提高轧制节奏的可逆式单机架四辊粗轧机的负荷分配方法

摘要

本发明提供了一种提高轧制节奏的可逆式单机架四辊粗轧机负荷分配方法，包括以下步骤：将单个牌号钢种按板坯宽度及粗轧总轧制道次数划分层别，存取粗轧设定计算参数，构建粗轧负荷分配模型；根据粗轧道次设置各粗轧道次穿带速度限幅值，其中，第1道次的穿带速度限幅值为2.5m/s，最后道次的穿带速度限幅值为4.5m/s，相邻道次的穿带速度限幅值之差不超过1m/s；提供待处理牌号钢种，结合所述粗轧负荷分配模型的数据，调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值，使其满足：当所述钢种的轧制速度低于穿带速度限幅值时，保持穿带速度与轧制速度一致；当所述钢种的轧制速度高于穿带速度限幅值时，穿带速度设定为限幅值；同时，粗轧电机电流未过载及粗轧机不打滑的情况下，单道次实际轧制速度达到最大轧制速度。

说明书

技术领域

本发明属于轧制技术领域，尤其涉及一种提高轧制节奏的可逆式单机架四辊粗轧机的负荷分配方法。

背景技术

目前，对于只有一台四辊可逆式粗轧机的热连轧生产线，粗轧机的轧制节奏成为制约整条生产线轧制节奏提升的瓶颈。影响粗轧机轧制节奏的主要因素为总轧制道次数、各道次穿带速度与轧制速度、以及各道次的压下率。现有粗轧模型仅根据钢种族来存取模型设定，计算所需的穿带速度与轧制速度限幅值、压下分配策略值。由于划分钢种族的原则是将工艺路线相近的牌号钢种归为一个层别，以便提高计算效率，导致一个钢种族包含多个牌号钢种，同一钢种族内不同牌号钢种的轧制工艺路线不可能完全一致，且没有考虑板坯宽度，为了保障设备安全，同一钢种族以实际电流负荷最大的牌号钢种设定速度及压下分配限幅值，导致其它牌号钢种的负荷利用率较低、穿带速度及轧制速度受限制无法提升，极大地制约了粗轧轧制节奏的提升，影响整条热连轧生产线的产量。因此，针对可逆式单机架四辊粗轧机，研发一种能够提高轧制节奏的负荷分配方法，显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高轧制节奏的可逆式单机架四辊粗轧机的负荷分配方法，旨在解决现有的粗轧机轧制效率低的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种可逆式单机架四辊粗轧机的负荷分配方法，包括以下步骤：

将单个牌号钢种按板坯宽度及粗轧总轧制道次数划分层别，存取粗轧设定计算参数，构建粗轧负荷分配模型；

根据粗轧道次设置各粗轧道次穿带速度限幅值，其中，第1道次的穿带速度限幅值为2.5m/s，最后道次的穿带速度限幅值为4.5m/s，相邻道次的穿带速度限幅值之差不超过1m/s；

提供待处理牌号钢种，结合所述粗轧负荷分配模型的数据，调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值，使其满足：当所述钢种的轧制速度低于穿带速度限幅值时，保持穿带速度与轧制速度一致；当所述钢种的轧制速度高于穿带速度限幅值时，穿带速度设定为限幅值；同时，粗轧电机电流未过载及粗轧机不打滑的情况下，单道次实际轧制速度达到最大轧制速度。

优选的，所述粗轧道次为5道次，且5道次的穿带速度限幅值为：从第1道次到第5道次，穿带速度限幅值分别为：2.5m/s、3.0m/s、3.5m/s、3.5m/s、4.5m/s。

优选的，所述粗轧道次为7道次，且7道次的穿带速度限幅值为：从第1道次到第7道次，穿带速度限幅值分别为：2.5m/s、3.0m/s、3.5m/s、3.5m/s、4.5m/s、3.5m/s、4.5m/s。

优选的，调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值的步骤包括：设定粗轧电机电流过载系数峰值为1.15、以及保证粗轧机不打滑，针对不同牌号钢种与宽度断面的板坯，根据各道次所述穿带速度限幅值提高单道次的轧制速度，匹配极限轧制速度。

