一种热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法与流程

1.本发明涉及带钢的热轧技术，更具体地说，涉及一种热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法。


背景技术：

2.对于传统热连轧机，热轧带钢生产是按照生产计划进行组织的，一个生产计划从精轧工作辊上机开始到精轧工作辊下机结束，分为烫辊材、过渡材、主体材三部分，按照计划开始到结束带钢的分布，类似棺型(如图1所示)。
3.之所以按照这种方式生产，主要是由于轧辊在生产过程中会产生磨损，随着轧制块数的增加，轧辊磨损逐渐增加，轧辊磨损形状类似带猫耳形状的槽形(如图2所示)。轧辊磨损会作用到带钢身上，磨损形状会影响带钢断面轮廓形状，其作用大小与磨损槽形宽度和带钢宽度有关，若带钢宽度小于槽形宽度，则只有部分磨损量作用在带钢上；若带钢宽度大于槽形宽度，则带钢宽度超出槽形宽度的部分会造成断面缺陷，表现为边部反翘。缺陷大小与宽度超出部分的大小和磨损深度有关。因此，传统热连轧机需要按照棺形计划生产，宽度从宽到窄，宽带钢产生的磨损不会完全作用到带钢身上。
4.但是，即使是棺形计划，在计划前部的过渡部分，带钢宽度是从窄到宽变化的，这些都会造成边部反翘缺陷的产生(如图3所示)。产生缺陷的带钢在后工序生产时，易造成工序边部增厚问题，最终产品上会出现折皱缺陷。
5.边部反翘和局部高点是热轧断面常见的缺陷形式，局部高点缺陷有诸多应用技术，但是两者的形成机理不同，解决局部高点缺陷的方法完全不适用于边部反翘，一直以来都没有较好的解决方案。目前，对于缺陷的产生，只能通过精轧出口安装的断面测量仪进行检测，当检测存在问题时，缺陷已经发生，只能对产生缺陷的带钢进行降级或当废品处理，降低了产品的正品率。对于后续生产带钢，只能采取换辊或计划限制的方式减少缺陷的持续发生，增加了生产成本。
6.因此，如何方便且提前对边部反翘缺陷的产生进行预警，以及预警后如何有效进行防控是需要解决的关键问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，能够提前对边部反翘缺陷的产生进行预警，同时在预警后采取弯辊力补偿的方法，避免缺陷的发生。
8.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
9.一种热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，包括以下步骤：
10.s1、获取计划与过程数据；
11.s2、计算分机架的边部反翘量；
12.s3、计算精轧出口的边部反翘量；
13.s4、判断是否发生反翘缺陷，若是，则进入步骤s5，若否，则结束；
14.s5、计算反翘量弯辊补偿；
15.s6、输出反翘缺陷控制量。
16.较佳的，所述步骤s1具体为：根据公式(1)计算得到各机架单块钢工作辊磨损深度量wh_ij，单位为μm；
17.根据公式(2)计算得到带钢在工作辊实际位置ws_ij，单位为mm；
[0018][0019]
ws_ij＝width_i/2-shift_ij
ꢀꢀ
(2)
[0020]
上式中，wear_ij表示各机架工作辊磨损量，单位为μm；width_i表示精轧出口带钢宽度，单位为mm；shift_ij表示轧辊窜动位置，单位为mm；i表示带钢轧制顺序号；j表示机架号。
[0021]
较佳的，所述步骤s2具体为：根据公式(3)计算出本块待生产带钢各个机架的边部反翘影响量；
[0022][0023][0024]
上式中，edup_mj表示本块待生产带钢各个机架的边部反翘影响量，单位为μm；fixpos表示边部反翘控制特征值位置，取值25或40，单位为mm；wh_ij表示各机架单块钢工作辊磨损深度量，单位为μm；ws_ij表示带钢在工作辊实际位置，单位为mm；m表示本块待生产带钢轧制顺序号的实际数值。
[0025]
较佳的，所述步骤s3具体为：根据公式(4)计算出本块待生产带钢断面上的边部反翘量stripeu_m；
[0026][0027]
上式中，n表示精轧机组的机架总个数；j表示机架号；inh_j表示与机架相关的反翘遗传影响系数，取值0.1～1.0。
[0028]
较佳的，所述步骤s4具体为：采取与预警阀值g_eu_m比较的方法，本块待生产带钢的预警阀值根据本块待生产带钢的厚度thick_m和硬度hard_m确定。
[0029]
较佳的，预警阀值g_eu_m根据公式(5)计算：
[0030]
g_eu_m＝(-0.04
×
thick_m2+2.05
×
thick_m+8.5)
×
(1-0.05
×
hard_m)
ꢀꢀ
(5)。
[0031]
较佳的，所述步骤s5具体为：当判断反翘缺陷将发生时，使用减小各机架弯辊力的方法来控制反翘缺陷的发生。
[0032]
较佳的，弯辊力的减小量使用公式(6)进行计算：
[0033]
bend_dec_mj＝edup_mj
×
coefbend_m
ꢀꢀ
(6)
[0034]
coefbend_m＝2.53e-6
×
width_m
2-2.53e-3
×
width_m+0.8529
[0035]
上式中，bend_dec_mj表示控制反翘缺陷发生的弯辊减少量，单位为kn；coefbend_m表示本块待生产带钢的反翘弯辊转换系数，取值0.3～5.2。
[0036]
