專利名稱：冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冷軋帶鋼領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正 方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著冷軋帶鋼使用范圍的不斷擴(kuò)大，用戶對(duì)帶鋼平直度的質(zhì)量要求亦越 來越高，因此帶鋼的板形控制已成為世界各國(guó)競(jìng)相研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)課題。板形目標(biāo)值曲 線是板形控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)帶鋼板形應(yīng)達(dá)到的理想板形曲線，也是生產(chǎn)者期望的實(shí)物板形。生 產(chǎn)過程中，將實(shí)際的板形曲線控制到目標(biāo)值曲線上，盡可能消除兩者之間的差值。它的作用 主要是補(bǔ)償板形測(cè)量誤差、補(bǔ)償在線板形離線后發(fā)生變化、有效地控制板凸度以及滿足軋 制及后續(xù)工序?qū)Π逍蔚奶厥庖蟮?。板形?biāo)準(zhǔn)曲線模型是板形控制的基本模型之一，是板 形控制的目標(biāo)模型。如何通過理論計(jì)算結(jié)合實(shí)際冷軋生產(chǎn)中對(duì)板形控制的要求，建立具體 的板形目標(biāo)曲線模型，并將其用于軋機(jī)的板形控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)軋機(jī)對(duì)冷軋帶鋼的高精度 板形控制是實(shí)際生產(chǎn)中一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
自在冷軋機(jī)上實(shí)現(xiàn)了板形閉環(huán)控制，就開始了關(guān)于冷軋板形控制目標(biāo)值曲線的研 究，并經(jīng)歷了以帶鋼不產(chǎn)生瓢曲浪形為板形目標(biāo)、通過板形目標(biāo)曲線的設(shè)定補(bǔ)償或消除板 形儀實(shí)測(cè)信號(hào)中的非板形信號(hào)、考慮后續(xù)機(jī)組對(duì)板形的要求等若干發(fā)展階段。然而在軋制 過程中，由于各種因素的影響，帶鋼縱向延伸在寬度上經(jīng)常是不均勻的，以致產(chǎn)生沿橫向分 布不均勻的縱向內(nèi)應(yīng)力差。如果此內(nèi)應(yīng)力差沿橫向分布不均勻程度超過一定的范圍，就會(huì) 引起帶鋼翹曲變形，造成板形缺陷。若軋制時(shí)能由板形輥測(cè)量出與實(shí)際張應(yīng)力橫向分布相 對(duì)應(yīng)的軋后帶鋼縱向纖維相對(duì)長(zhǎng)度差的橫向分布，則可控制帶鋼最終實(shí)際的板形狀態(tài)。然 而實(shí)際情形并不理想，由于各種因素的影響及后續(xù)機(jī)組的特殊要求，軋后帶鋼最終的實(shí)際 板形與軋制時(shí)在線實(shí)測(cè)板形有一定的差別。因此，在設(shè)定板形目標(biāo)值曲線時(shí)就需要通過設(shè) 定補(bǔ)償曲線，來抵消掉影響板形測(cè)量及控制的不利因素。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼凸度的有效控制以及消除軋制過程中一些不利因素對(duì)板形測(cè)量 造成的誤差，該系統(tǒng)使用板形目標(biāo)值修正模型作為閉環(huán)板形控制的目標(biāo)值。在實(shí)際生產(chǎn)中， 后續(xù)工序?qū)т撏苟群桶逍蔚囊蠛芨?，這就需要在對(duì)帶鋼凸度進(jìn)行有效的控制的同時(shí)， 還要保證帶鋼具有良好的板形質(zhì)量。板形控制效果與板形測(cè)量密切相關(guān)，影響板形測(cè)量的 因素主要有(1)用板形輥通過測(cè)量張力橫向分布進(jìn)行板形測(cè)量時(shí)，由于機(jī)械系統(tǒng)的誤差， 如卷取機(jī)與板形輥軸線不平行、板形輥撓曲變形等，會(huì)引起板形測(cè)量誤差。(2)軋后帶鋼橫 向溫度分布不均，產(chǎn)生溫度附加應(yīng)力。(3)由于帶鋼存在橫向厚度分布不均，造成卷取時(shí)產(chǎn) 生卷取附加應(yīng)力。這樣，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼凸度的有效控制，同時(shí)消除板形測(cè)量中產(chǎn)生的誤 差，進(jìn)而達(dá)到高精度的板形控制就成為一個(gè)重要的技術(shù)課題。本發(fā)明正是基于上述考慮，目的旨在提供一種因素合理，計(jì)算準(zhǔn)確，方法實(shí)用，控制有效，可消除板形測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼凸度的有效控制，進(jìn)而通過閉環(huán)板形控制系統(tǒng)的 高精度板形控制，提高產(chǎn)品板形質(zhì)量的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法。