一種帶鋼冷軋過程寬度自動(dòng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于冷軋?zhí)貏e是冷連軋過程中帶鋼 寬度自動(dòng)控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由板帶軋制理論和實(shí)踐可知，由于軋機(jī)負(fù)載輥縫內(nèi)帶鋼的各處金屬存在不同程度 的寬向流動(dòng)，帶鋼冷軋過程中寬度會(huì)發(fā)生變化。通常將軋前與軋后寬度之間差值稱為寬度 縮減量。在帶鋼冷軋過程中，寬度的變化主要是由于軋制力與張力寬向分布變化，引起帶鋼 寬度端部金屬橫向流動(dòng)方向變化，從而發(fā)生帶鋼寬度的變化。在帶鋼邊部壓下量相對(duì)偏大 時(shí)，即帶鋼板形呈現(xiàn)邊浪(邊部相對(duì)偏松）時(shí)，帶鋼邊部金屬容易向遠(yuǎn)離中部方向流動(dòng)，從而 使得帶鋼寬度增大、縮減量減小；相反，在帶鋼邊部壓下量相對(duì)偏小時(shí)，即帶鋼板形呈現(xiàn)中 浪(邊部相對(duì)偏緊）時(shí)，帶鋼邊部金屬容易向趨近中部方向流動(dòng)，從而使得帶鋼寬度減小、縮 減量增大。
[0003] 為了確保冷軋之后的帶鋼寬度滿足下游用戶要求，目前帶鋼寬度控制通常采用的 方法是，在冷軋過程中不控制帶鋼寬度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定冷軋之前的來料帶鋼寬度，使得帶鋼 經(jīng)過冷軋之后的寬度大于或等于用戶要求的寬度，在后續(xù)加工中再對(duì)帶鋼兩邊進(jìn)行剪邊處 理，以保證帶鋼寬度在用戶的要求范圍之內(nèi)。
[0004] 這種方式存在的主要問題：如果軋制過程中軋制工藝參數(shù)選擇不合理，使得帶鋼 冷軋過程中寬度縮減量偏大(帶鋼邊部偏緊)，一方面容易造成冷軋過程帶鋼邊裂斷帶，另 一方面容易造成軋后帶鋼寬度小于用戶要求從而造成廢品。此外，對(duì)帶鋼進(jìn)行剪邊處理，會(huì) 降低成材率，增加生產(chǎn)成本。因此，在冷軋過程中對(duì)帶鋼寬度進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)于提高帶鋼 冷軋生產(chǎn)過程穩(wěn)定性和成材率、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。
[0005] 日本專利JP2005059053A提出了一種提高連續(xù)退火后冷軋帶鋼寬度控制精度的 方法：首先，建立以冷連軋機(jī)組出口帶鋼寬度為函數(shù)、以冷連軋機(jī)組入口來料帶鋼寬度、各 機(jī)架軋制力、板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制量、機(jī)架間張力為自變量的函數(shù)關(guān)系式，同時(shí)建立帶鋼連續(xù) 退火后寬度變化量與退火過程中延伸率之間的函數(shù)關(guān)系式。其次，將冷連軋機(jī)組入口帶鋼 寬度檢測(cè)值和各機(jī)架軋制力預(yù)測(cè)值、機(jī)架間張力預(yù)測(cè)值、退火過程中帶鋼延伸率預(yù)測(cè)值代 入以上函數(shù)關(guān)系式，計(jì)算確定冷連軋機(jī)組除了末機(jī)架以外各個(gè)機(jī)架板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制量的 設(shè)定值，以使得連續(xù)退火后帶鋼寬度預(yù)測(cè)值與目標(biāo)值一致。該技術(shù)方案并沒有給出抑制帶 鋼經(jīng)過各個(gè)機(jī)架軋制時(shí)寬度波動(dòng)的對(duì)策，在實(shí)際實(shí)施時(shí)有可能造成軋制過程斷帶。
[0006] 日本專利JP2004141885A提出了一種冷連軋機(jī)連續(xù)退火爐聯(lián)合機(jī)組帶鋼寬度控 制方法：根據(jù)冷連軋機(jī)末機(jī)架入口帶鋼厚度檢測(cè)值與設(shè)定值之間的差值、連續(xù)退火爐熱處 理?xiàng)l件、連續(xù)退火爐入口帶鋼板形和連續(xù)退火爐入口出口帶鋼寬度變形量之間的關(guān)系，通 過控制冷連軋機(jī)末機(jī)架出口帶鋼板形實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼寬度的控制。該技術(shù)方案沒有給出在末機(jī) 架控制帶鋼寬度時(shí)如何避免可能造成該機(jī)架出口板形不良的對(duì)策。
[0007] 日本專利JP20030001311A提出了一種冷連軋機(jī)組軋制速度變化過程中帶鋼寬度 控制方法：建立以末機(jī)架出口帶鋼寬度變化量與軋制速度變化引起的各機(jī)架軋制力變化 量、機(jī)架間張力變化量以及板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制量變化量之間的函數(shù)關(guān)系式。將根據(jù)軋制速 度與和軋制力關(guān)系式計(jì)算出的各機(jī)架軋制力變化量、機(jī)架間張力變化量代入以上函數(shù)關(guān)系 式，計(jì)算確定冷連軋機(jī)組各個(gè)機(jī)架板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償量值，以使得末機(jī)架出口帶鋼寬度 預(yù)測(cè)值與目標(biāo)值一致。