针对热轧卷取温度模型停轧后遗传系数补偿方法

摘要

本发明涉及一种针对热轧卷取温度模型停轧后遗传系数补偿方法，包括：增设停轧补偿模块，监测停轧时间T，确定补偿值，修正各段遗传系数，由模型按修正后遗传系数进行控制。本发明能在轧线停轧时对遗传系数进行适当补偿，当轧线恢复开轧后，可将卷取温度基本控制在公差范围内，从而减少质量损失。

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对热轧卷取温度模型停轧后遗传系数补偿方法，属于 热轧生产技术领域。

背景技术

据申请人了解，层流冷却区是热轧轧后带钢的冷却区域，其主要作用是 通过控制层流冷却喷水阀门，将带钢从某一终轧温度冷却到要求的卷取温度。 由于卷取温度对带钢的性能有很大的影响，因此卷取温度必须控制在一定的 目标卷取温度公差范围内。

现有的热轧卷取温度模型具有自适应学习能力，针对相同钢种、厚度等 级和温度等级的带钢，在经过若干次自适应学习以后，就可以得到基本稳定 的遗传系数，从而可以将卷取温度控制在较高的精度水平上。

然而申请人在生产现场发现，在遗传系数学习稳定后，当轧线出现停机 时，层冷区域的辊道、冷却水都会出现不同程度的温降，从而造成同规格的 带钢在使用同样遗传系数的情况下，由于环境温度变换的差异，使得带钢在 层流冷却区的换热状况发生很大的变化，继而引起卷取温度波动较大、控制 精度下降。

在相同外围条件下，对相同阀门数量下停轧前后的温降过程以现有技术 进行模拟，结果如图1至图3所示，分别为带钢1至3的模拟结果图。

外围条件：

连续轧制时：水温35℃，气温：50℃；

短时停轧时：水温30℃，气温：35℃；

长时停轧时：水温25℃，气温：20℃。

带钢1参数：

钢种号15厚度：4.36mm终轧温度：870℃；

穿带速度：7m/s；

开水阀门：BANK3、4、14全开。

带钢1模拟结果：

连续轧制时：CT628.0℃；

短时停轧时：CT617.7℃；

长时停轧时：CT607.6℃。

带钢2参数：

钢种号2厚度：2.75mm终轧温度：880℃；

穿带速度：11.3m/s；

开水阀门：BANK11开后3组，BANK12、13、14全开。

带钢2模拟结果：

连续轧制时：CT629.6℃；

短时停轧时：CT620.0℃；

长时停轧时：CT610.3℃。

带钢3参数：

钢种号10厚度：14.26mm终轧温度：830℃；

穿带速度：2.2m/s；

开水阀门：BANK3、4、5、14全开。

带钢3模拟结果：

连续轧制时：CT554.5℃；

短时停轧时：CT547.2℃；

长时停轧时：CT540.0℃。

以上结果表明，停轧后水温、环境温度的下降会导致温降增大，连续轧 制与长时停轧的温度偏差在15-20℃左右，这表明原有的遗传系数不再适用。 为了适应当前的工况，模型必定进行自学习，从而造成遗传系数学习方向的 突变，形成恶性循环。目前亟需克服这一技术问题。

申请人经检索发现，专利《一种带钢卷取温度控制方法及其装置》，主要 涉及如何实现自动化控制卷取温度，在控制模型中通过将前馈设置与设定值 进行比较并计算进行补偿，即反馈控制，但反馈控制的模型参数及环境影响 只能针对本块钢有用，不能解决因停轧造成的环境温度骤变带来的卷取温度 模型自适应效果不佳的问题；此外，论文《热轧带钢更换规格卷取温度分析 及其补偿研究》主要是研究更换规格后带钢基本热流密度系数进行补偿从而 改善环境水温对卷取温度模型的影响，通过反馈补偿控制模型并辅以手动参 数调整，从一定程度上增加了温度命中率，但是针对停轧造成的温降影响并 无显著效果。

此外，申请号201310600841.1公布号CN103611734A的中国发明专利申 请（名称：一种层流冷却温度控制方法及系统）通过控制钢板速度和两段阀 门实现钢板冷却的实时控制；申请号201210301754.1公布号CN102794315A 的中国发明专利申请（名称：一种提高带钢全长卷取温度预报精度的自学习 方法）通过设置段间自学习和带钢间自学习，实现对卷取温度更好地控制； 申请号201110447376.3公布号CN102441578A的中国发明专利申请（名称： 提高低温钢卷取温度控制精度的方法）通过增加卷取高温计以及对配置文件 参数的完善来实现对卷取温度更好地控制。这些专利均无法解决如何消除停 轧造成的温降影响的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种针 对热轧卷取温度模型停轧后遗传系数补偿方法，能在轧线停轧时对遗传系数 进行适当补偿，当轧线恢复开轧后，可将卷取温度基本控制在公差范围内， 从而减少质量损失。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

一种针对热轧卷取温度模型停轧后遗传系数补偿方法，热轧卷取温度模 型中设有停轧补偿模块；补偿方法包括以下步骤：

第一步、停轧补偿模块持续检测产线是否停轧，若是则开始计时，并在 恢复生产时停止计时，此时所得计时时间即为停轧时间T；

第二步、将停轧时间T与预设时间T1、T2、T3进行比较，并根据比较结 果确定需补偿的带钢块数n、补偿增益G、补偿衰减A，再结合预设的当前钢 种停轧补偿默认值m计算停轧后的第N块带钢的补偿值b_N，N≤n；

