一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法
阅读说明：本技术 一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法 (Correction method for flatness defect of finish rolling outlet strip steel ) 是由 巴力颖 孙业中 张贺咏 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法,用于修正与准确化平直度缺陷数据,包括：数据检测与曲线拟合；并沿带钢宽度方向确定典型位置,并根据拟合函数确定各典型位置的平直度；根据各典型位置的平直度确定边部错误判别的判别系数；根据各典型位置平直度、判别系数以及精轧出口测宽仪跑偏量三者确定与生成错误类型；根据错误类型进行各个时刻的错误情形判定,根据判定结果建立各自的修正处理,基于不同的修正处理完成带钢修正后的平直度缺陷数据的输出；本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法,通过上述形成刨去平直度缺陷中的带钢跑偏影响以及边部激光装置故障影响后的、更精确的带钢平直度缺陷数据,以提供后续质量检测判别和模型反馈控制用。(A method for correcting flatness defects of finish rolling outlet strip steel is used for correcting and accurately correcting flatness defect data and comprises the following steps: data detection and curve fitting; typical positions are determined along the width direction of the strip steel, and the straightness of each typical position is determined according to a fitting function; determining a judgment coefficient of edge error judgment according to the straightness of each typical position; determining and generating an error type according to the straightness of each typical position, the discrimination coefficient and the deviation of the finish rolling outlet width gauge; judging the error condition at each moment according to the error type, establishing respective correction treatment according to the judgment result, and finishing outputting flatness defect data after strip steel correction based on different correction treatments; according to the correction method for the flatness defect of the strip steel at the finish rolling outlet, more accurate strip steel flatness defect data after strip steel deviation influence and edge laser device fault influence in the flatness defect are planed out are formed, so that follow-up quality detection judgment and model feedback control are provided.)
技术领域
本发明属于带钢的热轧技术领域，具体涉及一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法。