該方法的控制目標(biāo)主要是消除末機(jī)架冷軋機(jī)出口帶鋼的寬度變化 量，沒有考慮及時(shí)消除熱軋來料寬度變化以及上游機(jī)架寬度變化對(duì)后機(jī)架帶鋼寬度的影 響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶鋼冷軋過程寬度自動(dòng)控制方法，其通過 建立各個(gè)機(jī)架出口帶鋼寬度預(yù)報(bào)模型，輸入冷軋機(jī)入口熱軋來料帶鋼實(shí)測(cè)寬度與設(shè)定寬度 之間的變化量，各個(gè)機(jī)架的軋制力、張力、彎輥力、乳輥軸向竄輥量實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之間的 變化量，預(yù)報(bào)各機(jī)架出口寬度變形量，以使得各機(jī)架出口寬度變化量為零為目標(biāo)，通過模型 計(jì)算確定各機(jī)架板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償量，進(jìn)而達(dá)到提高帶鋼冷軋生產(chǎn)過程穩(wěn)定性和成材 率、降低生產(chǎn)成本的目的。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種帶鋼冷軋過程寬度自動(dòng)控制方法，包括在冷軋過 程中在對(duì)帶鋼寬度進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，其特征是：
[0010] A、以冷軋機(jī)組入口熱軋來料帶鋼變化量、各個(gè)機(jī)架的軋制力、張力、彎輥力、乳輥 軸向竄輥量變化量為自變量，以各機(jī)架出口帶鋼寬度變化量為函數(shù)，建立各個(gè)機(jī)架出口帶 鋼寬度預(yù)報(bào)模型；
[0011] B、在冷連軋機(jī)組入口配置帶鋼寬度檢測(cè)儀，實(shí)時(shí)檢測(cè)冷軋機(jī)組入口熱軋來料帶鋼 長度方向上各位置處的寬度實(shí)測(cè)值；
[0012] C、計(jì)算熱軋來料寬度實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之間的差值，并將其按照一定比例分配到各 個(gè)機(jī)架，得到需要各個(gè)機(jī)架消除的來料帶鋼寬度變化量；
[0013] D、對(duì)冷軋機(jī)組入口熱軋來料帶鋼進(jìn)行長度位置跟蹤，當(dāng)熱軋來料某一位置處帶鋼 進(jìn)入某一機(jī)架時(shí)，將該位置處來料帶鋼變化量，以及該機(jī)架軋機(jī)軋制工藝參數(shù)變化量，即軋 制力、張力、彎輥力、乳輥軸向竄輥量實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之間的變化量，輸入該機(jī)架出口帶鋼 寬度預(yù)報(bào)模型，得到該機(jī)架的出口寬度變化量預(yù)報(bào)值；
[0014] E、通過實(shí)時(shí)改變第m機(jī)架軋機(jī)板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)補(bǔ)償值，使得該機(jī)架出口帶鋼寬度變 化量預(yù)報(bào)值為〇,以使得該機(jī)架出口寬度變化量為零為目標(biāo)，計(jì)算確定該機(jī)架板形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 彎輥力、乳輥軸向竄輥量的實(shí)時(shí)補(bǔ)償量；
[0015] F、通過對(duì)各機(jī)架板形執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施上述的實(shí)時(shí)補(bǔ)償量，及時(shí)消除熱軋來料寬度波 動(dòng)以及各機(jī)架軋制工藝參數(shù)變化對(duì)末機(jī)架出口帶鋼寬度的影響，進(jìn)一步提高冷軋帶鋼寬度 控制精度；
[0016] G、通過對(duì)各個(gè)機(jī)架出口寬度進(jìn)行前饋控制，以減少斷面、跑偏等異常情況的發(fā)生 率，提高冷連軋生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。
[0017] 具體的，在所述的A步驟中，各個(gè)機(jī)架出口帶鋼寬度預(yù)報(bào)模型采用下列表達(dá)式：
[0018]
[0019] 上述表達(dá)式中，
[0020] Aff0=W0act-W0set
[0021] APi=Piact-Piset
[0022] AT0i=T0iact-T0iset
[0023] ATli=Tliact-Tliset
[0024] AFwi=Fwiact-Fwiset
[0025] AFmi=Fmiact-Fmiset
[0026] Δ IMRi=IMRi act-IMRi set
[0027] 其中，ΛΡη ΛΤΜ、ΛΤΠ 、AFwi、AFmi、Λ Hffii-分別為第i機(jī)架軋機(jī)軋制壓力變化 量、入口張力變化量、出口張力變化量、工作輥彎輥力變化量、中間輥彎輥力變化量、中間輥 竄棍量變化量；
[0028] Λ Wtl-熱軋來料寬度變化量；
[0029] Λ Wm-第m機(jī)架軋機(jī)出口帶鋼寬度變化量預(yù)報(bào)值Λ Wm ;
[0030] Wtl art-熱軋來料寬度實(shí)測(cè)值；
[0031] Pi art、Ttli act、Tli act、Fwi art、Fmi art、IMRi art-分別是第 i 機(jī)架軋機(jī)軋制力實(shí)測(cè)值、入 口張力實(shí)測(cè)值、出口張力實(shí)測(cè)值、工作輥彎輥力實(shí)測(cè)值、中間輥彎輥力實(shí)測(cè)值、中間輥竄輥 量實(shí)測(cè)值；
[0032] PLset、Ttli set、Tli set、Fwi se