优选的，提高单道次的轧制速度的步骤中，穿带速度与轧制速度每次的最大调整幅度单独为0.25m/s。

优选的，调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值的步骤包括：

当所述粗轧道次为5道次，且粗轧单道次的轧制速度达到给定限幅值、电流过载系数不超过1.15时，增大前3道次的绝对压下量，直至达到单道次最大绝对压下量，其中，所述给定限幅值为5.4～6m/s；

当所述粗轧道次为7道次，且粗轧单道次的轧制速度达到给定限幅值、电流过载系数不超过1.15时，增大后3道次的绝对压下量，直至达到单道次最大绝对压下量，其中，所述给定限幅值为5.4～6m/s。

优选的，所述绝对压下量的调整幅度小于等于2mm。

优选的，所述粗轧设定计算参数包括速度限幅值、压下分配。

本发明提供的可逆式单机架四辊粗轧机的负荷分配方法，先针对不同牌号钢种、板坯宽度及粗轧总轧制道次数划分层别，构建粗轧负荷分配模型，并设定各粗轧道次穿带速度限幅值，进而基于所述粗轧负荷分配模型的数据以及轧制速度限幅值，将待处理的钢种的轧制速度进行调整，在保证粗轧机设备安全及满足工艺要求的前提下，提高了粗轧机生产不同钢种与宽度断面中间坯时各道次的负荷利用率。通过优化各道次的穿带速度、轧制速度及压下率，可缩短粗轧轧制时间约12秒以上，从而提升粗轧轧制节奏，具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例以热连轧生产线中配置的可逆式单机架四辊粗轧机为对象，基于对粗轧模型负荷分配策略的研究，提出了一种提高轧制节奏的可逆式单机架四辊粗轧机负荷分配方法。具体的，

一种可逆式单机架四辊粗轧机的负荷分配方法，包括以下步骤：

S01.将单个牌号钢种按板坯宽度及粗轧总轧制道次数划分层别，存取粗轧设定计算参数，构建粗轧负荷分配模型；

S02.根据粗轧道次设置各粗轧道次穿带速度限幅值，其中，第1道次的穿带速度限幅值为2.5m/s，最后道次的穿带速度限幅值为4.5m/s，相邻道次的穿带速度限幅值之差不超过1m/s；

S03.提供待处理牌号钢种，结合所述粗轧负荷分配模型的数据，调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值，使其满足：当所述钢种的轧制速度低于穿带速度限幅值时，保持穿带速度与轧制速度一致；当所述钢种的轧制速度高于穿带速度限幅值时，穿带速度设定为限幅值；同时，粗轧电机电流未过载及粗轧机不打滑的情况下，单道次实际轧制速度达到最大轧制速度。

本发明实施例提供的可逆式单机架四辊粗轧机的负荷分配方法，先针对不同牌号钢种、板坯宽度及粗轧总轧制道次数划分层别，构建粗轧负荷分配模型，并设定各粗轧道次穿带速度限幅值，进而基于所述粗轧负荷分配模型的数据以及轧制速度限幅值，将待处理的钢种的轧制速度进行调整，在保证粗轧机设备安全及满足工艺要求的前提下，提高了粗轧机生产不同钢种与宽度断面中间坯时各道次的负荷利用率。通过优化各道次的穿带速度、轧制速度及压下率，可缩短粗轧轧制时间约12秒以上，从而提升粗轧轧制节奏，具有良好的经济效益和社会效益。

具体的，上述步骤S01中，根据生产线以及产品大纲范围，将各个牌号钢种按照按板坯宽度及粗轧总轧制道次数划分层别，收集并存取粗轧设定计算参数，构建各个牌号钢种的粗轧负荷分配模型。其中，产品大纲范围不仅包括目前已有的产品，也包括计划开发的新产品。粗轧总轧制道次数包括5道次和7道次两种方式，根据具体的钢种类型进行选择。优选的，为了便于满足不同的产品要求(可能会涉及5道次，也可能会涉及7道次)，所有牌号钢种均录入5道次和7道次轧制设定计算参数。由于进行7道次处理时，前5道次的轧制参数倾向于相同，更优选采用7道次轧制设定牌号钢种的计算参数。

