[发明专利]带钢头尾宽度短行程控制的参数补偿方法及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢板轧制控制头尾宽度形状的方法，属于冶金过程控制和自动化技术领域。

背景技术

在钢坯的热连轧过程中，如何对头尾宽度形状进行控制，已经成为现在热连轧工艺控制的重要参数。现在常见的热连轧生产线的的设备步骤如附图1所示的热连轧过程中，该热连轧生产线包括炉区1，粗轧区13，精轧区14和卷取区15。其中炉区包含4座加热炉分别为0#，1#，2#和3#加热炉；粗轧区包含高压水除鳞箱2，粗轧立辊轧机（VE0）3，粗轧平辊轧机(R0)4和保温罩5；精轧区包含转鼓式切头飞剪6，精轧机架（7台精轧机）7；凸度仪8，测宽仪9，测厚仪10和平直度仪11；卷取区包含2台卷取机12；该热连轧生产线的主要生产过程为板坯首先在加热炉按照工艺规定的温度进行加热，加热至目标温度后首先进入粗轧机进行轧制，其中粗轧立辊控制宽度，平辊控制厚度，经过粗轧机组的轧制，使带钢达到粗轧预先设定的目标厚度、宽度及温度。之后再进入精轧机组进行七机架连轧轧制，使带钢达到精轧预先设定的目标厚度、宽度及温度。最后通过卷取机将带钢成形为钢卷。

热连轧的宽度控制主要由粗轧区完成，精轧区的宽度变化基本上是一恒定值，且精轧区没有宽度控制手段。粗轧控制设备为可逆立辊轧机VE0及平辊轧机R0，粗轧轧制一般为可逆五道次或七道次轧制（不锈钢、硅钢采用五道次轧制）。奇道次（一、三、五、七道次）轧制为向前轧制，轧制时立辊与平辊均进行控制，偶道次（二、四、六道次）轧制为向后轧制，只有平辊作用，立辊打开不进行控制。宽度控制设备主要为粗轧VE0轧机，但粗轧平辊轧机及精轧机组对宽展（即宽度在水平方向的展开）有影响。

热轧宽度控制是一个非常复杂的过程，其中头尾宽度控制又是其中最为突出并最难解决的问题，头尾宽度的形状对带钢板形及最终卷形产生直接影响，对轧制稳定性、热轧板形质量及成材率都会产生重要影响。

宽度控制分为一级计算机（L1）与二级计算机（L2）两级控制，均采用西门子控制系统。它提供了两种宽度控制功能：自动宽度控制（AutomaticWidtth Control，简称AWC）用于控制带钢在粗轧轧制过程中的宽度；短行程控制（Short Stroke Control，简称SSC）用于控制头尾宽度形状。头尾宽度控制SSC的作用设备为粗轧VE0轧机。

在热轧板带生产中，采用立辊大侧压轧制是一种很重要的调宽手段，立辊轧制变形主要集中于板宽边部的局部区域，即变形在未扩展至轧件中心之前便已停止，难深入到轧件中间部分。此时，变形区内存在一个刚性区，导致边部延伸大，中间延伸小，甚至无延伸。这样中间层金属便阻碍表层金属的延伸，因而使表层金属产生强迫宽展，并产生附加压应力，使变形抗力升高，从而使轧件侧面隆起而形成双鼓形，即断面呈“狗骨”状。立轧前后及水平轧制后轧件变化情况如图2所示。“狗骨”部分在随后的水平轧制时产生回展，使立辊轧制调宽效率降低，并影响到产品的宽度精度。且由于宽向轧制时，轧件头尾段的边部金属比中间稳定段发生更大的前滑和后滑，于是头尾呈现凹形的“鱼尾”。

另外，立辊轧制时,轧件（板坯）头尾部没有约束,金属沿轧制方向的流动相对容易，而在稳定段，因前后刚端的作用,金属在轧件宽度边部聚集而局部增厚,所以其最大“狗骨”高度从轧件头尾向中间段逐渐增加,并达到稳定变形状态。在随后的平辊轧制时,金属发生宽展，由于头、尾部“狗骨”较中间段低,展宽小、便造成了头、尾失宽。由于轧件的外端（刚端）的作用,轧件的最前端和最后端便会出现增宽现象,带钢的宽度曲线也反映了这一点。轧制时，由于轧件尾部的外端限制,金属便按最小阻力定律向两侧自由移动,这样便出现了尾端增宽现象。粗轧机组可逆轧制,在逆向轧制时头部变尾部,因此头部亦会产生较大宽展，见附图3。因此需要寻找一种能够控制热连轧的成品头尾宽度的方法。

发明内容

为了解决头尾超宽或失宽的现象，在头尾根据时序要求投入头尾SSC短行程控制，热连轧SSC控制系统由二级计算机与一级计算机组成，其控制参数主要由二级计算机根据钢种、宽度、厚度确定，其中SSC控制采用三次方程建模，其控制曲线为高次曲线，如图4所示，其中，立辊短行程控制参数计算过程中，立辊短行程的控制曲线由三条曲线相加得出，其中三条曲线权重值的计算公式分别为：

pw1_t[xim1]=(fb1+fw1*W+fth1*th)/1000.0f

pw2_t[xim1]=(fb2+fw2*W+fth2*th)/1000.0f

pw3_t[xim1]=(fb3+fw3*W+fth3*th)/1000.0f