一種帶鋼冷軋過程寬度自動控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于自動控制技術(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 寬度自動控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由板帶軋制理論和實踐可知，由于軋機負載輥縫內(nèi)帶鋼的各處金屬存在不同程度 的寬向流動，帶鋼冷軋過程中寬度會發(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偏大 時，即帶鋼板形呈現(xiàn)邊浪(邊部相對偏松）時，帶鋼邊部金屬容易向遠離中部方向流動，從而 使得帶鋼寬度增大、縮減量減?。幌喾?，在帶鋼邊部壓下量相對偏小時，即帶鋼板形呈現(xiàn)中 浪(邊部相對偏緊）時，帶鋼邊部金屬容易向趨近中部方向流動，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)加工中再對帶鋼兩邊進行剪邊處 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，對帶鋼進行剪邊處理，會 降低成材率，增加生產(chǎn)成本。因此，在冷軋過程中對帶鋼寬度進行自動控制，對于提高帶鋼 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，建立以冷連軋機組出口帶鋼寬度為函數(shù)、以冷連軋機組入口來料帶鋼寬度、各 機架軋制力、板形調(diào)節(jié)機構(gòu)控制量、機架間張力為自變量的函數(shù)關(guān)系式，同時建立帶鋼連續(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，將冷連軋機組入口帶鋼 寬度檢測值和各機架軋制力預(yù)測值、機架間張力預(yù)測值、退火過程中帶鋼延伸率預(yù)測值代 入以上函數(shù)關(guān)系式，計算確定冷連軋機組除了末機架以外各個機架板形調(diào)節(jié)機構(gòu)控制量的 設(shè)定值，以使得連續(xù)退火后帶鋼寬度預(yù)測值與目標值一致。該技術(shù)方案并沒有給出抑制帶 鋼經(jīng)過各個機架軋制時寬度波動的對策，在實際實施時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連續(xù)退火爐聯(lián)合機組帶鋼寬度控 制方法：根據(jù)冷連軋機末機架入口帶鋼厚度檢測值與設(shè)定值之間的差值、連續(xù)退火爐熱處 理條件、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 過控制冷連軋機末機架出口帶鋼板形實現(xiàn)對帶鋼寬度的控制。該技術(shù)方案沒有給出在末機 架控制帶鋼寬度時如何避免可能造成該機架出口板形不良的對策。
[0007] 日本專利JP20030001311A提出了一種冷連軋機組軋制速度變化過程中帶鋼寬度 控制方法：建立以末機架出口帶鋼寬度變化量與軋制速度變化引起的各機架軋制力變化 量、機架間張力變化量以及板形調(diào)節(jié)機構(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)系式計算出的各機架軋制力變化量、機架間張力變化量代入以上函數(shù)關(guān)系 式，計算確定冷連軋機組各個機架板形調(diào)節(jié)機構(gòu)的補償量值，以使得末機架出口帶鋼寬度 預(yù)測值與目標值一致。該方法的控制目標主要是消除末機架冷軋機出口帶鋼的寬度變化 量，沒有考慮及時消除熱軋來料寬度變化以及上游機架寬度變化對后機架帶鋼寬度的影 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控制方法，其通過 建立各個機架出口帶鋼寬度預(yù)報模型，輸入冷軋機入口熱軋來料帶鋼實測寬度與設(shè)定寬度 之間的變化量，各個機架的軋制力、張力、彎輥力、乳輥軸向竄輥量實測值與設(shè)定值之間的 變化量，預(yù)報各機架出口寬度變形量，以使得各機架出口寬度變化量為零為目標，通過模型 計算確定各機架板形調(diào)節(jié)機構(gòu)的補償量，進而達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控制方法，包括在冷軋過 程中在對帶鋼寬度進行自動檢測，其特征是：
[0010] A、以冷軋機組入口熱軋來料帶鋼變化量、各個機架的軋制力、張力、彎輥力、乳輥 軸向竄輥量變化量為自變量，以各機架出口帶鋼寬度變化量為函數(shù)，建立各個機架出口帶 鋼寬度預(yù)報模型；
[0011] B、在冷連軋機組入口配置帶鋼寬度檢測儀，實時檢測冷軋機組入口熱軋來料帶鋼 長度方向上各位置處的寬度實測值；
[0012] C、計算熱軋來料寬度實測值與設(shè)定值之間的差值，并將其按照一定比例分配到各 個機架，得到需要各個機架消除的來料帶鋼寬度變化量；
[0013] D、對冷軋機組入口熱軋來料帶鋼進行長度位置跟蹤，當(dāng)熱軋來料某一位置處帶鋼 進入某一機架時，將該位置處來料帶鋼變化量，以及該機架軋機軋制工藝參數(shù)變化量，即軋 制力、張力、彎輥力、乳輥軸向竄輥量實測值與設(shè)定值之間的變化量，輸入該機架出口帶鋼 寬度預(yù)報模型，得到該機架的出口寬度變化量預(yù)報值；
[0014] E、通過實時改變第m機架軋機板形調(diào)節(jié)機構(gòu)補償值，使得該機架出口帶鋼寬度變 化量預(yù)報值為〇,以使得該機架出口寬度變化量為零為目標，計算確定該機架板形調(diào)節(jié)機構(gòu) 彎輥力、乳輥軸向竄輥量的實時補償量；
[0015] F、通過對各機架板形執(zhí)行機構(gòu)實施上述的實時補償量，及時消除熱軋來料寬度波 動以及各機架軋制工藝參數(shù)變化對末機架出口帶鋼寬度的影響，進一步提高冷軋帶鋼寬度 控制精度；
[0016] G、通過對各個機架出口寬度進行前饋控制，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，各個機架出口帶鋼寬度預(yù)報模型采用下列表達式：
[0018]
[0019] 上述表達式中，
[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機架軋機軋制壓力變化 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機架軋機出口帶鋼寬度變化量預(yù)報值Λ Wm ;
[0030] Wtl art-熱軋來料寬度實測值；
[0031] Pi art、Ttli act、Tli act、Fwi art、Fmi art、IMRi art-分別是第 i 機架軋機軋制力實測值、入 口張力實測值、出口張力實測值、工作輥彎輥力實測值、中間輥彎輥力實測值、中間輥竄輥 量實測值；
[0032] PLset、Ttli set、Tli set、Fwi se