[发明专利]一种高精度控制热轧带钢微中浪轧制的方法

说明书

本发明公开了一种高精度控制热轧带钢微中浪轧制的方法，在考虑卷取张力和冷却速率变化因素的情况下，根据带钢所处的不同轧制过程状态，结合实时的速度和温度，对带钢全长的平直度目标值进行实时动态补偿控制，提高全长带钢微中浪控制精度，实现高精度控制带钢微中浪轧制。本方法建立的精轧板形控制模型，在考虑卷取张力和冷却速率变化因素的情况下，根据带钢所处的不同轧制过程状态，结合实时的速度和温度，对带钢全长的目标平直度进行动态补偿修正，对带钢全长的板形进行动态控制，大大的提升了带钢全长的板形精度，实现高精度控制带钢微中浪轧制。本方法高精度、无成本，适用于各种规格品种的带钢轧制控制。

技术领域

本发明属于轧制过程自动控制技术领域，特别涉及一种高精度控制热轧带钢微中浪轧制的方法，适用于热轧带钢产品板形质量的过程控制。

背景技术

微中浪轧制是一种通过用微中浪轧制控制补偿带钢平直度，抵消轧后带钢因冷却不均导致板形不良的控制方法。板形是热轧带钢产品的重要质量指标。板形不良指的是在生产过程中，带钢由于其内部残余应力的分布不均匀而导致的波浪或瓢曲。造成板形不良的原因包括沿带钢宽度、长度或厚度方向不均匀的塑性变形、相变或温度分布等。即，不均匀的温度、应力及相变变化，都会对带钢板形质量产生较大的影响。带钢轧制后，会经历层冷和空冷两个冷却阶段，在此过程中，带钢板形发生的变化，使得带钢轧制时的板形并不一定等同于交付给用户使用时的板形。即，轧后板形良好的带钢，在经历冷却阶段后，很可能产生浪形缺陷。带钢的板形缺陷既影响下游用户的加工使用，又影响热轧生产，即容易造成轧制不稳定、废钢等。

因而，板形控制目标的确定需要参考两方面的要求，一是满足下游工序的要求，二是机架间穿带稳定性的要求。不论是冷轧材，还是商品材，均对热轧材的凸度、楔形等板形质量有要求。其中，对热轧材的浪形，即平直度、不对称度等板形质量的要求则更高。热轧带钢板形问题由于影响因素众多、涉及关系复杂，一直是热轧带钢板形过程控制的重点和难点。随着用户对热轧带钢板形质量要求的不断提高，轧后冷却、卷取及热处理等工序带来的浪形问题显得日益突出，成为许多热轧厂生产控制的难点和焦点问题。

对于解决带钢在轧后环节的边浪化问题，一般有层冷区增加边部遮蔽、调整层冷区域的冷却速率或冷却模式、精轧入口配备边部加热器、精轧板形微中浪控制补偿等几种方式。而在轧制过程中，实施微中浪补偿轧制，无需额外增加设备装置，结合带钢性能和生产成本等因素综合考虑，对比其他几种方式，微中浪轧制具有明显的低成本、高收效等优势。

精轧板形微中浪控制补偿是指，通过控制精轧带钢平直度，对带钢内部分布不均匀的残余应力进行微中浪补偿，以抵消带钢精轧后工序中因冷却不均所产生的双边浪，提高板形质量。目前，现有的微中浪轧制方法是，在过程控制程序中设置一个固定的平直度目标值，保证带钢在通板时，带钢头部能实现微中浪。当带钢通板后，再用板形仪实时反馈的平直度实测值与平直度目标值不断地做比较，如有偏差，则通过反馈过程控制模型，调整弯辊力，使带钢全长的平直度都能保持在平直度目标值附近，进行中浪轧制。

但是这样的轧制方法忽略了以下两种影响带钢浪形的因素：

1)冷速变化也是影响冷后浪形的重要因素。冷速变化由温度变化量和速度变化量共同决定。带钢从出精轧出口到卷取完成，其目标温度差值达200-300℃。带钢头部出精轧后，由于FTC精轧控制速度会呈现逐渐上升的趋势。整个过程中温度和速度都呈现不均匀的变化，其冷速也相应的变化。

2)在卷取咬钢后，从平直度仪实际检测出来的平直度值可看出，在卷取张力的作用下，微中浪形成的带钢浪形明显减小，致使实测平直度与目标平直度之间的差值明显增加，导致精轧板形反馈控制中的弯辊力会明显增加。最终致使，在卷取咬钢后，带钢的中间浪效果明显大于卷取咬钢前的中间浪效果。

在精轧板形过程控制中，如果微中浪轧制控制不考虑以上两点因素，只使用固定的平直度目标值，带钢冷后板形会出现前后不均匀的情况，大大降低了微中浪轧制效果。