背景技术
带钢平直度是指钢板中部纤维长度与边部纤维长度的相对延伸差(见图1，图1列出了一组共计4种缺陷示意)。
平直度是热轧产品的一项重要指标，平直度缺陷直接影响下游用户的加工使用，通过精轧出口带钢的实测平直度进行反馈控制来减少平直度缺陷的发生，控制效果的好坏直接依赖于平直度检测数据的准确性。因此，热轧带钢平直度的在线精确测量问题，愈来愈受到热轧带钢生产厂家的重视。
现热轧带钢表面平直度检测主要采用激光板形检测仪，其工作原理是激光三角测量法，激光器发射激光照射到带钢表面，使用照相机拍摄被照射带钢表面的漫反射光斑图像，根据光斑图像位置变化所代表的位移转化为带钢变化高度，然后根据测量时间和速度转化为长度，根据高度Δh和长度sΔt转化为钢板测量位置的纤维长度ΔL(见图2)。
由于带钢平直度是指钢板宽度方向纤维长度相对延伸差，所以平直度检测一般沿带钢宽度方向设置7～9个激光发射装置(结构示意图如图3所示)，其中“固定位置激光”照射在带钢宽度中央位置，“可旋转位置激光”根据测量带钢宽度旋转位置使激光照射在带钢宽度边部位置，从而获得带钢宽度方向不同位置的纤维长度，根据宽度位置和纤维长度转化为平直度缺陷检测值，供反馈模型进行自动控制。
但由于热轧带钢属于薄板，带钢在生产过程中易跑偏，这会导致检测过程中宽度位置与理论宽度位置不对应，当跑偏量大时宽度方向最边部位置平直度测量不到，从而影响带钢平直度检测的准确性，进一步影响平直度缺陷的控制。
申请号为2008100398564的发明申请，公开了一种冷轧带钢平直度控制方法，包括平直度前馈控制与平直度反馈控制以及两者之间的协调控制，基于第一机架入口配置的断面仪实时检测热轧来料断面形状，平直度和各个机架实测轧制工艺参数，包括轧制力实测值、板形调节机构实测值，对所有各个机架出口的平直度进行前馈控制，基于在冷轧机出口配置的板形辊实测冷轧带钢的平直度，重点对末机架出口平直度进行反馈控制。
发明内容
为刨去缺陷中的带钢跑偏影响因素以及边部激光装置故障造成的误检测的影响因素，获得更精确的带钢平直度缺陷数据，以提供后续质量检测判别和模型反馈控制用的准确数据，本发明提供了一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其技术方案具体如下：
一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，以用于检测钢板测量位置的纤维长度的激光板形检测仪为依，用于修正与准确化平直度缺陷数据，其特征在于包括如下步骤：
S1：根据激光板形检测仪的检测数据生成沿带钢宽度方向的各个宽度位置的位置数据；
S2：以位置数据为自变量，各个位置的平直度数据为应变量，进行四次曲线拟合；
S3：沿带钢宽度方向确定典型位置，并根据拟合函数确定各典型位置的平直度；
S4：根据各典型位置的平直度确定边部错误判别的判别系数；
S5：根据各典型位置平直度、判别系数以及精轧出口测宽仪跑偏量三者确定与生成错误类型；
S6：根据错误类型进行各个时刻的错误情形判定，若判定结果不属于错误类型，则输出无错误的最终判定；若判定结果属于错误类型，则进入步骤S7；
S7：根据具体的错误类型建立各自的修正处理，并基于不同的修正处理完成带钢修正后的平直度缺陷数据的输出。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
于带钢平直度控制的运算单元开发平直度缺陷修正子单元，
上述步骤S1至S7于平直度缺陷修正子单元内完成；
步骤S6中，当最终判定为无错误时，由平直度缺陷子单元通知带钢平直度控制的运算单元按原有平直度数据进行运算；
步骤S7中，带钢修正后的平直度缺陷数据输出给带钢平直度控制的运算单元，以作为参与带钢平直度控制的运算单元运算的当前平直度数据。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
步骤S2中的曲线拟合基于最小二乘法拟合完成，
拟合函数为：
F＝a4W4+a3W3+a2W2+a1W+a0
其中，
F：平直度，单位IU；
W：对应的宽度位置，单位mm。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
步骤S3中所述的沿带钢宽度方向确定典型位置，具体为：
沿宽度方向由传动侧向工作侧依次确定5个典型位置，分别为W1、W2、W3、W4、W5，
其中，
W1：宽度方向40mm处，
W2：1/4宽度处，
W3：宽度中心处，
W4：3/4宽度处，
W5：带钢宽度减去40mm处。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
