8)；a8)收集当前时刻t_j下由板形仪测出的轧机出口板形SHAPE_ij以及冷连轧机轧制压力的实际值P_kj、轧制压力设定值P′_kj、前张力的实际值σ_1kj、前张力的设定值σ′_1kj、后张力的实际值σ_0kj、后张力的设定值σ′_0kj、压下率的实际值ε_kj、压下率的设定值ε′_kj、工作辊弯辊力的实际值S_kj、工作辊弯辊力的设定值S′_kj、轧辊倾斜值η_kj、末机架轧制速度V_j等主要轧制工艺参数，相关参数中下标i代表带材在横向的条元号，i＝1，2，…，n，n为带材总的条元数，下标k代表机架号，k＝1，2，…，s，s为总机架数；a9)计算当前时刻钢卷内带钢的长度L_j＝L_j+V_jτ_s；a10)将数据收集过程参数j、板形显示时的时刻参数t_j、轧机出口板形SHAPE_ij以及其它主要轧制工艺参数写入到文件名为COILNO的数据文件中；a11)判断不等式ξ＜0是否成立如果不等式成立，则结束数据收集；如果不等式不成立，则COILNO1＝COILNO、j＝j+1、t_j＝t_j+τ_s，进入下一个数据采集周期，转入步骤a6)，直到不等式ξ＜0成立为止；(b)板形再现功能的实现；包括以下步骤：b1)通过操作画面收集欲再现板形的钢卷钢卷号COILNO₁*、给定板形再现时两个板形画面之间的时间间隔τ*，板形显示的快慢取决于τ*值的大小，τ*越大，板形显示越慢；τ*＝τ_s时，即可再现板形仪工作时所现板形；b2)找出文件名为COILNO₁*的数据文件，并打开；b3)读取数据文件内的钢种代码Steel grade name、带材宽度B、来料厚度h₀、轧机出口厚度h_s、换辊后工作辊的轧制公里数L_z0k、换辊后支撑辊的轧制公里数L_b0k、上工作辊辊号ROLL_w1k、下工作辊辊号ROLL_w2k、上支撑辊辊号ROLL_b1k、下支撑辊辊号ROLL_b2k、板形显示时的时刻参数t_j、轧机出口板形分布值SHAPE_ij、钢卷内带钢长度L_j；b4)利用可视化软件的动态显示功能，用柱状图以τ*为间隔将不同时刻的板形分布值SHAPE_ij动态显示出来，同时显示出板形显示时的时刻参数t_j以及板形在钢卷内所对应的位置L_j以及钢种代码Steel gradename、带材宽度B、来料厚度h₀、轧机出口厚度h_s、换辊后工作辊的轧制公里数L_z0k、换辊后支撑辊的轧制公里数L_b0k、上工作辊辊号ROLL_w1k、下工作辊辊号ROLL_w2k、上支撑辊辊号ROLL_b1k、下支撑辊辊号ROLL_b2k等带材与轧辊基本特征参数；b5)以带材在横向的条元号i为x坐标，板形显示时的时刻参数t_j为y坐标，以对应的板形分布值SHAPE_ij作为z坐标，利用可视化软件就可以再现整卷带钢随着时间而变化的三维板形分布图；b6)以带材在横向的条元号i为x坐标，板形在钢卷内所对应的位置参数L_j为y坐标，以对应的分布值SHAPE_ij作为z坐标，利用可视化软件就可以再现整卷带钢不同位置的三维板形分布图；(c)板形分析功能的实现，主要包括以下步骤：c1)定义区间内的平均板形分布值SHAPE_avi、区间内的平均板形绝对值I_av、区间内冷连轧机轧制压力实际值的平均值P_kav、区间内轧制压力设定值的平均值P′_kmax、区间内前张力实际值的平均值σ_1kav、区间内前张力设定值的平均值σ′_1kav、区间内后张力实际值的平均值σ_0kav、区间内后张力设定值的平均值σ′_0kav、区间内压下率实际值的平均值ε_kav、区间内压下率设定值的平均值ε′_kav、区间内工作辊弯辊力实际值的平均值S_kav、区间内工作辊弯辊力设定值的平均值S′_kav、区间内轧辊倾斜值得平均值η_kav、区间内末机架轧制速度的平均值V_av、区间内的最大板形分布值SHAPE_maxi、区间内的最大板形绝对值I_max，区间内的最大板形所对应的时刻t_max、区间内的最大板形所对应的位置L_max、区间内的最大板形所对应的冷连轧机轧制压力的实际值P_kmax、区间内的最大板形所对应的轧制压力设定值P′_kmax、区间内的最大板形所对应的前张力的实际值σ_1kmax、区间内