基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法，將板形輥上的板形測(cè)量總區(qū)分為若干個(gè)板形測(cè)量區(qū)，將此若干個(gè)板形測(cè)量區(qū)分為未被帶鋼覆蓋區(qū)、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)、完全被帶鋼覆蓋區(qū)三類(lèi)，分別計(jì)算每個(gè)板形測(cè)量區(qū)里測(cè)力傳感器實(shí)際被帶鋼接觸受力面積與該板形測(cè)量區(qū)總傳感面積的面積占比值；當(dāng)板形測(cè)量區(qū)屬于帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)或完全被帶鋼覆蓋區(qū)時(shí)，根據(jù)面積占比值和該板形測(cè)量區(qū)實(shí)際測(cè)量到的受力值，計(jì)算當(dāng)該板形測(cè)量區(qū)所有總傳感面積被帶鋼完全覆蓋時(shí)的受力值；根據(jù)當(dāng)該板形測(cè)量區(qū)所有總傳感面積被帶鋼完全覆蓋時(shí)的受力值，利用在線板形計(jì)算公式計(jì)算得到該板形測(cè)量區(qū)補(bǔ)償后的板形檢測(cè)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冷軋帶鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]板形精度是帶鋼的一項(xiàng)主要質(zhì)量指標(biāo)和決定其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。隨著汽車(chē)、輕工、家電和電氣制造等工業(yè)用戶(hù)對(duì)板形質(zhì)量要求的不斷提高，板形控制技術(shù)已成為軋鋼領(lǐng)域最核心最復(fù)雜的技術(shù)之一，是繼板厚控制之后世界各國(guó)開(kāi)發(fā)研究的又一熱點(diǎn)問(wèn)題。
[0003]國(guó)內(nèi)主要冷軋帶鋼生產(chǎn)廠均在冷軋生產(chǎn)線上使用板形控制技術(shù)與控制系統(tǒng)，而這些板形控制系統(tǒng)基本依賴(lài)進(jìn)口。目前世界上只有德國(guó)西馬克、瑞典ABB等極少數(shù)著名跨國(guó)公司可以提供全套工業(yè)生產(chǎn)所需的冷軋板形控制技術(shù)與控制系統(tǒng)，昂貴的價(jià)格嚴(yán)重限制了冷軋板形控制技術(shù)與控制系統(tǒng)在中國(guó)的應(yīng)用。所以板形控制系統(tǒng)也成為國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)研發(fā)突破的重要目標(biāo)之一。
[0004]板形是指板材的翹曲程度，其實(shí)質(zhì)是指帶鋼內(nèi)部殘余應(yīng)力的分布。在冷軋生產(chǎn)中，板形的含義是指帶鋼的平直度，也就是帶鋼沿寬度方向上的張應(yīng)力差。實(shí)際上，板形的含義還包括帶鋼的橫向厚差，一般我們所提到的板形代表的只是板形的平直度，而不考慮橫向厚差。常用的板形表示方法有:“相對(duì)長(zhǎng)度差表示法”、“張應(yīng)力差表示法”、“帶鋼斷面形狀表達(dá)法”、“波形表示法”等。
[0005]目前，常用的板形控制軋機(jī)為中間輥可水平移動(dòng)的六輥軋機(jī)，該類(lèi)軋機(jī)板形閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要功能為:首先通過(guò)板形測(cè)量輥測(cè)出當(dāng)前狀態(tài)下的實(shí)際板形，然后將實(shí)際板形與目標(biāo)板形相比較得到板形偏差信號(hào)，再將相關(guān)偏差信號(hào)通過(guò)一定的控制策略計(jì)算出壓下控制、彎輥機(jī)構(gòu)以及冷卻液調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的控制量，達(dá)到閉環(huán)控制板形的目的。
[0006]板形測(cè)量?jī)x作為板形閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋檢測(cè)單元，從其獲得更多有效及正確的板形檢測(cè)值是保證帶鋼板形閉環(huán)控制效果的重要前提。
[0007]目前在板形控制領(lǐng)域廣泛采用板形輥通過(guò)測(cè)量帶鋼寬度方向上的張力變化來(lái)反映帶鋼的板形。雖然各種板形輥的測(cè)量原理和傳感器的安裝方式各有不同，但都是以沿帶鋼寬度方向上各區(qū)域的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)反映帶鋼截面上的板形。
[0008]板形控制實(shí)際上是對(duì)輥縫形狀的控制，也就是對(duì)輥形的控制。軋制時(shí)只有隨時(shí)調(diào)整和正確控制輥形，才能有效地補(bǔ)償輥形的變化，獲得板形良好的高精度產(chǎn)品。
[0009]如圖1所示，目前主要的板形閉環(huán)控制手段有:傾斜控制、中間輥彎輥、工作輥彎輥、中間輥橫移、冷卻液噴射控制五種調(diào)節(jié)手段，在中間輥可水平移動(dòng)的六輥軋機(jī)中，實(shí)際板形和目標(biāo)板形的偏差主要通過(guò)傾斜、中間輥彎輥、工作輥彎輥來(lái)修正，剩下的殘余誤差通過(guò)冷卻液噴射控制來(lái)進(jìn)一步修正。具體操作如下:
[0010](I)支持輥傾斜壓下控制:通過(guò)控制壓下的單側(cè)擺動(dòng)，實(shí)際上是調(diào)節(jié)帶鋼單邊的壓下量來(lái)消除帶鋼的單邊浪。
[0011](2)工作輥和中間輥的彎輥控制:通過(guò)調(diào)節(jié)工作輥和中間輥的撓度，可消除帶鋼中間浪和兩邊浪缺陷。
[0012](3)中間輥橫移:中間輥橫移是六輥軋機(jī)板形控制的突出優(yōu)點(diǎn)，如圖2所示，基本原理是通過(guò)中間輥橫移來(lái)減小工作輥與支撐輥間的間接接觸長(zhǎng)度使之與帶鋼的長(zhǎng)度基本相等，以消除輥間的有害接觸部分，從而可以擴(kuò)大輥形調(diào)整的范圍，增加彎輥裝置的效能，達(dá)到帶鋼板形控制穩(wěn)定性好，顯著提高帶鋼平直度的目的。
[0013](4)冷卻液噴射控制:板形測(cè)量輥所測(cè)得的板形偏差減去彎輥、傾斜壓下等所能消除的偏差后，得到板形剩余偏差，由冷卻液噴射來(lái)消除。計(jì)算機(jī)按程序設(shè)定的采樣周期來(lái)取用剩余偏差，并確定與之對(duì)應(yīng)的冷卻液流量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法，能提高各板形測(cè)量區(qū)板形測(cè)量值的計(jì)算精度。
[0015]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為:基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法，其特征在于:它包括以下步驟:
[0016]步驟一、將板形輥上的板形測(cè)量總區(qū)分為若干個(gè)板形測(cè)量區(qū)，將此若干個(gè)板形測(cè)量區(qū)分為未被帶鋼覆蓋區(qū)、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)、完全被帶鋼覆蓋區(qū)三類(lèi)，分別計(jì)算每個(gè)板形測(cè)量區(qū)里測(cè)力傳感器實(shí)際被帶鋼接觸受力面積與該板形測(cè)量區(qū)總傳感面積的面積占比值，記第i個(gè)板形測(cè)量區(qū)里測(cè)力傳感器實(shí)際被帶鋼接觸受力面積與該板形測(cè)量區(qū)總傳感面積的面積占比值為C0V_Si ；
[0017]步驟二、當(dāng)板形測(cè)量區(qū)屬于帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)或完全被帶鋼覆蓋區(qū)時(shí)，根據(jù)C0V_Si和該板形測(cè)量區(qū)實(shí)際測(cè)量到的受力值F_acti，計(jì)算當(dāng)該板形測(cè)量區(qū)所有總傳感面積被帶鋼完全覆蓋時(shí)的受力值F^ompi:F_compi=F_acti/C0V_Si ；
[0018]步驟三、根據(jù)F_ComPi，利用在線板形計(jì)算公式計(jì)算得到該板形測(cè)量區(qū)補(bǔ)償后的板形檢測(cè)值。
[0019]按上述方案，所述步驟一中，當(dāng)?shù)趇個(gè)板形測(cè)量區(qū)屬于未被帶鋼覆蓋區(qū)時(shí)，C0V_Si=O ;當(dāng)?shù)趇個(gè)板形測(cè)量區(qū)屬于完全被帶鋼覆蓋區(qū)時(shí)，C0V_Si=l ;當(dāng)?shù)趇個(gè)板形測(cè)量區(qū)屬于帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)時(shí)，先通過(guò)帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)的寬度ZW和帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)被帶鋼覆蓋的寬度比例ZF計(jì)算出帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)被帶鋼覆蓋的寬度XI，然后通過(guò)帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)被帶鋼覆蓋的寬度X1、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)的寬度ZW、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)測(cè)量傳感器的傳感直徑PW計(jì)算出帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)測(cè)力傳感器被帶鋼覆蓋的寬度X2，最后通過(guò)帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)測(cè)力傳感器被帶鋼覆蓋的寬度X2、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)測(cè)量傳感器的傳感直徑PW計(jì)算出帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)里測(cè)力傳感器與帶鋼實(shí)際接觸受力面積與該區(qū)總傳感面積的面積占比值C0V_Si。