步骤S4中所述的根据各典型位置的平直度确定边部错误判别的判别系数，具体为：
Ads＝Fw1/Fw2
Aws＝Fw5/Fw4
其中，
Fw1：W1处的平直度；
Fw2：W2处的平直度；
Fw4：W4处的平直度；
Fw5：W5处的平直度；
Ads：传动侧的边部判别系数；
Aws：工作侧的边部判别系数。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
步骤S5中所述的错误类型包括有第一类型、第二类型、第三类型及第四类型四种，
所述的第一类型为：Fw1≤5&Ads≤GT&Ci≥5；
所述的第二类型为：Fw1≤5&Ads≤GT&Ci＜5；
所述的第三类型为：Fw5≤5&Aws≤GT&Ci≤-5；
所述的第四类型为：Fw5≤5&Aws≤GT&Ci＞-5；
其中，
GT：异常阀值，与带钢厚度相关，取值范围0.05～0.1；
Ci：精轧出口测宽仪第i时刻测量的跑偏量，单位mm。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
基于第一类型的错误进行的修正处理，具体为：
将原先的Wij修正为XWij，并根据修正后的XWij值进行Fw1、Fw2、Fw3、Fw4、Fw5的计算，实现错误数据修正；使用修正后的数据，完成带钢平直度缺陷的对称浪缺陷Bending和非对称浪缺陷Leveling的计算，
所述的将原先的Wij修正为XWij，依据：XWij＝Wij-Ci完成；
所述的Bendingi＝(Fw1+Fw5)/2-Fw3
所述的Levelingi＝Fw1-Fw5；
其中，i：第i时刻；j：从传动侧到工作侧激光发射器照射的位置。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
基于第二类型的错误进行的修正处理，具体为：
此时Fw1为无效，使用Fw2、Fw4替代Fw1，完成带钢平直度缺陷的对称浪缺陷Bending和非对称浪缺陷Leveling的计算，
所述的Bendingi＝2×(Fw2+2×Fw5)/3-2×Fw4；
所述的Levelingi＝(4×Fw5-Fw2)/3-Fw4。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
基于第三类型的错误进行的修正处理，具体为：
将原先的Wij修正为XWij，并根据修正后的XWij值进行Fw1、Fw2、Fw3、Fw4、Fw5的计算，实现错误数据修正；使用修正后的数据，完成带钢平直度缺陷的对称浪缺陷Bending和非对称浪缺陷Leveling的计算，
所述的将原先的Wij修正为XWij，依据：XWij＝Wij+Ci完成；
所述的Bendingi＝(Fw1+Fw5)/2-Fw3
所述的Levelingi＝Fw1-Fw5；
其中，i：第i时刻；j：从传动侧到工作侧激光发射器照射的位置。
根据本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，其特征在于：
基于第四类型的错误进行的修正处理，具体为：
此时Fw5为无效，使用Fw2、Fw4替代Fw5，完成带钢平直度缺陷的对称浪缺陷Bending和非对称浪缺陷Leveling的计算，
所述的Bendingi＝2×(Fw4+2×Fw1)/3-2×Fw2；
所述的Levelingi＝(Fw4-4×Fw1)/3+Fw2
本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，
首先，依据原有的检测钢板测量位置的纤维长度的激光板形检测仪的检测数据，形成当前带钢沿宽度方向的具体位置的标定，并以具体的位置为自变量，对应位置的平直度为应变量，采用最小二乘法四次拟合，形成基于具体位置的对相应平直度的追踪；
其次，设用于定边部错误判别的判别系数，所述判别系数包括传动侧判别系数与操作侧判别系数，沿带钢宽度方向由传动侧向工作侧依次确定典型位置，并根据典型位置的平直度完成相应判别系数的计算；
再次，设定基于各典型位置平直度、判别系数以及精轧出口测宽仪跑偏量三者确定与生成的错误类型；并根据错误类型对当前时刻进行相应的错误判定，作出判定无误还是判定有误的输出；
最后，针对判定有误的情形，根据具体的错误类型分别建立各自的修正处理，根据修正处理完成带钢修正后的平直度缺陷数据的输出；
综述，本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，刨去平直度缺陷中的带钢跑偏影响因素以及边部激光装置故障造成的误检测的影响因素，获得更精确的带钢平直度缺陷数据，以提供后续质量检测判别和模型反馈控制用的准确数据。