的最大板形所对应的前张力的设定值σ′_1kmax、区间内的最大板形所对应的后张力的实际值σ_0kmax、区间内的最大板形所对应的后张力的设定值σ′_0kmax、区间内的最大板形所对应的压下率的实际值ε_kmax、区间内的最大板形所对应的压下率的设定值ε′_kmax、区间内的最大板形所对应的工作辊弯辊力的实际值S_kmax、区间内的最大板形所对应的工作辊弯辊力的设定值S′_kmax、区间内的最大板形所对应的轧辊倾斜值η_kmax、区间内的最大板形所对应的末机架轧制速度V_max、t_j时刻板形仪所显示的带材板形值I_j、文件数据结束标记SHUJU，区间过程参数m；c2)给定板形区间参数N，定义板形区间边界系数为α_nn、板形区间内采样点个数系数为β_nn、区间内特定板形区间所占比例γ_nn，nn为板形区间序号，nn＝0，1，…，N，板形区间为：[α₀，α₁]、[α₁，α₂]、……、[α_nn-1，α_nn]、……、[α_N-1，α_N]、[α_N，∞]；c3)通过操作画面收集欲显示平均板形分布值与最大板形分布的钢卷的钢卷号COILNO₂*；c4)从二级机中找出文件名为COILNO₂*的数据文件，并打开；c5)读取数据文件内的钢种代码Steel grade name、带材宽度B、来料厚度h₀、轧机出口厚度h_s；c6)长度区间内板形分析功能的实现，主要包括以下步骤；c6-1)通过操作画面收集欲分析板形的长度区间参数，主要包括起始位置L_q0、结束位置L_q1；c6-2)令SHAPE_avi＝{0}、P_kav＝0、P′_kav＝0、σ_1kav＝0、σ′_1kav＝0、σ_0kav＝0、σ′_0kav＝0、ε_kav＝0、ε′_kav＝0、S_kav＝0、S′_kav＝0、η_kav＝0、V_av＝0、m＝0、SHUJU＝1；c6-3)取j＝1；c6-4)读取数据文件内的轧机出口板形SHAPE_ij、板形显示时的时刻参数t_j、板形在钢卷内所对应的位置参数L_j以及所对应的主要轧制工艺参数；c6-5)判断不等式L_q0＜L_j是否成立如果不等式成立，则令j＝j+1，转入步骤c6-4)；如果不等式不成立，则区间过程参数m＝m+1、板形区间内采样点个数系数为β_nn＝0，转入步骤c6-6)；c6-6)令I_j＝max{SHPAE_1j，SHPAE_2j，…，SHPAE_ij，…，SHPAE_nj}-min{SHPAE_1j，SHPAE_2j，…，SHPAE_ij，…，SHPAE_nj}；c6-7)取nn＝0；c6-8)判断不等式α_nn-1≤I_j＜α_nn是否成立如果不等式成立，则令β_nn＝β_nn+1，转入步骤c6-11)；如果不等式不成立，则转入步骤c6-9)；c6-9)判断不等式nn＜N是否成立如果不等式成立，则令nn＝nn+1，转入步骤c6-8)；如果不等式不成立，则转入步骤c6-10)；c6-10)判断不等式I_j≥α_N是否成立如果不等式成立，则令β_N＝β_N+1，转入步骤c6-11)；如果不等式不成立，直接转入步骤c6-11)；c6-11)判断不等式I_j＞I_max是否成立如果不等式成立，则令I_max＝I_j、SHAPE_maxi＝SHAPE_ij、t_max＝t_j、L_max＝L_j、P_kmax＝P_kj、P′_kmax＝P′_kj、σ_1kmax＝σ_1kj、σ′_1kmax＝σ′_1kj、σ_0kmax＝σ_0kj、σ′_0kmax＝σ′_0kj、ε_kmax＝ε_kj、ε′_kmax＝ε′_kj、S_kmax＝S_kj、S′_kmax＝S′_kj、η_kmax＝η_kj、V_max＝V_j，转入步骤c6-12)；如果不等式不成立，则直接转入步骤c6-12)；c6-12)令SHAPE_avi＝SHAPE_avi+SHAPE_ij、P_kav＝P_kav+P_kj、P′_kav＝P′_kav+P′_kj、σ_1kav＝σ_1kav+σ_1kj、σ′_1kav＝σ′_1kav+σ′_1kj、σ_0kav＝σ_0kav+σ_0kj、σ′_0kav＝σ′_0kav+σ′_0kj、ε_kav＝ε_kav