具体的，所述粗轧设定计算参数包括速度限幅值及压下分配。

本发明实施例中，钢种族细分为钢种牌号。针对粗轧负荷分配模型，优化调整其策略配置参数索引层别号的条件，确保一个具体钢种牌号对应一个钢种族，按实际生产的板坯宽度集中度及频次，合理划分宽度区间，这样可以针对不同工艺路线要求的钢种及宽度断面板坯，设定不同的粗轧负荷分配策略。

作为一个具体优选实施例，按钢种牌号个数分为500档，按板坯宽度分为10档，按总轧制道次数分为7档，总的层别记录个数为7*500*10＝35000，录入存取模型计算所需的负荷分配策略参数，包括但不限于速度限幅值、压下分配。

上述步骤S02中，根据粗轧道次设置各粗轧道次穿带速度限幅值，其中，第1道次的穿带速度限幅值为2.5m/s，最后道次的穿带速度限幅值为4.5m/s，相邻道次的穿带速度限幅值之差不超过1m/s。上述各粗轧道次穿带速度限幅值，不仅能够满足粗轧机设备能力及轧制工艺要求，而且可以最大程度发挥粗轧机设备效能。

在生产实践中，根据来料板坯尺寸情况、粗轧机设备能力及轧制工艺要求，绝大多数情况下，粗轧工序只有5道次或7道次两种压下分配类型。

作为一种优选实施情形，所述粗轧道次为5道次，且5道次的穿带速度限幅值为：从第1道次到第5道次，穿带速度限幅值分别为：2.5m/s、3.0m/s、3.5m/s、3.5m/s、4.5m/s。

作为另一种优选实施情形，所述粗轧道次为7道次，且7道次的穿带速度限幅值为：从第1道次到第7道次，穿带速度限幅值分别为：2.5m/s、3.0m/s、3.5m/s、3.5m/s、4.5m/s、3.5m/s、4.5m/s。

按照上述穿带速度限幅值设定的粗轧道次进行粗轧处理时，不仅能够满足粗轧机设备能力及轧制工艺要求，而且可以最大程度发挥粗轧机设备效能。

上述步骤S03中，提供待处理牌号钢种，具体提供待处理钢材原料。结合所述粗轧负荷分配模型的数据，调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值，提高粗轧各道次的穿带速度。具体的，当所述钢种的轧制速度低于穿带速度限幅值时，保持穿带速度与轧制速度一致；当所述钢种的轧制速度高于穿带速度限幅值时，穿带速度设定为穿带速度限幅值；同时，粗轧电机电流未过载及粗轧机不打滑的情况下，单道次实际轧制速度达到最大轧制速度。

作为一种调整方式，优选的，调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值的步骤包括：设定粗轧电机电流过载系数峰值为1.15、以及保证粗轧机不打滑，针对不同牌号钢种与宽度断面的板坯，根据各道次所述穿带速度限幅值提高单道次的轧制速度，匹配极限轧制速度。此处，所指的匹配极限轧制速度，为匹配满足设备能力与工艺要求的极限轧制速度。

进一步优选的，提高单道次的轧制速度的步骤中，穿带速度与轧制速度每次的最大调整幅度单独为0.25m/s。轧制速度的调整幅度不易过小或过大，若轧制速度的调整幅度过小，则影响调整效率、减缓优化进程，优选的，穿带速度与轧制速度每次的调整幅度大于0.1m/s。若轧制速度的调整幅度过大，导致设备功能与速度不匹配，进而影响轧制节奏，甚至破坏轧制设备。

作为一种调整方式，优选的，调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值的步骤分为两种情形。

作为第一种情形，当所述粗轧道次为5道次，且粗轧单道次的轧制速度达到给定限幅值、电流过载系数不超过1.15时，增大前3道次的绝对压下量，直至达到单道次最大绝对压下量，其中，所述给定限幅值为5.4～6m/s，在此范围内，根据粗轧机工作辊直径进行调整，轧机工作辊直径越大，给定限幅值速度越大。由此，可以释放后道次的电流负荷，以提高后道次的轧制速度。

