一种改善热轧软钢表面质量的控制方法
阅读说明：本技术 一种改善热轧软钢表面质量的控制方法 (Control method for improving surface quality of hot-rolled mild steel ) 是由 余金鹏 盛磊 李仁俊 李美华 葛晓 董刚 于 2020-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种改善热轧软钢表面质量的控制方法,所述方法包括以下步骤：步骤S1、为解决表面划痕问题,对R1立辊和水平辊进行抬高空过处理；步骤S2、为解决R1空过后导致的带钢厚度超限问题,对R2立辊进行连锁空过；步骤S3、为避免R2立辊空过导致带钢减压量不够,对粗轧区域的轧制策略进行调整,并对调整后的策略进行各道次负荷分配参数进行配置。该技术方案通过水平辊空过、立辊首道次空过以及轧制规程调整等方式组合控制,解决了粗轧区域的表面质量问题。(The invention relates to a control method for improving the surface quality of hot-rolled mild steel, which comprises the following steps: step S1, in order to solve the problem of surface scratches, carrying out overhead treatment on the R1 vertical roller and the horizontal roller; s2, in order to solve the problem of the over-limit thickness of the strip steel caused by the R1 empty, the R2 vertical roll is subjected to linkage empty passing; and step S3, in order to avoid insufficient strip steel pressure reduction caused by the empty of the R2 vertical rolls, adjusting the rolling strategy of the rough rolling area, and configuring the load distribution parameters of each pass of the adjusted strategy. According to the technical scheme, the surface quality problem of a rough rolling area is solved by combined control of modes such as horizontal roller idle passing, vertical roller first-pass idle passing, rolling schedule adjustment and the like.)
技术领域
本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种改善热轧软钢表面质量的控制方法，属于 热轧软钢的生产控制技术领域。
背景技术
在轧制软钢时，表面频繁出现问题。主要由于R1工作辊更换周期长，导致在轧制软钢时，容易影响带钢的表面质量，需要R1空过，但R1空过后，板坯进入R2的一道次时， 板坯热膨胀厚度达到250mm以上，与E2立辊的辊型高度相似，容易造成表面有辊印。若 对E2立辊的辊型进行改造，抬高立辊与板坯接触部分高度，又容易造成带坯经过辊子时 拱起，尾部超宽，到达精轧对中不了。为解决此类问题，开发一套软钢轧制的模型控制方 法用于生产。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种改善热轧软钢表面质量的控制方 法，该技术方案通过水平辊空过、立辊首道次空过以及轧制规程调整等方式组合控制，解 决了粗轧区域的表面质量问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种改善热轧软钢表面质量的控制方法， 其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、为解决表面划痕问题，对R1立辊和水平辊进行抬高空过处理；
步骤S2、为解决R1空过后导致的带钢厚度超限问题，对R2立辊进行连锁空过；
步骤S3、为避免R2立辊空过导致带钢减压量不够，对粗轧区域的轧制策略进行调整， 并对调整后的策略进行各道次负荷分配参数进行配置。
作为本发明的一种改进，所述步骤S1对R1立辊和水平辊进行抬高空过处理，具体如 下：
S11、通过梅钢的L3计划下发系统，获取带钢的碳含量等信息，判断带钢的钢种种族， 字段名为family，软钢的碳含量较低，所以一般其钢种种族family为1；
S12、对family为1的带钢，进行R1立辊和水平辊空过设定，字段名为R1_dummy 和E1_dummy，将R1_dummy和E1_dummy分别设为为TRUE，代入后序的模型计算中，完成 R1立辊和水平辊的空过。由于带钢表面软，R1立辊和水平辊长期不换辊，导致带钢表面 划痕较多。且温度不均匀，导致软钢翘头严重，对此问题，唯一的办法就是空过，避开 R1辊子对带钢的影响。
