一种边缘降弯辊控制方法及系统与流程

1.本发明涉及冶金机械/酸洗轧制技术，更具体地说，涉及一种边缘降弯辊控制方法及系统。


背景技术：

2.冷轧产品的边缘降(edge drop，简称为边降，也称为边部减薄)是尺寸精度指标的重要参数。结合图1所示，边降的传统定义是距离边部100mm位置的厚度ta减去距离边部15mm位置的厚度tb的差值，即：
3.edge drop＝ta-tb
4.但随着目前用户对产品质量要求的不断提高，传统的边降定义已经难以满足要求，时常发生当传统edge drop的控制水平完全达到机组控制要求时，仍然无法满足用户对断面形状要求的情况。因此目前在生产高边缘降要求的冷轧机组均将边缘降概念拓展至同板差，即带钢中心点厚度hc减去距离边部15mm位置的厚度h
15
的差值，即：
5.同板差(边缘降)＝h
c-h
15
6.以此计算得到的边缘降值能够真正体现全板宽范围内的厚度差异，是表征机组精度控制能力的优良指标。
7.目前ucmw型或ucm型轧机在边缘降的控制上主要采用工作辊窜动反馈控制系统进行，其主要控制思路均为使用带倒角或特殊弧形的工作辊或中间辊窜动对边部减薄区域进行补偿以降低边缘降值。相应系统的具体实施方法为根据轧机出口边缘降仪的测量数据与设定阈值的对比来调整轧辊的窜动水平。当检测到的当前同板差值大于系统设定阈值时，由反馈控制系统输出轧辊窜动命令，而在轧辊窜动过程中，由于工作辊窜动与当前速度相关，窜动执行机构在执行相应任务，故无法继续接收新的窜动命令。待执行机构完成相应窜动动作后，再重新开始接收系统所输出指令，有明显大滞后，增大边缘降长度段。
8.而在轧机控制同板差的方法除了轧辊窜动外，工作辊弯辊也是一个重要的补充手段。弯辊能快速改变轧辊的有效凸度，从而改变辊缝形状，使轧机出口带钢的延伸沿横向均匀分布。但由于目前所使用的弯辊控制主要弯辊设定值由上位机下发后，整卷没有实施调整或者依靠人工调节，所以应用效果不佳。
9.但随着用户对产品质量要求的日益提高，目前冷轧产线在边缘降方面的用户抱怨呈现增多趋势，增强工作辊弯辊控制且实现整卷弯辊力实时反馈控制显得尤为重要。
10.综上所述，现有存在的主要问题有以下两点：
11.1)冷轧产品，特别是用于叠片冷轧硅钢产品的电机行业，对边缘降要求极高，目前常用的轧辊(带边部倒角)窜动方式虽然可在一定程度上控制边缘降，但与用户要求还有较大差距；
12.2)控制同板差的方法除了轧辊窜动外，工作辊弯辊也是一个重要的补充手段。原因为弯辊能瞬时改变轧辊的有效凸度，从而改变辊缝形状，使轧机出口带钢的延伸沿横向均匀分布。但由于目前所使用的弯辊控制主要预设定值或依靠人工调节，所以应用效果不
佳。


