[发明专利]一种以减少最大偏差量为目标的板形控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧带钢的板形控制，尤其涉及具有非对称控制性能的DSR(Dynamic Shape Roll，即动态板形辊)板形控制方法。

背景技术

带钢板形包括板带纵横两个方面的尺寸指标。就纵向而言，通常指的是平直度，或称翘曲度，即沿板带长度方向上的平坦程度；而在钢板的横向上，板形所指的则是钢板的断面形状，即钢板宽度方向上的厚度分布，包括板凸度、边部减薄及局部高点等一系列概念。其中，板凸度是最为常用的横向板形代表性指标。

通常的产品板形凸度值都是通过板形测量仪直接测量的，参见图1，在测量辊的每个圆环中都装有压磁式力传感器。在轧制过程中，带钢与测量辊相接触，而产生径向压应力，利用该径向力值和平均带钢应力可以计算出每一测量段上带钢应力偏差Δσ，如图2所示，然后再根据虎克定律将应力值转换为I值，E为材料的弹性模量，常数值，I值是一种板形缺陷的度量方式，如图3所示。在进行板形控制精度统计时，通常要计算所有测量结果的平均值，即n＝36或其它测量环数。这样处理必然会带来一个问题：板形测量数据上即使满足产品要求(例如小于10I)，但这不能保证该带钢实际上能够满足产品板凸度质量要求，因为有可能这些数据中有的绝对值已经超过了10I。如果现在以最大测量值为标准，C_hm＝max(|C_hi|)，那就可以确切地表明该带钢的板形凸度在宽度方向上的所有位置是否都满足质量要求。

现有的冷连轧生产过程中，带钢板形控制精度一般先由L2过程机根据来料板形、目标板形以及辊形曲线等因素为调节机构(如弯辊、窜动、倾斜以及压块压力等)计算出给定量，然后由过程控制系统L1的AFC(自动板形控制)负责完成对实际板形的控制。由于板形控制精度是冷轧带钢非常关键的两大质量指标之一，技术人员在板形控制上也发明了很多新的方法或改进设备装置来提升带钢的板形控制精度。

现有的板形控制方法基本分为三类：

1、增加或改变设备装置，如专利号CN200410021046.8，专利号CN91110616.2，专利号JP01162509A，通过支承辊弯辊压力控制机构代替传统的液压下位置控制机构来微调板厚，或者建立新的连续变凸度工作辊辊形曲线，该工作辊为能够使空载辊缝凸度的调节能力与板宽成近似线性关系及与轧辊的窜移量成线性关系的辊形，从而大大增强了轧机的整体板形控制能力。

2、板形测量仪的改进和优化，如专利号US2003073936，专利号CN91226916.2，专利号CN95213883.2，通过改进接触式板形测量仪的压力转化信号的精度、或者发明新型可连续测量的板形仪或气动式板形测量仪，这些都是为了在板形控制过程中获得精确地轧制后实际板形，然后将板形控制偏差反馈回控制环节，使板形控制精度越来越精确。

3、获取冷轧轧制前的来料板形，如专利号JP11267727A，专利号JP11267729A，专利号CN200610030506.2，通过在入口处安装板形测量辊或凸度仪、或者利用数学方法对来料板型进行拟合计算、或者对上游机组传递过来的板形凸度进行分段处理，从而使板形模型计算和自动控制系统获得比较准确的来料板形数据，这样在整个控制过程中就能够使系统预知实际来料板形，无论是弯辊还是轧辊窜动都能够预先对带钢板形做出反应性调节，从而达到提高板形控制精度的目的。

上述这些方法的特点都是在原有的板形凸度平均统计方法的基础上进行的，没有考虑板形凸度最大值的变化影响，因此无法避免产生实际板形控制偏差不满足产品质量要求的情况。

另外，专利号CN200510028316.2，名称为克服复合浪形的轧制方法，该专利采用特殊辊形配置的轧机机型，所述轧机机型至少含有四辊，包括支撑辊和所述辊形的工作辊或中间辊；所述板形控制系统进行的步骤是：(1)实测板形数据的处理，经处理后得到实测板形信号；(2)板形偏差计算，用实测板形减去目标曲线，得到偏差板形信号；(3)采用多项式拟合法或影响函数法求解板形调控机构调控量。该专利通过机型配置、辊形和板形控制系统三方面的综合考虑，使轧机具有控制复合浪形的能力，对板形二次缺陷和四次缺陷有较强的控制能力。

专利公开号JP2005118840，名称为PLATE SHAPE CONTROL METHOD INCOLD ROLLING。该专利提供了一种将板形控制和板厚互不干扰的控制方法，利用模型计算带钢宽度中间位置与两侧位置的张力差，并与目标值进行比较，从而估计出压下位置和弯辊位置。