作为本发明的一种改进，步骤S2中，对R2立辊进行连锁空过，具体如下：
S21、通过判断软钢、R1空过以及带钢热膨胀后厚度>水平辊辊限，进行R2立辊首道次空过，R2水平辊不空过；
S22、将R2轧机一道次的立辊、水平辊控制分开，由于R2轧机立辊一道次空过，所以在进行粗轧R2轧机一道次立辊的压下计算时，可直接跳过；
机架各个道次的出侧宽度用下列公式计算：
其中，
立辊的道次出口目标宽度：
W0exit(2i-1)＝W0entry(2i-1)-DW(2i-1)+W0bone(2i-1) (1)；
水平辊道次出口宽度：
W1entry(2i-1)＝W0exit(2i-1) (2)；
W1exit(2i-1)＝W1entry(2i-1)+Wspread(2i-1) (3)；
i＝1,2,3,4
式中，W0entry(2i-1)为立辊入口宽度；W0exit(2i-1)为立辊出口目标宽度；W1entry(2i-1)为水平 辊入口宽度；DW(2i-1)为按宽厚比计算的宽度压下量；Wspread为通过宽展模型计算的自然宽展；Wbone为通过宽展模型计算的狗骨宽展。
在此方法中，R1轧机水平和立辊均空过，所以公式(1)(2)均跳过；而R2轧机首 道次立辊空过，所以公式(1)跳过，其入侧宽度，公式(2)来自于R1轧机的出口宽度， 而R1轧机由于立辊水平辊也是空过，所以入侧宽度直接取带钢的原始热宽尺寸；
S23、对非软钢按照原有模型进行控制。热轧带钢生产时，带钢热膨胀后有达到立辊 辊限的可能性，造成带钢表面划伤，所以需要先进行水平辊的轧制，确保厚度适中再进行 立辊的轧制，所以首道次要设置成空过状态，且要与R1设定连锁。
作为本发明的一种改进，所述步骤S3中对粗轧区域的轧制策略进行调整，并对调整 后的策略进行各道次负荷分配参数进行配置，具体如下：
S31、开辟R2的7道次轧制模型缓存空间，用于存放7个道次的轧制力、立辊压下、宽度设定以及宽展情况；
S32、对R2的7个道次立辊压下量进行分配，首道次为0，同时计算出各道次宽度分配；
S33、对R2的7道次水平辊轧制力进行分配，由于首道次立辊空过，没有狗骨头宽展存在，所以对第一道次的水平辊轧制力略微调小，以免宽展过大。由于R1和R2首道次都 是立辊空过，带钢减宽轧制时，减压量有超限情况，需要重新调整粗轧区域的轧制策略。 前期生产时轧制策略为R1轧制一道次+R2轧制五道次，在本方法中需要采用R1轧制一道 次+R2轧制七道次，这样即使R1和R2首道次立辊空过，后面的立辊轧制五道次，可以有 效的进行减宽轧制。
对调整后的策略进行各道次负荷分配参数进行配置，由于调整为7道次轧制，所以其 轧制力计算、水平压下都要重新进行调整，确保各道次控制合理。分配的主要原则是确保 带钢各道次轧制力不超限、立辊压下分配合理，带钢不起拱。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案只针对热轧软钢生产时R1水平 辊、立辊以及R2首道次立辊空过进行联锁控制，同时将R2轧机的轧制策略由5道次变更为7道次生产，剩下R2的6个道次依然按照原有的方式进行控制，解决了R2首道次立辊 空过后各道次宽度的重新分配问题。在钢铁生产的严重形势下，通过此方案，在没有任何 额外投入的情况下，可有效节约生产成本，具体表现在以下几个方面：1、在不影响带钢 尺寸控制的前提下，确保了软钢的安全顺利生产；2、该方案完全消除了带钢生产时R1 辊面对软钢表面质量的影响，降低了废次降，确保带钢的成品率；3、减少了由于质量问 题导致的增加后序工序问题，节约了后序生产成本；4、此方案实施后，可以延长R1水平 辊、立辊的使用寿命，节约物料成本。
具体实施方式
：
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例做详细的说明。
实施例1：一种改善热轧软钢表面质量的控制方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、为减少R1辊子的划痕和带钢翘头，设置R1立辊和水平辊空过；
在程序逻辑中增加判断逻辑，从梅钢热轧生产情况看，软钢由于特殊轧制需求，钢种 种族分类会有特殊标记，一般软钢的钢种种族分类靠前，放在种族1或2中，所以可通过现场的钢种种族区别出软钢。对软钢生产设置R1立辊和水平辊空过。
实施步骤如下：
S11、通过梅钢的L3计划下发系统，获取带钢的碳含量等信息，判断带钢的钢种种族， 字段名为family，软钢的碳含量较低，所以一般其钢种种族family为1；
S12、对family为1的带钢，进行R1立辊和水平辊空过设定，字段名为R1_dummy 和E1_dummy，将R1_dummy和E1_dummy分别设为为TRUE，代入后序的模型计算中，完成 R1立辊和水平辊的空过。
所述步骤S2、为解决R1空过后导致的带钢厚度超限问题，对R2立辊进行连锁空过。
热轧生产时，由于刚开始的带钢厚度较大，所以水平辊和立辊的轧制力都会分配较大， 避免后面带钢变薄后轧制力偏大导致的带钢起拱。所以R2轧机的首道次立辊轧制力分配 尤为重要，承担着宽度分配主要的压下量。而且，立辊与水平辊一起，不可单独进行控制。 此方法中由于带钢质量的要求，不得不进行立辊的空过，水平辊先轧。此方法从未进行过 尝试，在国内也属于首创。
实施步骤如下：
S21、通过判断软钢、R1空过以及带钢热膨胀后厚度>水平辊辊限，进行R2立辊首道次空过，R2水平辊不空过；