较佳的，所述步骤s6具体为：将各机架的弯辊力计算值bend_mj减去步骤s5中弯辊力的减小量bend_dec_mj，得到新的各机架弯辊力设定计算值bend_new_mj，替换掉原有的弯辊力计算值bend_mj，并将此值下发给基础自动化计算机执行。
[0037]
较佳的，新的各机架弯辊力设定计算值bend_new_mj根据公式(7)进行计算：
[0038]
bend_new_mj＝bend_mj-bend_dec_mj
ꢀꢀ
(7)。
[0039]
本发明所提供的一种热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，利用生产厂现有的检测设备及检测数据，能够在正常生产情况下，在边部反翘缺陷发生前提前预警；同时，本发明方法可及时控制缺陷的发生，保证最终产品质量稳定受控，提升产品的正品率，降低生产成本。
附图说明
[0040]
图1是热轧典型生产计划带钢宽度分布的示意图；
[0041]
图2是热轧精轧工作辊磨损形状的示意图；
[0042]
图3是热轧带钢边部反翘缺陷的示意图；
[0043]
图4是本发明识别与修正方法的流程示意图；
[0044]
图5是本发明中带钢断面实际控制效果的示意图。
具体实施方式
[0045]
为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0046]
结合图4所示，本发明所提供的一种热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，首先从过程控制计算机获取从生产计划开始到本块待生产带钢的宽度、长度、轧制力计算值、窜辊位置数据，分机架计算各个机架出口的边部反翘量，并计算出精轧出口带钢最终的边部反翘量，然后进行缺陷是否发生判别，当判断缺陷将发生时，计算精轧各机架的弯辊补偿量，将弯辊补偿量叠加到过程控制计算机下发给基础自动化的弯辊力设定值上，避免边部反翘缺陷的发生，具体包括以下步骤：
[0047]
s1、获取计划与过程数据；
[0048]
s2、计算分机架的边部反翘量；
[0049]
s3、计算精轧出口的边部反翘量；
[0050]
s4、判断是否发生反翘缺陷，若是，则进入步骤s5，若否，则结束；
[0051]
s5、计算反翘量弯辊补偿；
[0052]
s6、输出反翘缺陷控制量。
[0053]
上述步骤s1具体为：从过程控制计算机获取从生产计划开始到本块待生产带钢，每块带钢的数据集，包括轧制顺序号(i，计划开始第一块序号为0)、精轧出口带钢厚度(thick_i，单位mm)、精轧出口带钢宽度(width_i，单位mm)、带钢硬度(hard_i)、各机架工作辊磨损量(wear_ij，单位μm)、轧辊窜动位置(shift_ij，单位mm)、各机架弯辊力计算值(bend_ij，单位kn)，其中i代表带钢轧制顺序号，j代表机架号。
[0054]
按照公式(1)计算得到各机架单块钢工作辊磨损深度量wh_ij，单位为μm；
[0055]
按照公式(2)计算得到带钢在工作辊实际位置ws_ij，单位为mm；
[0056][0057]
ws_ij＝width_i/2-shift_ij
ꢀꢀ
(2)
[0058]
上式中，wear_ij表示各机架工作辊磨损量，单位为μm；width_i表示精轧出口带钢宽度，单位为mm；shift_ij表示轧辊窜动位置，单位为mm；i表示带钢轧制顺序号；j表示机架号。
[0059]
上述步骤s2具体为：传统热连轧机组精轧机由6～7个机架组成，每个机架都会对带钢断面的边部反翘缺陷造成影响，按照公式(3)计算出本块待生产带钢(轧制顺序号的实际数值为m)各个机架的边部反翘影响量，该影响量通过工作辊磨损深度以及带钢宽度在轧辊上的位置变化情况确定，使用从计划开始到本块待生产带钢所有带钢的信息，所计算的边部反翘影响量是与特征值位置fixpos相关的；
[0060][0061][0062]
上式中，edup_mj表示本块待生产带钢各个机架的边部反翘影响量，单位为μm；fixpos表示边部反翘控制特征值位置，一般取值25或40，单位为mm；wh_ij表示各机架单块钢工作辊磨损深度量，单位为μm；ws_ij表示带钢在工作辊实际位置，单位为mm；m本块待生产的实际数值。
[0063]
上述步骤s3具体为：精轧机组各机架出口的边部反翘情况会继续发生变化，但精轧结束后，精轧出口带钢断面的型状不再发生变化，采用加权平均的方法按照公式(4)计算出本块待生产带钢(轧制顺序号的实际数值为m)断面上的边部反翘量stripeu_m，加权系数即机架相关反翘遗传影响系数inh_j；
[0064][0065]
上式中，n表示精轧机组的机架总个数；j表示机架号；inh_j表示与机架相关的反翘遗传影响系数，取值0.1～1.0。其中精轧出口带钢边部反翘量stripeu反映了随着轧制带钢宽度与轧辊磨损的变化边部反翘的变化情况，其大小能够衡量边部反翘缺陷的程度。
[0066]
上述步骤s4具体为：对边部反翘程度是否会对下工序生产发生影响，即发生反翘缺陷进行判断，若发生缺陷则采取发明步骤5的方法进行控制，否则不采取控制措施。本步骤采取与预警阀值g_eu_m比较的方法，本块待生产带钢的预警阀值根据本块待生产带钢的厚度thick_m和硬度hard_m确定。
[0067]
预警阀值g_eu_m根据公式(5)计算：
[0068]
g_eu_m＝(-0.04
×
thick_m2+2.05
×
thick_m+8.5)
×
(1-0.05
×
hard_m)
ꢀꢀ
(5)。
[0069]
上述步骤s5具体为：当判断反翘缺陷将发生时，使用减小各机架弯辊力的方法来
