[发明专利]钢轨底宽通长波动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢轨尺寸波动控制方法，尤其是一种钢轨底宽通长波动控制方法。

背景技术

采用万能生产线自动控制生产的钢轨，均存在底宽通长波动的问题，即底宽尺寸偏差幅度较大。不同规格、材质的钢轨，其底宽波动的长度及偏差有所不同，但共同点是指向轧机方向的一端通常在长度方向0～15米(与轨高对应)的“波动段”内存在底宽波动幅度高于其它部位的问题，而且差值达到0.8～1.5毫米，而轧制力在通长方向上又相差不大，通过轧制力来进行补偿的AGC远不能消除“波动段”内的底宽异常波动的问题。但波动段之后，钢轨通长的底宽尺寸随着轧制状态的稳定而得到了精确的控制，底宽波动幅度变小。

底宽波动控制是一个世界性的难题，一般采取优化孔型的办法来解决，但效果均不理想，采取加大切头段长度的办法来解决成本又太高。因此，高速重轨上线使用时均要对前述出现底宽异常波动的“波动段”进行人工打磨，以使底宽满足要求同时减少切头损失。

一般分析认为，造成钢轨底宽波动的原因包括钢轨的连轧张力、温度波动、进钢冲击、AGC补偿滞后、机械设备响应速度慢等，此外，钢轨的头、腰、底三部分的延伸系数不一样，按理论其连轧张力应不相同，但实际生产中只能取一个最优张力值也是造成尺寸波动的原因。此外，轧制过程中的孔型磨损导致的轧制变化也是一个影响因素。

公开日为2009年2月11日，公开号为CN101362153A的中国专利申请公开了一种轧机液压AGC系统及其控制方法，整个系统以外环闭环和内环单闭环两者相结合的内外环双闭环方式连接而成，以测厚仪作为反馈元件，将测厚仪反馈值与厚度给定值的偏差信号先输入到基于Smith预估器功能的PID控制器再输入到内环单闭环中的PID控制器；将位置传感器、压力传感器、张力传感器和测速仪反馈值的偏差信号输入到PID控制器；PID控制器将这些信号由控制模块进行处理，使用触摸屏HMI设置和显示系统各参数，操作和监控各步骤，本发明引入基于Smith预估器功能的PID控制的策略，测厚仪的反馈响应速度快，显著提高了系统的控制精度和稳定性，安装和调试简单、操作方便、运行可靠。”

该专利申请必须要利用测厚仪来取得已通过轧制的板材厚度偏差来修正后续的轧制厚度，是依据测量在线轧件的参数来修正，其修正本身就具有一定的滞后性，尤其是刚开始轧制的一段板材根本没有任何数据来进行修正，因此刚开始轧制的一段板材其厚度误差就较大；其最终参数的执行是通过L2级的输入实现；并且由于该专利是专用于板材，板材的板形控制主要与压下量(辊缝)和辊形曲线两大因素有关，板厚精度决定了其补偿值很小；而钢轨断面形状复杂，除辊形因素和辊缝大小因素外，头、腰、底各部分延伸变形也有着相互影响，由此，不能直接将该方法运用到具有复杂截面的钢轨的尺寸波动控制，而要根据自然规律，去探索适合于钢轨复杂断面形状的补偿控制方法。

公开日为2006年8月23日，公开号为CN1820864A的中国专利申请公开了一种串列轧机的板厚控制方法，在串列轧机的任一个支架中，在被压延材料的前端到达下游侧的支架或卷绕装置时，对因在该支架出侧张力发生引起的该支架的压延负荷变化及出侧板厚变化进行预测，并根据这些预测值将该支架的轧辊间隙与所述出侧张力的发生时间配合地进行操作，以抵消出侧板厚的变化，能将因下一支架咬入时的出侧张力的发生及因前支架尾端脱出时的入侧张力的消失引起的板厚变化抑制成极小。

该专利申请同样是适用于板材的板厚控制方法，也是依据测量在线轧件的参数来修正，其修正仍然具有一定的滞后性，补偿值也很小，最终参数的执行也是通过L2级的输入实现。

注：在轧制控制中，L1级是指直接对独立设备的运行进行操作控制的系统；L2级是指各设备间控制系统，主要是人工控制轧件工艺参数及物流的系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高钢轨底宽通长控制精度的钢轨底宽通长波动控制方法。

本发明解决该技术问题的思路是，立足于一个更为宏观的角度，将同一规格产品的先后轧制过程纳入同一大系统，将在先的正常轧制结果作为反馈信号输入在后的轧制过程中进行控制。具体地是，根据在先轧制成品的实测结果，找出钢轨底宽通长异常波动的波动段位置及其波动幅度，根据钢轨断面各部分延伸变形关系，在正常轧制控制方法下直接采用L1级输入进行针对性地调节，使得波动段内底宽波动幅度减小，从而实现对波动段的轧制控制，达到钢轨通长的底宽波动幅度减小、提高底宽通长控制精度的控制目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钢轨底宽通长波动控制方法，包括以下步骤：