附图说明
图1为本发明背景技术部分的平直度缺陷示意图；
图2为本发明背景技术部分的带钢长度方向平直度测量原理示意图；
图3为本发明背景技术部分的带钢宽度方向平直度测量装置结构示意图；
图4为本发明的修正步序图；
图5为本发明中的带钢宽度方向典型位置示意图；
图6为本发明实施例中的检测值与现有技术检测值的比较示意图。
具体实施方式
下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法作进一步具体说明。
一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，以用于检测钢板测量位置的纤维长度的激光板形检测仪为依，用于修正与准确化平直度缺陷数据，如图4所示，包括如下步骤：
S1：根据激光板形检测仪的检测数据生成沿带钢宽度方向的各个宽度位置的位置数据；
S2：以位置数据为自变量，各个位置的平直度数据为应变量，进行四次曲线拟合；
S3：沿带钢宽度方向确定典型位置，并根据拟合函数确定各典型位置的平直度；
S4：根据各典型位置的平直度确定边部错误判别的判别系数；
S5：根据各典型位置平直度、判别系数以及精轧出口测宽仪跑偏量三者确定与生成错误类型；
S6：根据错误类型进行各个时刻的错误情形判定，若判定结果不属于错误类型，则输出无错误的最终判定；若判定结果属于错误类型，则进入步骤S7；
S7：根据具体的错误类型建立各自的修正处理，并基于不同的修正处理完成带钢修正后的平直度缺陷数据的输出。
其中，
于带钢平直度控制的运算单元开发平直度缺陷修正子单元，
上述步骤S1至S7于平直度缺陷修正子单元内完成；
步骤S6中，当最终判定为无错误时，由平直度缺陷子单元通知带钢平直度控制的运算单元按原有平直度数据进行运算；
步骤S7中，带钢修正后的平直度缺陷数据输出给带钢平直度控制的运算单元，以作为参与带钢平直度控制的运算单元运算的当前平直度数据，该部分用于与现有平直度控制的结合。
其中，
步骤S2中的曲线拟合基于最小二乘法拟合完成，
拟合函数为：
F＝a4W4+a3W3+a2W2+a1W+a0
其中，
F：平直度，单位IU；
W：对应的宽度位置，单位mm。
其中，
步骤S3中所述的沿带钢宽度方向确定典型位置，具体为：
沿宽度方向由传动侧向工作侧依次确定5个典型位置，分别为W1、W2、W3、W4、W5，
其中，
W1：宽度方向40mm处，
W2：1/4宽度处，
W3：宽度中心处，
W4：3/4宽度处，
W5：带钢宽度减去40mm处。
其中，
步骤S4中所述的根据各典型位置的平直度确定边部错误判别的判别系数，具体为：
Ads＝Fw1/Fw2
Aws＝Fw5/Fw4
其中，
Fw1：W1处的平直度；
Fw2：W2处的平直度；
Fw4：W4处的平直度；
Fw5：W5处的平直度；
Ads：传动侧的边部判别系数；
Aws：工作侧的边部判别系数。
其中，
步骤S5中所述的错误类型包括有第一类型、第二类型、第三类型及第四类型四种，
所述的第一类型为：Fw1≤5&Ads≤GT&Ci≥5；
所述的第二类型为：Fw1≤5&Ads≤GT&Ci＜5；
所述的第三类型为：Fw5≤5&Aws≤GT&Ci≤-5；
所述的第四类型为：Fw5≤5&Aws≤GT&Ci＞-5；
其中，
GT：异常阀值，与带钢厚度相关，取值范围0.05～0.1；
Ci：精轧出口测宽仪第i时刻测量的跑偏量，单位mm。
其中，
基于第一类型的错误进行的修正处理，具体为：
将原先的Wij修正为XWij，并根据修正后的XWij值进行Fw1、Fw2、Fw3、Fw4、Fw5的计算，实现错误数据修正；使用修正后的数据，完成带钢平直度缺陷的对称浪缺陷Bending和非对称浪缺陷Leveling的计算，
所述的将原先的Wij修正为XWij，依据：XWij＝Wij-Ci完成；
所述的Bendingi＝(Fw1+Fw5)/2-Fw3
所述的Levelingi＝Fw1-Fw5；
其中，i：第i时刻；j：从传动侧到工作侧激光发射器照射的位置。
其中，
基于第二类型的错误进行的修正处理，具体为：
此时Fw1为无效，使用Fw2、Fw4替代Fw1，完成带钢平直度缺陷的对称浪缺陷Bending和非对称浪缺陷Leveling的计算，
所述的Bendingi＝2×(Fw2+2×Fw5)/3-2×Fw4；
所述的Levelingi＝(4×Fw5-Fw2)/3-Fw4。
其中，
基于第三类型的错误进行的修正处理，具体为：
将原先的Wij修正为XWij，并根据修正后的XWij值进行Fw1、Fw2、Fw3、Fw4、Fw5的计算，实现错误数据修正；使用修正后的数据，完成带钢平直度缺陷的对称浪缺陷Bending和非对称浪缺陷Leveling的计算，