控制反翘缺陷的发生。
[0070]
弯辊力的减小量使用公式(6)进行计算：
[0071]
bend_dec_mj＝edup_mj
×
coefbend_m
ꢀꢀ
(6)
[0072]
coefbend_m＝2.53e-6
×
width_m
2-2.53e-3
×
width_m+0.8529
[0073]
上式中，bend_dec_mj表示控制反翘缺陷发生的弯辊减少量，单位为kn，为避免风险，弯辊力减少量不大于100kn；coefbend_m表示本块待生产带钢的反翘弯辊转换系数，取值0.3～5.2。
[0074]
上述步骤s6具体为：将各机架的弯辊力计算值bend_mj减去步骤s5中弯辊力的减小量bend_dec_mj，得到新的各机架弯辊力设定计算值bend_new_mj，替换掉原有的弯辊力计算值bend_mj，并将此值下发给基础自动化计算机执行。
[0075]
新的各机架弯辊力设定计算值bend_new_mj根据公式(7)进行计算：
[0076]
bend_new_mj＝bend_mj-bend_dec_mj
ꢀꢀ
(7)。
[0077]
实施例
[0078]
下面以在某热连轧产线(精轧7机架)边部反翘缺陷识别与控制实施例来进一步说明本发明识别与修正方法。具体步骤如下：
[0079]
s1、从过程控制计算机获取从生产计划开始到本块待生产带钢，共计32块带钢的轧制顺序号i、精轧出口带钢厚度thick、精轧出口带钢宽度width、带钢硬度hard、精轧第1到第7机架工作辊磨损量wear_1～wear_7(见表1)、轧辊窜动位置shift_1～shift_7(见表2)、弯辊力计算值bend_1～bend7(见表3)；
[0080]
表1
[0081]
ithickwidthhardwear_1wear_2wear_3wear_4wear_5wear_6wear_704.0111781000000013.51124000.30.411.94.13.62.324.52122200.50.71.93.63.16.84.433.52118100.81.12.85.111.39.56.244.02124201.11.547.116.313.7954.52127301.31.84.88.719.816.71163.82116901.425.39.521.918.412.173.52116201.62.36.21125.421.214.184.52114601.92.67.112.529.124.416.293.52112202.12.97.913.832.226.918103.5292202.33.28.915.536.530.520.5113.5292202.63.59.716.939.933.422.6123.5292202.83.710.518.343.436.324.7132.6293213411.319.74739.326.8143.0591043.34.512.72253.444.430.3153.01104033.64.913.82458.448.433.2164.52106933.85.214.825.662.251.835.8173.52106134.15.515.82765.454.437.5
184.12102834.35.916.828.769.157.739.7193.25124054.56.217.630.172.460.441.7206.23109554.96.71932.477.664.844.7214.49108955.1719.733.680.36746.3223.55103845.47.320.735.183.669.848.3233.55103845.77.82237.388.373.951.1243.55103846.18.323.339.5937853.9253.05114046.58.824.641.897.882.156.6263.55125046.89.326.244.2103.286.859.9273.55125047.29.827.546.4108.190.962.8283.55125047.610.328.948.611395.165.6294.55122747.910.830.350.8117.999.268.4303.53141868.211.231.352.7122.210370.8315.82161058.511.732.654.8127106.973.3
[0082]
表2
[0083]
ishift 1shift 2shift 3shift 4shift 5shift 6shift 70393037312018111-27-71-15-13-20-62-520312012203405557362520404152512500415-10-5-9-18-23-22306-70-42-22-21-20-16377-95-86-44-44-24-14468-95-74-60-56-56-40189-95-57-25-31-30-203510-95-78-42-22-15-115511-95-79-42-25-19-176512-95-87-49-31-25-246113-95-95-95-67-4-56614-75-70-55-4020108215-95-95-95-71-5-136116-73-69-70-5414-75217-38-10-20-204093818-82-43-40-2610-102019-95-95-52-59-9-11420-75-75-20-2515-9-221-39-20301032101522-27103135231930