S22、将R2轧机一道次的立辊、水平辊控制分开，由于R2轧机立辊一道次空过，所以在进行粗轧R2轧机一道次立辊的压下计算时，可直接跳过。
机架各个道次的出侧宽度用下列公式计算：
其中，
立辊的道次出口目标宽度：
W0exit(2i-1)＝W0entry(2i-1)-DW(2i-1)+W0bone(2i-1) (1)
水平辊道次出口宽度：
W1entry(2i-1)＝W0exit(2i-1) (2)
W1exit(2i-1)＝W1entry(2i-1)+Wspread(2i-1) (3)
i＝1,2,3,4
式中，W0entry(2i-1)为立辊入口宽度；W0exit(2i-1)为立辊出口目标宽度；W1entry(2i-1)为水平 辊入口宽度；DW(2i-1)为按宽厚比计算的宽度压下量；Wspread为通过宽展模型计算的自然宽展；Wbone为通过宽展模型计算的狗骨宽展。
在此方法中，R1轧机水平和立辊均空过，所以公式(1)(2)均跳过；而R2轧机首 道次立辊空过，所以公式(1)跳过，其入侧宽度，公式(2)来自于R1轧机的出口宽度， 而R1轧机由于立辊水平辊也是空过，所以入侧宽度直接取带钢的原始热宽尺寸；
S23、对非软钢按照原有模型进行控制。
步骤S3、为避免R2立辊空过导致带钢减压量不够，对粗轧区域的轧制策略进行调整。
由于前面单独将R1立辊和水平辊以及R2立辊首道次进行了空过，所以需要对轧制策 略以及轧制力进行重新调整。
S31、开辟R2的7道次轧制模型缓存空间，用于存放7个道次的轧制力、立辊压下、宽度设定以及宽展情况；
S32、对R2的7个道次立辊压下量进行分配，首道次为0，同时计算出各道次宽度分配；
S33、对R2的7道次水平辊轧制力进行分配，由于首道次立辊空过，没有狗骨头宽展存在，所以对第一道次的水平辊轧制力略微调小，以免宽展过大。
通过此方法的R1轧机空过，连锁R2轧机立辊首道次空过以及轧制策略调整等步骤， 有效提升了热轧软钢生产控制的质量及成材率。在梅钢的实际生产中，此方法也发挥了较 好的作用。特别是其中的R1空过连锁R2轧机立辊首道次空过模型的开发，开创了国内热 轧生产的首例。
通过收集2020年1到5月份梅钢热轧软钢生产的试验数据发现，试验阶段，每月 平均生产软钢约2800吨，未发生R1造成的表面质量缺陷缺陷，废次降率从前期未投用的 10％左右降为0，半年产生效益840万元。
应用实施例：
本方法在梅钢热轧1422轧线软钢生产中的应用：
梅钢的软钢生产是通过计划中的出钢记号进行种族分类，一般种族为1的就是软钢， 本方法实施步骤如下：
S1、为减少R1辊子的划痕和带钢翘头，设置R1立辊和水平辊空过
R1是粗轧区域的第一个轧辊，梅钢1422热轧不进行可逆轧制，所以空过设定只需要 进行一个道次的设定即可。为方便修改，可通过外在的配置文件进行设定，设定方法如下：
R1
pass0
sdummy＝true,------------水平辊空过
edummy＝true,------------立辊空过
所述步骤S2、为解决R1空过后导致的带钢厚度超限问题，对R2立辊进行连锁空过。
S21、判断软钢的标志以及带钢热厚，梅钢1422热轧的立辊辊限为250mm，为确保软钢表面质量及保护设备，辊限的正负10mm以内都要使用本方法，所以进行判断
带钢号：9651103600
钢种种族：1
热厚：248.4mm>240mm(辊限)
判断后，进行R2的首道次立辊空过，也是通过外在配置文件进行设定
R2
Pass1
sdummy＝false,------------水平辊不空过
edummy＝true,------------立辊空过
S22、将软钢R2的各种设定计算分开
通过前面的判断，将带钢的一道次水平辊和立辊出口宽度计算重新优化调整，一道次 空过，不进行立辊的宽度压下和立辊出口宽度目标的计算，其他道次以最终的精轧宽度为 标准，对负荷和出口宽度进行相应的调整。
下表1、2、3是软钢生产时常规轧制和本方法轧制的数据对比：
出钢记号
板坯宽度
粗轧目标宽度
精轧宽度
IW9123E1
1251.8
1228.4
1222.2
表1：软钢轧制尺寸
R11水平轧制力
161.8
R23立辊负荷
21.72
R11出口宽度
1258.3
R23水平轧制力
544.44
R21入口宽度
1200.6
R23出口宽度
1226.9
R21立辊负荷
30.01
R24水平轧制力
668.86
R21水平轧制力
285.75
R24出口宽度
1214.9
R21出口宽度
1232.6
R25立辊负荷
21.17
R22水平轧制力
369.39
R25水平轧制力
990.94
R22出口宽度
1239.5
R25出口宽度
1228.1
表2：常规轧制时道次模型控制数据
表3：此方法轧制时道次模型控制数据
通过对比可以看出，常规R2五道次轧制和本方法采用的R2首道次立辊空过7道次轧 制方式，最终控制的宽度分别为表2的R25出口宽度＝1228.1和表2的R27出口宽度 ＝1228.0，偏差在0.5mm以内，热轧轧制时的工艺需求为宽度偏差需控制在2mm以内，满 足了生产的要求，而且从各个道次的负荷分配来看，负荷分配合理，同时从实际的控制效 果来看，消除了软钢表面的划痕，方法实用有效。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础 上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
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