作为第二种情形，当所述粗轧道次为7道次，且粗轧单道次的轧制速度达到给定限幅值、电流过载系数不超过1.15时，增大后3道次的绝对压下量，直至达到单道次最大绝对压下量，其中，所述给定限幅值为5.4～6m/，在此范围内，根据粗轧机工作辊直径进行调整，轧机工作辊直径越大，给定限幅值速度越大。此处，所指的达到单道次最大绝对压下量，为达到设备能力与工艺要求的单道次最大绝对压下量。由此，可以减小前道次的压下量，从而缩短板坯长度，以便减少前道次在低速轧制条件下的运行时间。

在上述两种实施情形中，优选的，所述绝对压下量的调整幅度小于等于2mm。

在上述实施例的基础上，粗轧电机电流未过载及粗轧机不打滑的情况下，单道次实际轧制速度达到最大轧制速度。此处，所指的最大轧制速度是在设备允许的最大轧制速度。

通过这种方式调整单个牌号钢种的穿带速度及轧制速度限幅值，可以大幅度提高轧制节奏，从而提高生产效率。

下面结合具体实施例进行说明。

一种2250热连轧生产线可逆式单机架四辊粗轧机提高轧制节奏的负荷分配方法，包括以下步骤：

按钢种牌号个数分为500档，按板坯宽度分为10档，按总轧制道次数分为7档，总的层别记录个数为7*500*10＝35000。用于存取模型计算所需的速度限幅值、压下分配等负荷分配策略参数值。

根据设备能力，对于所有钢种及宽度规格板坯，设定粗轧1～7道次的穿带速度限幅值分别为2.5m/s、3.0m/s、3.5m/s、3.5m/s、4.5m/s、3.5m/s、4.5m/s；针对不同产品规格，在负荷分配轧制策略表中对穿带速度及轧制速度限幅值进行调整：轧制速度低于穿带速度限幅值时保持穿带速度与轧制速度一致，轧制速度高于穿带速度限幅值时穿带速度设定为限幅值；粗轧电机电流未过载及粗轧机不打滑的情况下，单道次实际轧制速度达到设备能力与工艺要求的极限轧制速度。

在保证粗轧电机电流过载系数不超过1.15及不打滑的前提下，针对不同钢种牌号与宽度断面的板坯，通过增大粗轧轧制策略表中所有道次的轧制速度限幅值来提高轧制速度，直至达到设备能力与工艺要求的极限轧制速度。调试时穿带速度与轧制速度每次的最大调整幅度为0.25m/s。

粗轧单道次的轧制速度达到给定限幅值且电流过载系数不超过1.15时，若该道次属于5道次轧制的前3道次或属于7道次轧制的后3道次，则增大该道次的绝对压下量，直到达到设备能力及工艺要求的单道次最大绝对压下量。调试时各道次绝对压下量的最大调整幅度为2mm。

实施例1、对比例1

钢种标注为钢种A，来料板坯尺寸为230mm×1300mm×9900mm、中间坯尺寸为41.7mm×1260mm×59m，总轧制道次数为5。

对比例1中，方案实施前粗轧轧制时间为101秒，表1为对比例1的轧制参数表。

实施例1中，将前4道次穿带速度提高至限幅值附近、各道次轧制速度根据设备能力及工艺要求逐步提高至最大值附近，表2为方案实施后的轧制参数表，粗轧轧制时间降低了16秒。

实施例2、对比例2

钢种标注为钢种B，来料板坯尺寸为230mm×1300mm×9900mm、中间坯尺寸为46mm×1270mm×53m，总轧制道次数为7。

对比例2中，方案实施前粗轧轧制时间为110秒，表3为对比例2的轧制参数表。

实施例2中，将前3道次穿带速度提高至限幅值附近、各道次轧制速度根据设备能力及工艺要求逐步提高至最大值附近，表4为方案实施后的轧制参数表，粗轧轧制时间降低了14秒。

实施例3、对比例3

钢种标注为钢种C，来料板坯尺寸为230mm×1300mm×9900mm、中间坯尺寸为42mm×1276mm×56m，总轧制道次数为5。

对比例3中，方案实施前粗轧轧制时间为63秒，表5为对比例3的轧制参数表。

实施例3中，将前2道次穿带速度提高至限幅值附近、各道次轧制速度根据设备能力及工艺要求逐步提高至最大值附近，表6为方案实施后的轧制参数表，粗轧轧制时间降低了7秒。

表1

表2

表3

表4

表5

表6

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。