為此，本發(fā)明所采取的技術(shù)解決方案是—種冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，根據(jù)后續(xù)工序?qū)т撏苟鹊囊蠹皫?材失穩(wěn)模型判據(jù)建立基本板形目標(biāo)值曲線模型；針對(duì)生產(chǎn)中溫度、卷形和設(shè)備安裝誤差對(duì) 板形測(cè)量造成的不利影響，依據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況以及軋制工藝參數(shù)分別計(jì)算設(shè)立卷取形狀補(bǔ) 償曲線、卷取機(jī)安裝幾何誤差補(bǔ)償曲線、帶鋼橫向溫差補(bǔ)償曲線及帶鋼邊部減薄補(bǔ)償曲線， 設(shè)定手動(dòng)調(diào)節(jié)板形的彎輥和軋輥傾斜附加曲線，提高板形控制的靈活性；同時(shí)，將實(shí)際板形 測(cè)量點(diǎn)沿寬度方向插值為若干個(gè)特征點(diǎn)，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過程；并將各種補(bǔ)償曲線疊加到基 本板形目標(biāo)曲線上，從而獲得用于閉環(huán)反饋式板形控制系統(tǒng)的板形控制目標(biāo)值曲線。換言之，就是為了消除生產(chǎn)中溫度、卷形和設(shè)備安裝誤差等對(duì)板形測(cè)量的不利影 響，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況以及軋制工藝制訂了四種補(bǔ)償曲線和兩種手動(dòng)調(diào)節(jié)板形附加曲線。 在確定板形目標(biāo)值設(shè)定曲線時(shí)，首先計(jì)算各個(gè)有效測(cè)量點(diǎn)的補(bǔ)償量及手動(dòng)調(diào)節(jié)量的平均 值，然后將各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的補(bǔ)償設(shè)定值減去該平均值得到帶鋼張應(yīng)力偏差量，將偏差量疊加 到基本目標(biāo)板形曲線上即可得到板形目標(biāo)曲線。同時(shí)，將實(shí)際板形測(cè)量點(diǎn)沿寬度方向插值 為若干個(gè)特征點(diǎn)，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過程。并將這些特征點(diǎn)處的目標(biāo)張應(yīng)力作為板形目標(biāo)偏差 用于板形閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)中。其具體考慮因素和計(jì)算方法為步驟1、基于后續(xù)工序?qū)т撏苟鹊囊蠹皫Р氖Х€(wěn)模型判據(jù)制訂基本板形目標(biāo) 值曲線模型?；景逍文繕?biāo)曲線主要基于對(duì)板凸度的控制設(shè)定。在減小帶鋼凸度時(shí)，為了不造 成軋后帶鋼發(fā)生瓢曲，需要以軋后帶材失穩(wěn)判別模型為依據(jù)，不能一味地減小帶鋼凸度，必 須保證板形良好。根據(jù)殘余應(yīng)力的橫向分布，判別帶材是否失穩(wěn)或板形良好程度，從而決定 如何進(jìn)一步調(diào)整板凸度和板形。帶材失穩(wěn)判別模型是一個(gè)力學(xué)判據(jù)，機(jī)理是軋制殘余應(yīng)力 沿板寬方向分布不均勻而發(fā)生屈曲失穩(wěn)的結(jié)果。軋后帶材失穩(wěn)判別模型基于帶鋼的屈曲理論來制定，并進(jìn)行帶材失穩(wěn)判別的計(jì) 算。若失穩(wěn)，則認(rèn)為板形不好；若不失穩(wěn)，則認(rèn)為板形可以接受，比較好。在進(jìn)行板形良好判 據(jù)的計(jì)算時(shí)，用一個(gè)判別因子I判斷板形狀況，即
權(quán)利要求
一種冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，根據(jù)后續(xù)工序?qū)т撏苟鹊囊蠹皫Р氖Х€(wěn)模型判據(jù)建立基本板形目標(biāo)值曲線模型；針對(duì)生產(chǎn)中溫度、卷形和設(shè)備安裝誤差對(duì)板形測(cè)量造成的不利影響，依據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況以及軋制工藝參數(shù)分別計(jì)算設(shè)立卷取形狀補(bǔ)償曲線、卷取機(jī)安裝幾何誤差補(bǔ)償曲線、帶鋼橫向溫差補(bǔ)償曲線及帶鋼邊部減薄補(bǔ)償曲線，設(shè)定手動(dòng)調(diào)節(jié)板形的彎輥和軋輥傾斜附加曲線，提高板形控制的靈活性；同時(shí)，將實(shí)際板形測(cè)量點(diǎn)沿寬度方向插值為若干個(gè)特征點(diǎn)，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過程；并將各種補(bǔ)償曲線疊加到基本板形目標(biāo)曲線上，從而獲得用于閉環(huán)反饋式板形控制系統(tǒng)的板形控制目標(biāo)值曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，所述的 根據(jù)后續(xù)工序?qū)т撏苟鹊囊蠹皫Р氖Х€(wěn)模型判據(jù)建立基本板形目標(biāo)值曲線模型，其基 本板形目標(biāo)值曲線的計(jì)算方法為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，所述的 卷取形狀補(bǔ)償模型的計(jì)算方法為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，所述的 卷取機(jī)安裝幾何誤差補(bǔ)償模型的計(jì)算方法為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，所述的 帶鋼橫向溫差補(bǔ)償模型的計(jì)算方法為σ t (Xi) = -2. 