+ε_kj、ε′_kav＝ε′_kav+ε′_kj、S_kav＝S_kav+S_kj、S′_kav＝S′k_av+S′_kj、η_kav＝η_kav+η_kj、V_av＝V_av+V_j；c6-13)判断不等式L_j＜L_q1是否成立如果不等式成立，则令j＝j+1，转入步骤c6-4)；如果不等式不成立，则直接进入步骤c6-14)；c6-14)计算区间内平均板形分布值区间内平均板形绝对值I_av＝max{SHPAE_av1，SHPAE_av2，…，SHPAE_avi，…，SHPAE_avn}-min{SHPAE_av1，SHPAE_av2，…，SHPAE_avi…，SHPAE_avn}、区间内冷连轧机轧制压力实际值的平均值区间内轧制压力设定值的平均值区间内前张力实际值的平均值区间内前张力设定值的平均值区间内后张力实际值的平均值区间内后张力设定值的平均值区间内压下率实际值的平均值区间内压下率设定值的平均值区间内工作辊弯辊力实际值的平均值区间内工作辊弯辊力设定值的平均值区间内轧辊倾斜值得平均值区间内末机架轧制速度的平均值c6-15)计算区间内特定板形区间所占比例c6-16)利用可视化软件显示出L_q0至L_q1区间内带材的平均板形分布值、平均板形绝对值以及主要轧制工艺参数；c6-17)利用可视化软件显示出L_q0至L_q1区间内带材的最大板形分布值SHAPE_maxi、同时用数字形式显示出区间内最大板形绝对值I_max以及区间内的最大板形所对应的时刻t_max及主要轧制工艺参数；c6-18)利用可视化软件以柱状图的形式显示出L_q0至L_q1区间内特定板形区间所占比例γ_nn；c7)速度区间内板形分析功能的实现，主要包括以下步骤：c7-1)通过操作画面收集欲分析板形的速度区间参数，主要包括起始速度V_q0、结束速度V_q1；c7-2)令SHAPE_avi＝{0}、P_kav＝0、P′_kav＝0、σ_1kav＝0、σ′_1kav＝0、σ_0kav＝0、σ′_0kav＝0、ε_kav＝0、ε′_kav＝0、S_kav＝0、S′_kav＝0、η_kav＝0、V_av＝0、m＝0、SHUJU＝1；c7-3)取j＝1；c7-4)判断不等式SHUJU＞0是否成立如果不等式成立，则转入步骤c7-5)；如果不等式不成立，则转入步骤c7-16)；c7-5)读取数据文件内的轧机出口板形SHAPE_ij、板形显示时的时刻参数t_j、冷连轧机轧制压力的实际值P_kj、轧制压力设定值P′_kj、前张力的实际值σ_1kj、前张力的设定值σ′_1kj、后张力的实际值σ_0kj、后张力的设定值σ′_0kj、压下率的实际值ε_kj、压下率的设定值ε′_kj、工作辊弯辊力的实际值S_kj、工作辊弯辊力的设定值S′_kj、轧辊倾斜值η_kj、末机架轧制速度V_j以及板形在钢卷内所对应的位置参数L_j；c7-6)判断所读取的数据是否是文件中最后一组数据如果是最后一组数据，则令SHUJU＝-1，转入步骤c7-7)；如果不是最后一组数据，则直接转入步骤c7-7)；c7-7)判断不等式V_q0≤V_j＜V_q1是否成立如果不等式成立，则令区间过程参数m＝m+1、板形区间内采样点个数系数为β_nn＝0，转入步骤c7-8)；如果不等式不成立，则令j＝j+1，转入步骤c7-4)；c7-8)令I_j＝max{SHPAE_1j，SHPAE_2j，…，SHPAE_ij，…，SHPAE_nj}-min{SHPAE_1j，SHPAE_2j，…，SHPAE_ij，…，SHPAE_nj}；c7-9)取nn＝0；c7-10)判断不等式α_nn-1≤I_j＜α_nn是否成立如果不等式成立，则令β_nn＝β_nn+1，转入步骤c7-13)；如果不等式不成立，则直接转入步骤c7-11)；c7-11)判断不等式nn＜N是否成立如果不等式成立，则令nn＝nn+1，转入步骤c7-10)；如果不等式不成立，则转入步骤c7-12)；c7-12)判断不等式I_j≥α_N是否成立如果不等式成立，则令β_N＝β_N+1，转入步骤c7-13)；如果不等式不成立，转入步骤c7-13)；c7-13)判断不等式I_j＞