技术实现要素：

13.针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种显著提高冷轧产品边缘降控制水平的边缘降弯辊控制方法及系统，实现在轧制过程中工作辊弯辊自动控制模式，以充分发挥工作辊弯辊在控制边缘降上的能力，提高冷轧产品的边缘降控制总体水平，提高实物质量水平。
14.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
15.一方面，一种边缘降弯辊控制方法：
16.获取冷连轧机组上机架出口位置的边缘降值，以及对应该机架工作辊边缘降弯辊力的实际值，得到该机架工作辊边缘降弯辊力的调整量；
17.根据反馈的该机架工作辊边缘降弯辊力根据调整量实现所述冷连轧机组弯辊力的动态控制。
18.较佳的，所述机架工作辊边缘降弯辊力
△f弯辊力i
的计算如下：
19.△f弯辊力i
＝(f
弯辊力最大值-f
弯辊力实际值
)*[(h
c-hi)-α]*β
[0020]
上式中，(h
c-hi)表示机架出口位置的边缘降值，α表示依据用户需求的设定阈值,β表示系统影响因素，hc表示带钢中心点厚度，hi中i表示距离带钢边部的位置厚度，单位mm。
[0021]
较佳的，判定所述该机架工作辊边缘降弯辊力调整量是否大于0；
[0022]
当调整量大于0时，判定机架工作辊弯辊力是否小于等于弯辊力设定下限或者是否大于等于弯辊力设定上限；
[0023]
当机架工作辊弯辊力小于等于弯辊力设定下限或者大于等于弯辊力设定上限时，输出弯辊力调整量。
[0024]
较佳的，所述设定阈值α的取值范围在2～20之间，所述系统影响因素β的取值范围在0.05～0.5之间，所述位置值i取值5、10、15、20、25、30、50和75mm。
[0025]
较佳的，所述机架工作辊边缘降弯辊力
△f弯辊力i
中的i取值为1、2、3，分别对应所述冷连轧机组上第1至第3机架工作辊。
[0026]
较佳的，所述第二和第三机架工作辊边缘降弯辊力
△f弯辊力2、3
的计算如下：
[0027]
△f弯辊力2、3
＝(f
弯辊力最大值-f
弯辊力实际值
)*[(h
c-hi)-α]*β*m
[0028]
上式中，m表示调整系数，取值范围在0.05～0.8之间。
[0029]
另一方面，一种边缘降弯辊控制系统，包括冷连轧机组、设于其出口位置的边缘降测量仪以及控制装置；
[0030]
所述边缘降测量仪用以获取边缘降值并将边缘降值输出到所述控制装置；
[0031]
所述控制装置执行所述的边缘降弯辊控制方法；
[0032]
所述冷连轧机组根据所述控制装置反馈的架工作辊边缘降弯辊力调整量执行对其弯辊力的动态调整。
[0033]
本发明所提供的一种边缘降弯辊控制方法，还具有以下几点有益效果：
[0034]
1)本发明边缘降弯辊控制方法更符合现场需求，目前常用的边缘降控制系统，工作辊弯辊是一个重要的控制手段。弯辊能快速改变轧辊的有效凸度，从而改变辊缝形状，使轧机出口带钢的延伸沿横向均匀分布。但由于目前所使用的弯辊控制主要弯辊设定值由上
位机下发后，整卷没有实施依据来料现状调整或者依靠人工调节，所以应用效果不佳。故当前控制方式可精确定位在边缘降工作辊弯辊力控制实时反馈控制，提升边缘降控制水平；
[0035]
2)本发明边缘降弯辊控制方法计算方式更准确，目前常用的边缘降控制系统，在弯辊力输出计算设定或人工依据经验调节，未能实现依据当前带钢边缘降实时检测进行计算。而本文中所提出的新工作辊弯辊控制系统，其计算方式由于根源于其准确的实时检测值且控制目标明确，故其计算值更精确且更能保证控制目标的实现。
附图说明
[0036]
图1是边缘降定义的示意图；
[0037]
图2是本发明边缘降弯辊控制方法的自动控制流程图；
[0038]
图3是本发明边缘降弯辊控制计算的原理示意图。
具体实施方式
[0039]
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0040]
现有冷轧轧制过程中控制边缘降采用工作辊窜动，但弯辊力给出设定值，且整卷不变动弯辊力或依靠人工调节，未能很好实现弯辊力对边缘降控制的作用，由此造成的边缘降部分不受控问题严重。
[0041]
结合图2和图3所示，本发明所提供的一种边缘降弯辊控制方法：
[0042]
获取冷连轧机组上机架出口位置的边缘降值，以及对应该机架工作辊边缘降弯辊力的实际值，得到该机架工作辊边缘降弯辊力的调整量；
[0043]
该机架工作辊边缘降弯辊力根据调整量实现冷连轧机组弯辊力的动态控制。
[0044]
根据反馈的该机架工作辊边缘降弯辊力
△f弯辊力i
的计算如下：
[0045]
△f弯辊力i
＝(f
弯辊力最大值-f
弯辊力实际值
)*[(h
c-hi)-α]*β
ꢀꢀꢀ
公式1
[0046]
公式1中，(h
c-hi)表示机架出口位置的边缘降值，α表示依据用户需求的设定阈值,β表示系统影响因素，hc表示带钢中心点厚度，hi中i表示距离带钢边部的位置厚度，单位mm。
[0047]
其中，设定阈值α是根据冷轧产品用户要求来定义大小的，其大小主要与不同产品用户情况相关，用户产品边缘降要求越高此值越小，此参数越小，当带钢的边部某位置边缘降值对应机架出口位置的边缘降目标值(此时上述公式1中的[(h
