[发明专利]一种控制轧机启动轧制阶段轧制力的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属轧制的控制领域，尤其涉及一种轧机轧制力的控制方法。

背景技术

冷轧轧机的厚度控制技术是金属轧制生产工艺过程中最关键的控制技术，其通常是对于根据待轧材料的屈服强度及各个道次（或机架，以下均称为道次）的入口厚度、出口厚度、张力、工作辊辊径等设备参数，使用数学模型，计算得到轧制力，同时通过AGC（Automatic Gauge Control，自动厚度控制）技术来实现待轧板材（即俗称的带钢，下同）的厚度控制。

可见，在冷轧生产过程工艺控制中，轧制力的确定在冷轧生产中有着重要的意义，它是制定工艺制度、调整轧机、提高产品质量、扩大产品范围、充分合理地挖掘设备潜力、实现生产过程计算机控制的重要设备参数和工艺参数，可以说，轧制力模型是参数设定过程中最重要的数学模型。

故轧制力计算是建立在变形抗力、摩擦系数、轧辊压扁、前滑以及辊速等模型计算的基础上的，它既决定了辊缝的计算精度，也影响了压力AGC的工作效果。

因此，选择能够准确反映金属变形过程的轧制力模型以及提高轧制力模型设定精度对改进产品质量具有重要意义。

在实际生产工艺控制过程中，轧制力的计算通常使用经典的Hill轧制力模型理论公式：

（公式1）

式中P表示轧制力；表示材料平均变形抗力；H表示入口厚度；h表示出口厚度；R′表示工作辊压扁半径；Q_p表示摩擦影响系数；n_t表示张力影响系数；b表示带钢宽度。

然而，AGC投入控制是有一定的前提条件的，在轧机的启动轧制阶段，带钢的厚度控制完全依靠启动轧制力的初始设定值，如果所依据的启动轧制力计算结果不够准确，则需进行手动干预。

公开日为2008年2月6日，公开号为CN101116874A的中国发明专利申请中公开了一种“可逆冷轧机流量AGC带材厚度控制方法”，其包括轧机出/入口带材速度和厚度的检测步骤；轧机刚度系数和带材塑性系数的检测和计算步骤；液压AGC的控制中的预控AGC、监控AGC和液压APC的控制步骤；其特征在于还包括建立流量AGC控制的数学模型的步骤；计算得出轧机出口侧带材理论厚差的步骤；进行辊缝补偿调节量的计算的步骤；将流量AGC的辊缝调节量δS_h经过PI调节器调节后，作为轧机厚度控制，即液压AGC内环液压APC的辊逢补偿量进行厚度闭环控制的步骤。可见，其是通过开发AGC控制技术，通过辊缝补偿的方法来实现实时的厚度控制的。

公开日为2013年3月6日，公开号为CN102950155A的中国发明专利申请中公开了“一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法”，其通过秒流量AGC的控制模型，计算连轧机出口带材厚度；当测速仪无法正常投入时，采用计算速度代替测速仪测量轧机出口带材速度，参与秒流量AGC控制；对速度参数进行修正，保证轧制过程的稳定；将得出了辊缝及速度调节量参与到轧机的厚度控制，实现秒流量AGC的闭环控制。可见，其是根据秒流量相等的原理来实现精确的厚度控制的。

授权公告日为2008年1月23日，授权公告号为CN100363122C的中国发明中公开了“一种冷轧带钢冷却液流量控制方法”，其技术方案是由过程计算机根据冷轧轧制中的摩擦和传导发热量计算出额定速度下的冷却液流量；当带钢到达轧机时，过程计算机下发出额定速度下的冷却液流量；PLC根据过程计算机下发的额定速度下的冷却液流量按轧制速度进行匹配，匹配后的应用流量作为控制阀的控制给定值；计算出控制阀的控制度，再由PLC转换成电信号控制阀门开口，其中控制阀的控制度是由数学模型来计算的。该发明通过数学模型补偿了因管道、喷嘴等因素造成的影响，使流量实际值基本上与应用流量相等，减小了因流量偏差造成的带钢厚度波动，提高了带钢厚度控制精度。可见，其通过减小冷却液流量偏差造成的厚度波动，来提高厚度控制精度。

在实际生产过程中，从轧机启动到AGC投入并调整到合理的厚差范围的阶段（简称为启动阶段，下同）是不稳定的，易发生“断带”故障，且整段带钢都是处于“超差”状态。

综上可知，对于如何提升带钢在启动阶段的轧制稳定性和厚度控制精度，有效防止断带、减少厚度超差长度，目前尚无较好的解决办法，这就给带钢的带头厚度控制、产品整体质量的提高以及综合生产成本的降低，带来了一定的制约和困难。

发明内容