23-28-22-518562624-32-19-314262325-55-50-40-10-141926-62-46-15-1993527-42-29-4-520121228-65-51-21-17127529-35-35-10-1035201030-35-35-10-1035202031-35-35-1110402520
[0084]
表3
[0085]
ibend 1bend 2bend 3bend 4bend 5bend 6bend 70600928600600600600600160060060060060060060027659506006006006006213691600600600639610950430030030049749349660053004236006006006006006300600600600600600600730060060060060060060083006006006006004545489300600600600688643789103006006006006006006451130060060060060060060012300600600600600600600133003004766006006006001495095095095095095095015300300300300300300300169509509509506606004341795095095095086260060018600600600601300300303193005856005996006006002095095095095068060060121950950950950600644774229507706006786006007272360060055260560160060024600600600600600600600253003003003006006006002659760060059960060057727600600600600600600600
28344600600600600600600297456006006006006006003030049360060060060056831300300300300594569550
[0086]
s2、计算精轧1～7机架的边部反翘量，计算本块待生产带钢(轧制顺序号的实际数值m＝31)，特征值位置fixpos使用40，按照公式(3)计算出7个机架的边部反翘影响量，结果如表4所示；
[0087]
表4
[0088] 机架1机架2机架3机架4机架5机架6机架7edup_310.71.02.94.29.38.36.2
[0089]
s3、根据步骤s2计算结果，按照公式(4)计算本块待生产带钢(轧制顺序号的实际数值m＝31)断面上的边部反翘量stripeu_31，与机架相关的反翘遗传影响系数inh按照表5取值。边部反翘量stripeu_31计算结果为26.1μm；
[0090]
表5
[0091] 机架1机架2机架3机架4机架5机架6机架7inh_310.210.340.500.660.800.921.00
[0092]
s4、首先计算预警阀值，按照步骤s1数据：thick_31为5.82mm，hard_31为5，根据公式(5)计算g_eu_31，结果为14.3μm。按照步骤s3计算的边部反翘量stripeu_31为26.1μm，大于预警阀值g_eu_31，说明将产生边部反翘缺陷，需要采取控制措施；
[0093]
s5、由于触发反翘缺陷预警，需要进行反翘量弯辊补偿。按照步骤s1数据，width_31为1610mm，则使用公式(6)计算的各机架弯辊力减少量，结果如表6所示；
[0094]
表6
[0095] 机架1机架2机架3机架4机架5机架6机架7bend_dec_312.23.39.614.231.127.920.8
[0096]
s6、根据前一步骤计算的弯辊力减少量，用公式(7)计算新的各机架弯辊力设定计算值，替换掉原有的弯辊力计算值，结果如表7所示，并将此值下发给基础自动化计算机执行。从本块钢实际生产情况看，本块钢断面控制正常，未产生边部反翘缺陷，如图5所示。
[0097]
表7
[0098] 机架1机架2机架3机架4机架5机架6机架7bend_31300.0300.0300.0300.0594.0569.0550.0bend_dec_312.23.39.614.231.127.920.8bend_new_31297.8296.7290.4285.8562.9541.1529.2
[0099]
综上所述，本发明热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，用于实现热轧断面反翘缺陷的预警与控制，所述反翘缺陷的预警通过边部反翘量与缺陷发生预警阈值的比较判定得出，当边部反翘量大于缺陷预警阀值时，判定为缺陷将发生，输出预警；若预警产生，则通过反翘缺陷弯辊补偿量，控制反翘缺陷的发生。其中，所述边部反翘量根据生产计划开始到本块待生产带钢的轧辊磨损深度、带钢在轧辊上的位置、反翘特征值位置、机架遗传影响综合确定；所述反翘缺陷弯辊补偿量根据反翘量与弯辊转换系数确定。本发明的一种热轧断
面反翘缺陷的在线识别与控制方法，可在不增加成本的情况下减少边部反翘缺陷的发生，提高产品断面合格率，可广泛用于传统热连轧机组。
[0100]