c-hi)-α]*β＝0)弯辊力计算值无输出值。若一台5机架冷连轧机上某机架边部某位置的α值为5μm，此时说明当前带钢的边缘降控制满足要求，弯辊力计算无输出值，就是不需要轧辊弯辊力输出。若带钢的中心厚度减边部某位置厚度大于α输出正弯辊，提升边缘降控制；若小于α输出负弯辊，以防止边部带钢增厚折叠。设定阈值α的取值范围在2～20之间。
[0048]
在确定设定阈值α后，可对系统影响因素β进行设定，取值范围在0.05～0.5之间。
[0049]
在确定α、β后，因冷轧产品带钢的整体边缘降水平并不是仅靠一点就可以完整说明的，需要对带钢边部的多点进行检测和加权分析才能够更好的描述带钢的边缘降水平，故取离带钢边部5、10、15、20、25、30、50和75mm的8个位置值进行弯辊力值的计算，其中带钢边部15mm位置调整系数m取值范围在0.25～0.45之间(带钢边部15mm处厚度的波动对整个控制过程存在较大的影响，故其加权系数m较其它点高)，其余各位置点的调整系数m取值范
围在0.05～0.15之间(因其它各点在控制过程中所造成的影响基本相当，故调整系数m取值范围较为一致)。
[0050]
以一台5机架冷连轧机为例，其冷轧出口厚度为0.5mm，出口边缘降要求(距离带钢边部15mm位置)为5μm，在日常轧机控制过程中，其一机架弯辊力最大值为15吨，而在轧制状态下，在一机架弯辊实际设定值为10吨左右，由以上情况可知，对该冷连轧机组，其用户产品带钢常数α值为5μm，同时机组弯辊力输出不超过机组弯辊力上限的基本要求，根据[(h
c-hi)-α]*β值常数β取值0.15，调整系数m上边部15mm处取值0.39，其余位置取值见下表1，由此弯辊力值计算如下：
[0051]
表1
[0052][0053]
边缘降仪存在一定的波动性，当边缘降检测异常时，可能导致所计算弯辊力值过大的情况，对此，在系统中需对工作辊弯辊力上下限进行设定，当所计算弯辊力值高于弯辊力能力上下限值时，按照弯辊力计算值设定上下限值输出。
[0054]
若1机架弯辊力到达限值后仍然未能满足冷轧产品边缘降要求的情况下，可对2机架和3机架弯辊力进一步加大满足用户产品边缘降需求，由于是有边缘降仪数据相同，可在2、3机架实施按比例输出方式，以保证系统稳定安全可靠。
[0055]
△f弯辊力2、3
＝(f
弯辊力最大值-f
弯辊力实际值
)*[(h
c-hi)-α]*β*m
ꢀꢀꢀ
公式2
[0056]
公式2中，m表示加权系数，取值范围在0.05～0.8之间，α取值范围在2～20之间，β取值范围在0.05～0.5之间。
[0057]
相应i位置分别对应热轧来料边部5、10、15、20、25、30、50、75mm共8个位置，相应调整系数m取值范围分别为0.05～0.15、0.05～0.15、0.25～0.45、0.05～0.15、0.05～0.15、0.05～0.15、0.05～0.15、0.05～0.15。
[0058]
结合图3所示，本发明还提供了一种边缘降弯辊控制系统，包括冷连轧机组100以及设于其出口位置的边缘降测量仪200；
[0059]
边缘降测量仪200用以获取冷连轧机组100出口位置带钢的边缘降值。
[0060]
冷连轧机组100根据其机架101工作辊边缘降弯辊力的实际值，以及边缘降测量仪
200所测得的边缘降值，执行本发明边缘降弯辊控制方法。
[0061]
本发明还提供了一种边缘降弯辊控制系统，包括：冷连轧机组、设于其出口位置的边缘降测量仪以及控制装置；
[0062]
边缘降测量仪用以获取边缘降值并将边缘降值输出到控制装置；
[0063]
控制装置执行本发明边缘降弯辊控制方法；
[0064]
冷连轧机组根据控制装置反馈的架工作辊边缘降弯辊力调整量执行对其弯辊力的动态调整。
[0065]
实施例
[0066]
一台5机架冷连轧机，其热轧来料带钢厚度(中心点)为2.5mm，冷轧出口厚度为0.5mm，出口边缘降要求(距离边部15mm位置)为5μm，在日常冷连轧机控制过程中，其一机架弯辊力最大值为15吨，而在轧制状态下，在一机架弯辊实际设定值为10吨左右，由以上情况可知，对该冷连轧机组，其用户产品带钢常数α值为5μm，同时机组弯辊力输出不超过机组弯辊力上限的基本要求，根据[(h
c-hi)-α]*β值常数β取值0.15，调整系数m上边部15mm处取值0.39，其余位置取值见下表2，由此弯辊力值计算如下：
[0067]
表2
[0068][0069]
冷连轧轧机轧制过程中，边缘降弯辊反馈控制程序投入，当前边缘降不满足要求，相应弯辊力计算值如公式所示，上表2边缘降弯辊控制输出量为1.965吨。
[0070]
表3
[0071][0072]
冷连轧轧机轧制过程中，边缘降弯辊反馈控制程序投入，当前边缘降发生边部增厚情况，相应弯辊力计算值如公式所示，上表3边缘降弯辊控制输出量为-2.685吨。
[0073]
表4
[0074][0075]
冷连轧轧机轧制过程中，边缘降弯辊反馈控制程序投入，当前边缘降不满足要求，且优化β和调整系数m值，相应弯辊力计算值如公式所示，上表4边缘降弯辊控制输出量为2.83吨。
[0076]
本发明通过一种基于冷连轧机组后方的边缘降测量仪检测厚差及满足用户要求边缘降水平的边缘降弯辊反馈控制技术，对第1-第3机架弯辊力计算值实时反馈控制，提高了冷轧带钢的边缘降控制水平。本发明边缘降弯辊控制方法可针对不同边缘降控制能力水平的各类5机架冷连轧机系统，故其可广泛用于目前采用轧辊窜动模式进行边缘降控制的冷轧机组。
[0077]
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。