一种热轧线生产节奏自动控制的方法与流程

本发明属于轧钢自动化控制，更具体地说，涉及一种热轧线生产节奏自动控制的方法。

背景技术：

1、为了进一步的提升生产效率，国内热轧线都在努力提升自动化水平。国内热轧线生产节奏要么由加热炉控制，要么由轧线控制。由加热炉控制节奏的出钢方式，以加热炉为中心，只要加热质量满足加热规程的要求就会触发出钢，但对出炉后的板坯在轧线各区域是否存在瓶颈，坯长、坯宽、轧制温度的变化对轧制轧线节奏的冲击，带来轧线板坯摆动的问题没有能够从根本上解决；由轧线控制节奏的出钢方式，以轧线为中心，只要轧线有能力，就会追着加热炉出钢，这样就会导致在宽规格板坯上，轧线的能力大于加热炉，板坯没有烧透，加热质量不满足要求，在窄规格板坯上，加热能力大于轧线，板坯在加热炉的炉头等待。这方面的矛盾制约了热轧线生产效率和加热质量的同步提升。

2、经检索，申请号2018106785600的申请案公开了一种热轧全自动抽钢方法，介绍了利用关系表中的历史数据值进行抽钢节奏的控制的方法，但没有考虑加热质量及轧制工艺改变后引起的生产节奏的变化。

3、申请号202010775507x的申请案提供了一种热轧加热炉出钢节奏的控制系统，公开了以轧线理论最快出钢节奏基准，根据最小在炉时间计算加热出钢节奏的方法，该方法虽然把加热质量与出钢节奏联系在一起，但是轧线节奏作为一个固定值，没有解决轧线各区域瓶颈问题，也没有考虑厚度变化、板坯长度变化、工艺变化等对轧线节奏的影响问题，会导致轧线摆钢，在线温度损失大。

技术实现思路

1、1、要解决的问题

2、本发明拟提供一种热轧线生产节奏自动控制的方法，既计算出热轧线上加热炉的出钢瓶颈，也计算出轧线上各区域轧制过程中的节奏瓶颈，从而能够协调控制加热炉出钢节奏与轧线轧制节奏，实现了热轧线生产节奏的一体化、高质量自动控制。

3、2、技术方案

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

5、本发明的一种热轧线生产节奏自动控制的方法，包括以下过程：

6、s1、计算加热炉的出钢节奏fpc；

7、每块板坯在装钢进炉时，从目标加热时间查询表中找到目标加热时间t，同时根据当前在炉板坯数量n，计算出本块板坯入炉时的出钢节奏fpc，fpc＝t/n，并填入到数据库表中；

8、对于已经在炉内的板坯，从实际进炉时刻开始计时，每次收到出钢信号或装钢信号时，都要刷新每块在炉板坯的实际加热时间tj，tj＝当前时刻-板坯入炉时刻，同时也刷新每块在炉板坯的剩余加热时间ts，tsj＝目标加热时间-实际加热时间，tsj指第j块在炉板坯的剩余加热时间；剩余加热时间ts小于0时，ts取0，同步更新每块在炉板坯出钢节奏fpc，fpcj＝剩余时间tsj/当前板坯所处炉内顺序号数；计算在炉板坯的最长出钢节奏时间，即fpc＝max(fpc1、fpc2、fpc3······)，将其作为加热炉的出钢节奏fpc。

9、s2、计算轧机的出钢节奏mpc；

10、按轧制连锁条件将轧线进行合理的区域划分，划分好的区域分别进行纯轧时间、搬运时间、余量时间的计算，各区域的mpc时间＝纯轧时间+搬运时间+余量时间；

11、其中，根据轧制规程计算各区域的纯轧时间；根据轧线各区域的长度、搬运速度计算出各区域的搬运时间；余量时间维护在节奏表中，余量时间根据钢种区分，一般默认为20s；