I_max是否成立如果不等式成立，则令I_max＝I_j、SHAPE_maxi＝SHAPE_ij、t_max＝t_j、L_max＝L_j、P_kmax＝P_kj、P′_kmax＝P′_kj、σ_1kmax＝σ_1kj、σ′_1kmax＝σ′_1kj、σ_0kmax＝σ_0kj、σ′_0kmax＝σ′_0kj、ε_kmax＝ε_kj、ε′_kmax＝ε′_kj、S_kmax＝S_kj、S′_kmax＝S′_kj、η_kmax＝η_kj、V_max＝V_j，转入步骤c7-14)；如果不等式不成立，则直接转入步骤c7-14)；c7-14)令SHAPE_avi＝SHAPE_avi+SHAPE_ij、P_kav＝P_kav+P_kj、P′_kav＝P′_kav+P′_kj、σ_1kav＝σ_1kav+σ_1kj、σ′_1kav＝σ′_1kav+σ′_1kj、σ_0kav＝σ_0kav+σ_0kj、σ′_0kav＝σ′_0kav+σ′_0kj、ε_kav＝ε_kav+ε_kj、ε′_kav＝ε′_kav+ε′_kj、S_kav＝S_kav+S_kj、S′_kav＝S′_kav+S′_kj、η_kav＝η_kav+η_kj、V_av＝V_av+V_j；c7-15)判断不等式SHUJU＞0是否成立如果不等式成立，则令j＝j+1，转入步骤c7-5)；如果不等式不成立，则转入步骤c7-16)；c7-16)计算区间内平均板形分布值区间内平均板形绝对值I_av＝max{SHPAE_av1，SHPAE_av2，…，SHPAE_avi，…，SHPAE_avn}-min{SHPAE_av1，SHPAE_av2，…，SHPAE_avi，…，SHPAE_avn}、区间内冷连轧机轧制压力实际值的平均值区间内轧制压力设定值的平均值区间内前张力实际值的平均值区间内前张力设定值的平均值区间内后张力实际值的平均值区间内后张力设定值的平均值区间内压下率实际值的平均值区间内压下率设定值的平均值区间内工作辊弯辊力实际值的平均值区间内工作辊弯辊力设定值的平均值区间内轧辊倾斜值得平均值区间内末机架轧制速度的平均值c7-17)计算区间内特定板形区间所占比例c7-18)利用可视化软件显示出速度从V_q0至V_q1区间内带材的平均板形分布值SHAPE_avi、同时用数字形式显示出对应的平均板形绝对值I_av、区间内冷连轧机轧制压力实际值的平均值P_kav、区间内轧制压力设定值的平均值P′_kmax、区间内前张力实际值的平均值σ_1kav、区间内前张力设定值的平均值σ′_1kav、区间内后张力实际值的平均值σ_0kav、区间内后张力设定值的平均值σ′_0kav、区间内压下率实际值的平均值ε_kav、区间内压下率设定值的平均值ε′_kav、区间内工作辊弯辊力实际值的平均值S_kav、区间内工作辊弯辊力设定值的平均值S′_kav、区间内轧辊倾斜值得平均值η_kav、区间内末机架轧制速度的平均值V_av；c7-19)利用可视化软件显示出速度从V_q0至V_q1区间内带材的最大板形分布值SHAPE_maxi、同时用数字形式显示出区间内最大板形绝对值I_max以及区间内的最大板形所对应的时刻t_max、区间内的最大板形所对应的位置L_max、区间内的最大板形所对应的冷连轧机轧制压力的实际值P_kmax、区间内的最大板形所对应的轧制压力设定值P′_kmax、区间内的最大板形所对应的前张力的实际值σ_1kmax、区间内的最大板形所对应的前张力的设定值σ′_1kmax、区间内的最大板形所对应的后张力的实际值σ_0kmax、区间内的最大板形所对应的后张力的设定值σ′_0kmax、区间内的最大板形所对应的压下率的实际值ε_kmax、区间内的最大板形所对应的压下率的设定值ε′_kmax、区间内的最大板形所对应的工作辊弯辊力的实际值S_kmax、区间内的最大板形所对应的工作辊弯辊力的设定值S′_kmax、区间内的最大板形所对应的轧辊倾斜值η_kmax、区间内的最大板形所对应的末机架轧制速度V_max；c7-20)利用可视化软件以柱状图的形式显示出速度从V_q0至V_q1区间内特定板形区间所占比例γ_nn。