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

技术特征：
1.一种热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、获取计划与过程数据；s2、计算分机架的边部反翘量；s3、计算精轧出口的边部反翘量；s4、判断是否发生反翘缺陷，若是，则进入步骤s5，若否，则结束；s5、计算反翘量弯辊补偿；s6、输出反翘缺陷控制量。2.根据权利要求1所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：根据公式(1)计算得到各机架单块钢工作辊磨损深度量wh_ij，单位为μm；根据公式(2)计算得到带钢在工作辊实际位置ws_ij，单位为mm；ws_ij＝width_i/2-shift_ij
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(2)上式中，wear_ij表示各机架工作辊磨损量，单位为μm；width_i表示精轧出口带钢宽度，单位为mm；shift_ij表示轧辊窜动位置，单位为mm；i表示带钢轧制顺序号；j表示机架号。3.根据权利要求2所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：根据公式(3)计算出本块待生产带钢各个机架的边部反翘影响量；s2具体为：根据公式(3)计算出本块待生产带钢各个机架的边部反翘影响量；上式中，edup_mj表示本块待生产带钢各个机架的边部反翘影响量，单位为μm；fixpos表示边部反翘控制特征值位置，取值25或40，单位为mm；wh_ij表示各机架单块钢工作辊磨损深度量，单位为μm；ws_ij表示带钢在工作辊实际位置，单位为mm；m表示本块待生产带钢轧制顺序号的实际数值。4.根据权利要求3所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：根据公式(4)计算出本块待生产带钢断面上的边部反翘量stripeu_m；上式中，n表示精轧机组的机架总个数；j表示机架号；inh_j表示与机架相关的反翘遗传影响系数，取值0.1～1.0。5.根据权利要求3所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：采取与预警阀值g_eu_m比较的方法，本块待生产带钢的预警阀值根据本块待生产带钢的厚度thick_m和硬度hard_m确定。6.根据权利要求5所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，预警阀值
g_eu_m根据公式(5)计算：g_eu_m＝(-0.04
×
thick_m2+2.05
×
thick_m+8.5)
×
(1-0.05
×
hard_m) (5)。7.根据权利要求3所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，所述步骤s5具体为：当判断反翘缺陷将发生时，使用减小各机架弯辊力的方法来控制反翘缺陷的发生。8.根据权利要求7所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，弯辊力的减小量使用公式(6)进行计算：bend_dec_mj＝edup_mj
×
coefbend_m
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(6)coefbend_m＝2.53e-6
×
width_m
2-2.53e-3
×
width_m+0.8529上式中，bend_dec_mj表示控制反翘缺陷发生的弯辊减少量，单位为kn；coefbend_m表示本块待生产带钢的反翘弯辊转换系数，取值0.3～5.2。9.根据权利要求8所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，所述步骤s6具体为：将各机架的弯辊力计算值bend_mj减去步骤s5中弯辊力的减小量bend_dec_mj，得到新的各机架弯辊力设定计算值bend_new_mj，替换掉原有的弯辊力计算值bend_mj，并将此值下发给基础自动化计算机执行。10.根据权利要求9所述的热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，其特征在于，新的各机架弯辊力设定计算值bend_new_mj根据公式(7)进行计算：bend_new_mj＝bend_mj-bend_dec_mj
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(7)。

技术总结
本发明公开了一种热轧断面反翘缺陷的识别与修正方法，包括以下步骤：S1、获取计划与过程数据；S2、计算分机架的边部反翘量；S3、计算精轧出口的边部反翘量；S4、判断是否发生反翘缺陷，若是，则进入步骤S5，若否，则结束；S5、计算反翘量弯辊补偿；S6、输出反翘缺陷控制量。本发明能够提前对边部反翘缺陷的产生进行预警，同时在预警后采取弯辊力补偿的方法，避免缺陷的发生。的发生。的发生。


技术研发人员：巴力颖 朱海华 张贺咏
受保护的技术使用者：宝山钢铁股份有限公司
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2023/8/31