5 (ax^+bx^+cx^+dxi+m)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，所述的帶鋼邊部減薄補(bǔ)償模型的計(jì)算方法為
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，所述的 彎輥手動(dòng)調(diào)節(jié)附加曲線模型的計(jì)算方法為
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，所述的 軋輥傾斜手動(dòng)調(diào)節(jié)附加曲線模型的計(jì)算方法為
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，結(jié)合權(quán)利要求2、3、4、5、6計(jì)算出的補(bǔ)償曲線模型和權(quán)利要求7、8計(jì)算出的手動(dòng)調(diào)節(jié)附加曲線模型，各個(gè)有效測(cè)量點(diǎn)補(bǔ)償量及手動(dòng)調(diào)節(jié)量的平均值計(jì)算方法為
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，結(jié)合權(quán) 利要求2、3、4、5、6、7、8、9計(jì)算出的補(bǔ)償曲線模型、手動(dòng)調(diào)節(jié)附加曲線模型和各個(gè)有效測(cè)量 點(diǎn)補(bǔ)償量及手動(dòng)調(diào)節(jié)量的平均值計(jì)算模型，板形目標(biāo)值設(shè)定曲線模型為0 (Xi) = 0 base (Xi) + 0 cshc (Xi) + 0 geo (Xi) + 0 t (Xi) + 0。S—edge (Xi) +0 ds—edge (Xi) + 0 bend (Xi) + 0 tilt (Xi) " 0 °
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，所述的 將實(shí)際板形測(cè)量點(diǎn)沿寬度方向插值為若干個(gè)特征點(diǎn)的模型中，板寬方向特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的板寬 方向測(cè)量點(diǎn)所在數(shù)軸的坐標(biāo)為
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，其特征在于，將所述 的實(shí)際板形測(cè)量點(diǎn)沿寬度方向插值為若干個(gè)特征點(diǎn)的模型，結(jié)合權(quán)利要求11計(jì)算出來的 板寬方向特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的板寬方向測(cè)量點(diǎn)所在數(shù)軸的坐標(biāo)，板寬方向各特征點(diǎn)處的板形目標(biāo) 值設(shè)定曲線為
全文摘要
本發(fā)明公開一種冷軋帶鋼板形控制目標(biāo)值的修正方法，根據(jù)后續(xù)工序?qū)т撏苟鹊囊蠹皫Р氖Х€(wěn)模型判據(jù)制訂基本板形目標(biāo)值曲線模型；針對(duì)溫度、卷形和設(shè)備安裝誤差等對(duì)板形測(cè)量的不利影響，制訂了卷取形狀、卷取機(jī)安裝幾何誤差、帶鋼橫向溫差、帶鋼邊部減薄四個(gè)補(bǔ)償曲線，以及兩個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)板形附加曲線。將實(shí)際板形測(cè)量點(diǎn)沿寬度方向插值為若干個(gè)特征點(diǎn)，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理過程。在實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼凸度進(jìn)行有效控制的同時(shí)，保證了板形的控制效果，滿足了后續(xù)工序?qū)т撏苟燃鞍逍蔚囊?。本發(fā)明用于冷軋板形控制系統(tǒng)中后，冷軋帶鋼成品具有較高的板形控制精度，完全滿足高精度的板形控制要求。
文檔編號(hào)B21B37/28GK101992218SQ200910013360
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者侯永剛, 俞小峰, 劉佳偉, 劉軍, 宋蕾, 曹忠華, 李麗霞, 王軍生, 王鵬飛, 趙啟林 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司