所述的将原先的Wij修正为XWij，依据：XWij＝Wij+Ci完成；
所述的Bendingi＝(Fw1+Fw5)/2-Fw3
所述的Levelingi＝Fw1-Fw5；
其中，i：第i时刻；j：从传动侧到工作侧激光发射器照射的位置。
其中，
基于第四类型的错误进行的修正处理，具体为：
此时Fw5为无效，使用Fw2、Fw4替代Fw5，完成带钢平直度缺陷的对称浪缺陷Bending和非对称浪缺陷Leveling的计算，
所述的Bendingi＝2×(Fw4+2×Fw1)/3-2×Fw2；
所述的Levelingi＝(Fw4-4×Fw1)/3+Fw2。
实施例
下面以在某热连轧产线精轧出口平直度检测实施例来进一步说明上述方法。
实施例带钢规格为厚度2.73mm，宽度1062mm。
1)获取检测时刻点1时候的沿宽度方向各个位置的平直度数据Fij(单位IU)和对应的宽度位置Wij(单位mm)，数据如下表所示。
W<sub>ij</sub>
40
140
431
531
631
922
1022
F<sub>ij</sub>
44.10
44.13
17.55
9.42
4.41
2.89
0.17
2)使用最小二乘法以Wij为自变量、Fij为应变量进行四次曲线拟合，拟合结果如下：
F＝-4.474E-9W4+1.041E-5W3-7.408E-3W2+1.075W+4.042E2
3)按照步骤2拟合结果，计算宽度方向5个典型位置的平直度数据Fw1、Fw2、Fw3、Fw4、Fw5，结果如下表所示。
F<sub>w1</sub>
F<sub>w2</sub>
F<sub>w3</sub>
F<sub>w4</sub>
F<sub>w5</sub>
44.10
32.48
9.42
2.46
0.17
4)按照公式Ads＝Fw1/Fw2和Aws＝Fw5/Fw4计算判别系数，Ads结果为1.36、Aws结果为0.069。
5)通过典型位置平直度数据、判别系数和精轧出口测宽仪跑偏量综合判别错误类型Error的取值。本实施例精轧出口测宽仪跑偏量Ci为5mm，厚度2.73mm对应的异常阀值GT为0.075，按照错误类型判别式：1、Fw1≤5&Ads≤GT&Ci≥5；2、Fw1≤5&Ads≤GT&Ci＜5；3、Fw5≤5&Aws≤GT&Ci≤-5；4、Fw5≤5&Aws≤GT&Ci＞-5判别出错误类型Error取值为4，即为上述列出的第4种错误类型。
6)按照发明步骤6，错误类型Error的取值为4时，按照公式Bendingi＝2×(Fw4+2×Fw1)/3-2×Fw2和Levelingi＝(Fw4-4×Fw1)/3+Fw2计算带钢平直度缺陷真实数据，则此时刻对称浪缺陷Bending真实检测值为中浪缺陷-4.5IU、非对称浪缺陷Leveling真实检测值为-25.5IU。
按照同样步骤，将该块带钢头部第1点到第40点检测数据进行处理，本发明输出的真实检测值和原有技术比较结果见图6。从二者比较结果看，原有技术认为存在对称浪中浪缺陷，而本发明检测认定为对称浪边浪缺陷。
为检测本发明的有效性，对该块带钢开卷对应检测位置进行人工实际测量。结果为对称浪边浪缺陷，说明本发明检测缺陷类型正确，而原技术检测结果错误。从实测缺陷大小比较，实测浪高15mm对应平直度缺陷55.5IU，本发明对应位置输出检测值为56.1IU，说明本发明的检测值是真实的。
本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，
首先，依据原有的检测钢板测量位置的纤维长度的激光板形检测仪的检测数据，形成当前带钢沿宽度方向的具体位置的标定，并以具体的位置为自变量，对应位置的平直度为应变量，采用最小二乘法四次拟合，形成基于具体位置的对相应平直度的追踪；
其次，设用于定边部错误判别的判别系数，所述判别系数包括传动侧判别系数与操作侧判别系数，沿带钢宽度方向由传动侧向工作侧依次确定典型位置，并根据典型位置的平直度完成相应判别系数的计算；
再次，设定基于各典型位置平直度、判别系数以及精轧出口测宽仪跑偏量三者确定与生成的错误类型；并根据错误类型对当前时刻进行相应的错误判定，作出判定无误还是判定有误的输出；
最后，针对判定有误的情形，根据具体的错误类型分别建立各自的修正处理，根据修正处理完成带钢修正后的平直度缺陷数据的输出；
综述，本发明的一种精轧出口带钢平直度缺陷的修正方法，刨去平直度缺陷中的带钢跑偏影响因素以及边部激光装置故障造成的误检测的影响因素，获得更精确的带钢平直度缺陷数据，以提供后续质量检测判别和模型反馈控制用的准确数据。