第三步、针对各块带钢，分别用补偿值b_N修正热轧卷取温度模型中原始 的各段遗传系数；

第四步、热轧卷取温度模型按修正后的各段遗传系数计算所需水量及阀 门数，并设定实际阀门；补偿结束。

该方法在模型中增加停轧补偿模块，可判断轧线是否停轧，并根据停轧 时间长短，确定补偿带钢块数以及各带钢的补偿值，然后对各段遗传系数进 行修正，实现补偿目的。

本发明进一步完善的技术方案如下：

优选地，第二步的具体过程如下：

当T≤T1时，n=0，G=1，A=1；当T1＜T≤T2时，n=1，G=0.5，A=1；当 T2＜T≤T3时，n=2，G=1.0，A=0.5；当T＞T3时，n=3，G=2.0，A=0.5；

b_N=G×A^N-1×m，其中N为停轧后的第N块带钢。

更优选地，T1≤15分钟，15分钟＜T2≤30分钟，T3＞30分钟。

优选地，第三步中，带钢为厚度为1.5-6.5mm的薄规格带钢，针对第N 块带钢，以逐步衰减的方式对各段遗传系数进行修正：其中， i为遗传系数段数，Z为遗传系数的最大段数，Xi为第i段的原始遗传系数， Yi为第i段的修正后遗传系数。

更优选地，Z=70。

优选地，第三步中，带钢为厚度为6.5-19mm的厚规格带钢，针对第N块 带钢，以直接全长补偿的方式对各段遗传系数进行修正：其中， i为遗传系数段数，Xi为第i段的原始遗传系数，Yi为第i段的修正后遗传系 数。

与现有技术相比，本发明从停轧时间长短等影响因素着手，通过对遗传 系数进行自动补偿，从而有效、精确地改善了停轧后卷取温度的控制精度。 同时，为解决仅在带钢头部出现的温度控制偏上限或偏下限现象，尤其是针 对薄规格带钢，补偿值不是单纯进行加减，而是将各段遗传系数的补偿值逐 渐衰减，即一块带钢从头到尾的补偿值是不同的，有效减少停轧后带钢出现 的头部温度控制异常。

采用本发明的方法后，可对模型遗传系数进行自适应修正，能将原来停 轧后需要至少3块带钢才能使带钢头部精度达到目标精度的现状，缩短为第 一块带钢就可以达到，从而提高产品的整体卷取温度控制精度，提升产品的 质量水平。

此外，本发明方法是现有模型对遗传系数处理功能的有益补充，不会影 响模型其它功能的使用。

附图说明

图1为背景技术提及的带钢1模拟结果图。

图2为背景技术提及的带钢2模拟结果图。

图3为背景技术提及的带钢3模拟结果图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不 限于所给出的例子。

实施例

本实施例针对热轧卷取温度模型停轧后遗传系数补偿方法，热轧卷取温 度模型中设有停轧补偿模块；补偿方法包括以下步骤：

第一步、停轧补偿模块持续检测产线是否停轧，若是则开始计时，并在 恢复生产时停止计时，此时所得计时时间即为停轧时间T。

第二步、将停轧时间T与预设时间T1、T2、T3进行比较，并根据比较结 果确定需补偿的带钢块数n、补偿增益G、补偿衰减A，再结合预设的当前钢 种停轧补偿默认值m计算停轧后的第N块带钢的补偿值b_N，N≤n。

第二步的具体过程如下：

当T≤T1时，n=0，G=1，A=1；当T1＜T≤T2时，n=1，G=0.5，A=1；当 T2＜T≤T3时，n=2，G=1.0，A=0.5；当T＞T3时，n=3，G=2.0，A=0.5；

b_N=G×A^N-1×m，其中N为停轧后的第N块带钢。

根据申请人的实践研究经验，T1≤15分钟，15分钟＜T2≤30分钟，T3 ＞30分钟。

第三步、针对各块带钢，分别用补偿值b_N修正热轧卷取温度模型中原始 的各段遗传系数；

其中，带钢若为厚度为1.5-6.5mm的薄规格带钢，针对第N块带钢，以 逐步衰减的方式对各段遗传系数进行修正：其中，i为遗传 系数段数，Z为遗传系数的最大段数，Xi为第i段的原始遗传系数，Yi为第i 段的修正后遗传系数。Z=70。

或者，带钢若为厚度为6.5-19mm的厚规格带钢，针对第N块带钢，以直 接全长补偿的方式对各段遗传系数进行修正：其中，i为遗传系 数段数，Xi为第i段的原始遗传系数，Yi为第i段的修正后遗传系数。

第四步、热轧卷取温度模型按修正后的各段遗传系数计算所需水量及阀 门数，并设定实际阀门；补偿结束。

试验案例：

产线因故障停机45分钟，开轧轧制SPHC，2.75×1250mm的带钢，前三 块钢为同品种同规格轧制，具体补偿算法如下：

1、停轧补偿模型根据停轧时间的长短，确定大于T3区间，即需补偿三 块钢。（本案例中，T1=15分钟，T2=25分钟，T3=30分钟）

2、预设的当前钢种停轧补偿默认值m为0.2，计算补偿值b_N=G×A^N-1×m， 这三块钢的补偿值分别为：第一块：补偿值=2.0×0.5⁰×0.2=0.4；第二块： 补偿值=2.0×0.5¹×0.2=0.2；第三块：补偿值=2.0×0.5²×0.2=0.1。

3、根据补偿原则，实际每块钢各段的遗传系数如下表：

结果表明：按上述修正后的各段遗传系数进行卷取温度控制后，可在停 轧后的第1块带钢即将卷取温度基本控制在公差范围内，从而提高产品的整 体卷取温度控制精度，提升产品的质量水平。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等 效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。