12、计算各轧线区域中最长的mpc时间作为轧机的出钢节奏mpc，具体地，结合图2所示，轧线中各主要设备包括粗轧除磷机hsb、压力定宽机ssp、1#粗轧机r1、2#粗轧机r2、切头剪cs、精轧机fm、卷取机dc，各设备之间依次划分区域为hsb区域、ssp区域、r1区域、r2区域、cs区域、fm区域和dc区域，轧机的出钢节奏mpc＝max(thsb、tssp、tr1、tr2、tcs、tfm、tdc)，其中thsb、tssp、tr1、tr2、tcs、tfm、tdc指代各个对应区域的mpc时间。

13、s3、计算产线节奏pc，当板坯到达炉头时，会触发到炉头信号，出钢系统比较mpc、fpc的数值大小，数值大的作为产线节奏，即pc＝max(mpc、fpc)；

14、s4、计算出钢时机；

15、为了消除加热炉远近对出钢节奏的影响，先测定各个加热炉出炉板坯到达hsb前热检的固有时间，则分别记为tf1、tf2、tf3···tfn；n指加热炉个数；

16、第一块板坯到达炉头时，出钢系统检查轧线、加热炉的设备状态是否在自动状态，如果有一个设备不在自动状态，就禁止自动出钢；如果轧线、加热炉的所有设备都在自动状态，根据计算好的产线节奏pc，这时启动自动出钢，并开始倒计时pcs；

17、当有第二块板坯到达炉头或多块板坯到达炉头时，按照板坯到达炉头的先后顺序进行出钢计算，先判断处置板坯所在加热炉的炉号，找出对应的tf1的数值，接着比较pcs与tfn的大小，如果pcs≤tfn，则可以发出这块钢的出钢信号，同时按上述规则计算出本块钢的产线节奏pc，再次启动倒计时pcs，这样往复循环，实现产线节奏控制。

18、以生产实践中设有三组加热炉为例，则上述过程具体为：先测定各个加热炉出炉板坯到达hsb前热检的固有时间，则分别记为tf1、tf2、tf3；第一块板坯到达炉头时，出钢系统检查轧线、加热炉的设备状态是否在自动状态，如果有一个设备不在自动状态，就禁止自动出钢；如果轧线、加热炉的所有设备都在自动状态，根据计算好的节奏pc，这时启动自动出钢，并开始倒计时pcs；当有第二块板坯到达炉头或多块板坯到达炉头时，按照板坯到达炉头的先后顺序进行出钢计算，先判断处置板坯所在加热炉的炉号，找出对应的tf1\tf2\tf3的数值，接着比较pcs与tf1\tf2\tf3的大小，如果pcs≤(tf1\tf2\tf3)则可以发出这块钢的出钢信号，同时按上述规则计算出本块钢的产线节奏pc，再次启动倒计时pcs，这样往复循环，实现产线节奏控制。

19、3、有益效果

20、相比于现有技术，本发明的有益效果为：

21、(1)本发明的一种热轧线生产节奏自动控制的方法，将加热炉加热时间作为加热质量的保证，同时也与加热炉的出钢节奏进行强相关；将轧线的区域进行瓶颈划分，找出每块板坯在轧线的瓶颈时间，作为轧线的轧制节奏，提高了轧线运行效率。

22、(2)本发明将加热炉的出钢节奏和轧线的轧制节奏结合在一起，将其中的瓶颈作为产线节奏，实现加热炉和轧线的均衡高效，也实现热轧产线节奏自动控制。

23、(3)热轧线生产节奏控制是热轧机组生产能力高效发挥的基础，本发明的方法计算了每块在炉头，即将出炉轧制板坯的轧制节奏，可以根据规格、品种、轧线工艺的变换，计算出实际的轧制节奏；同时在装、出钢时，根据炉内板坯的品种、装炉状态，也实时计算出在炉板坯的出钢节奏，实现轧线轧制节奏和加热炉出钢节奏的协调；本发明既解决了轧线轧制节奏、加热炉出钢节奏的协调配合问题，又实现加热质量合格、轧线节奏均衡，实现整个产线的高效自动出钢。