[0020]按上述方案，所述步驟三的具體計(jì)算方法為:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法，其特征在于:它包括以下步驟: 步驟一、將板形輥上的板形測(cè)量總區(qū)分為若干個(gè)板形測(cè)量區(qū)，將此若干個(gè)板形測(cè)量區(qū)分為未被帶鋼覆蓋區(qū)、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)、完全被帶鋼覆蓋區(qū)三類(lèi)，分別計(jì)算每個(gè)板形測(cè)量區(qū)里測(cè)力傳感器實(shí)際被帶鋼接觸受力面積與該板形測(cè)量區(qū)總傳感面積的面積占比值，記第i個(gè)板形測(cè)量區(qū)里測(cè)力傳感器實(shí)際被帶鋼接觸受力面積與該板形測(cè)量區(qū)總傳感面積的面積占比值為COV_Si ； 步驟二、當(dāng)板形測(cè)量區(qū)屬于帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)或完全被帶鋼覆蓋區(qū)時(shí)，根據(jù)COV_Si和該板形測(cè)量區(qū)實(shí)際測(cè)量到的受力值F_acti，計(jì)算當(dāng)該板形測(cè)量區(qū)所有總傳感面積被帶鋼完全覆蓋時(shí)的受力值 F^ompi:F_compi=F_acti/C0V_Si ； 步驟三、根據(jù)F_ComPi，利用在線板形計(jì)算公式計(jì)算得到該板形測(cè)量區(qū)補(bǔ)償后的板形檢測(cè)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法，其特征在于:所述步驟一中，當(dāng)?shù)趇個(gè)板形測(cè)量區(qū)屬于未被帶鋼覆蓋區(qū)時(shí)，C0V_Si=0 ;當(dāng)?shù)趇個(gè)板形測(cè)量區(qū)屬于完全被帶鋼覆蓋區(qū)時(shí)，C0V_Si=l ;當(dāng)?shù)趇個(gè)板形測(cè)量區(qū)屬于帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)時(shí)，先通過(guò)帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)的寬度ZW和帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)被帶鋼覆蓋的寬度比例ZF計(jì)算出帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)被帶鋼覆蓋的寬度XI，然后通過(guò)帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)被帶鋼覆蓋的寬度X1、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)的寬度ZW、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)測(cè)量傳感器的傳感直徑PW計(jì)算出帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)測(cè)力傳感器被帶鋼覆蓋的寬度X2，最后通過(guò)帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)測(cè)力傳感器被帶鋼覆蓋的寬度X2、帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)測(cè)量傳感器的傳感直徑PW計(jì)算出帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)里測(cè)力傳感器與帶鋼實(shí)際接觸受力面積與該區(qū)總傳感面積的面積占比值C0V_Si。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法，其特征在于:所述步驟三的具體計(jì)算方法為:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于傳感接觸面元占比的帶鋼邊部板形檢測(cè)值補(bǔ)償方法，其特征在于:帶鋼邊緣板形測(cè)量區(qū)被帶鋼覆蓋的寬度比例ZF通過(guò)以下步驟得出:
l_free_os= (w_zone_sum_w_strip) *0.5_strip_shift+d_axial (3),
l_free_ds= (w_zone_sum-w_strip) -l_free_os(4), 式中，l_free_os為板形棍操作側(cè)未被帶鋼覆蓋區(qū)總長(zhǎng)度；l_free_ds為板形棍傳動(dòng)側(cè)未被帶鋼覆蓋區(qū)總長(zhǎng)度；w_zone_sum為所有板形測(cè)量區(qū)寬度之和,等于2*n_s*w_s+n_l*w_I ；n_s為在板形輥每個(gè)邊部設(shè)置的板形測(cè)量區(qū)的數(shù)量;w_s為板形輥邊部每個(gè)板形測(cè)量區(qū)的寬度；n_l為在板形輥中部設(shè)置的板形測(cè)量區(qū)的數(shù)量;w_l為板形輥中部每個(gè)板形測(cè)量區(qū)的寬度；w_strip為帶鋼的寬度；strip_shift為帶鋼中心相對(duì)于機(jī)組中心的偏移量,其中偏向操作側(cè)為正；d_axial為板形輥中心相對(duì)于機(jī)組中心的偏移量，其中偏向操作側(cè)為正；
【文檔編號(hào)】B21B37/28GK103736747SQ201310745225
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】黃杏往, 王勝勇, 盧家斌 申請(qǐng)人:中冶南方（武漢）自動(dòng)化有限公司