一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，根據上工序（板坯加熱爐）傳來的板坯全長出爐溫度實際值，結合板坯的不同規(guī)格、鋼種特性以及成品要求和軋制道次等不同條件，采用板坯運行時間的表格經驗值對粗軋板坯的頭部、中間、尾部運行時間分別給出預測，并據此進行板坯頭部、中間、尾部的空冷溫降計算和設定計算。在軋制完成后，根據板坯的實際運行時間，對板坯運行時間表格值進行自學習修正，從而確保粗軋板坯頭部、中間、尾部溫度的精確控制。
【專利說明】一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金熱軋控制領域，尤其是，本發(fā)明屬于熱軋過程中的帶鋼板坯的溫度控制領域，具體地，本發(fā)明涉及一種基于熱軋可逆道次軋制時(帶鋼)板坯溫度的轉換方法。
【背景技術】
[0002]熱連軋機的粗軋機組通常都采用單機架或雙機架的可逆軋機配置形式。對于可逆機架來說，板坯的往復軋制意味著板坯頭尾的交替進鋼。隨著往復軋制道次的增加，板坯也變得越來越長，頭尾的空冷時間也由此變大，從而導致頭尾溫度差不斷加劇。
[0003]從圖1可知，隨著軋制過程的延續(xù)，軋制道次不斷累加，板坯的頭部入側溫度與尾部入側溫度的差也不斷增加，最后一道次的板坯的頭部入側溫度與尾部入側溫度差達到35.6。。。
[0004]由于帶鋼的進鋼溫度直接關系到軋制工藝參數的設定，進而影響到軋制的穩(wěn)定性和產品的性能質量，板坯的頭尾溫度變化已成為一個不可忽視的因素。為此，精確預測粗軋板坯的頭部、中間、尾部溫度，可有效地提高軋制力、輥縫的設定精度，從而改善軋制的穩(wěn)定性和產品的尺寸精度。
[0005]專利號為“CN200410021144.1”、發(fā)明名稱為“熱軋生產線粗軋區(qū)兩架粗軋機的平行車L制方法”公開了一種熱軋生產線粗軋區(qū)兩架粗軋機的平行軋制方法，其特征在于，該方法采用計算機系統(tǒng)程序控制，使以3道次+3道次方式軋制的粗軋機Rl和R2按下列Rl正向要求程序和R2反向要求程序同時進行正、反向的軋制。
[0006]I)當第一塊板坯來到軋機Rl時，只要輥道G2?Hl上沒有板坯，Rl即可軋制；
[0007]2)當軋機Rl和R2同時處于正向第一道次時，R2軋制優(yōu)先。
[0008]專利號為’ CN02132970.2”、發(fā)明名稱為“中薄板坯連鑄連軋板卷的生產方法”的專利涉及一種中薄板坯連鑄連軋板卷的生產方法，根據該技術方案，采用低的連鑄機鑄坯拉速和合理坯料斷面，連鑄與加熱爐布局緊湊，鑄坯輸出輥道與加熱爐入爐輥道一機雙用，使鑄坯入爐溫度達到900°C以上。由于該方法采用雙爐加熱小交叉裝、出鋼方法，鑄機與步進式加熱爐間的緩沖余地大，二輥可逆粗軋機3道次、四輥可逆軋機I道次，粗軋區(qū)總軋制時間減少30秒，減小中間坯溫降50°C。另外，該方法采用中間坯熱卷取箱工藝，由此減少頭尾溫差，提高中間坯除鱗效果。上述技術方案適于碳素鋼、低合金鋼的中薄板坯連鑄連軋板卷帶鋼的生產，特別適合于薄板的生產。
[0009]另外，根據專利號為“CN95108943.9”、發(fā)明名稱為“熱軋帶材軋制中的溫度轉換方法”的專利技術，其主要特征為，是在多機座熱軋帶材機列上在軋制熱帶材；在穿帶時通過帶冷卻控制溫度的方法對溫度進行控制。
[0010]其中，該專利的關鍵技術在于:帶鋼進入單個軋機或軋機機列前對帶鋼進行冷卻，并在帶鋼通過熱軋帶材機列/單軋機的機座時，按照入口溫度的溫度常數對帶材頭尾之間的冷卻強度進行控制。[0011]通過對上述檢索材料分析，目前對于熱連軋機板坯運行時間的頭尾溫度控制均不涉及，其中，CN95108943.9[熱軋帶材軋制中的溫度轉換方法]是通過冷卻水進行強制冷卻，在CN200410021144.1 [熱軋生產線粗軋區(qū)兩架粗軋機的平行軋制方法]中涉及一種粗軋機R1/R2的一種交叉軋制方法。
[0012]結合現(xiàn)有的溫度控制技術可以發(fā)現(xiàn)，在目前情況下，對于粗軋板坯在軋制過程中的溫度計算，均以頭部溫度作為機架入側，這在正向軋制時是沒有問題的，但在逆向軋制時，尾部先進軋機，這時用頭部溫度作為機架的入側溫度顯然是不合適的。以往的溫度控制策略是基于粗軋軋制過程中板坯長度方向上的溫度變化不大這一事實。然而，實測溫度數據分析表明，粗軋板坯長度方向上頭部、中間、尾部的溫度落差還是相當大的，故采用以往的溫度控制策略，隨著軋制過程的進行和軋制道次的累加，板坯的頭部溫度與尾部溫度的差也不斷增加，從而引起軋制力、輥縫的設定偏差，由此，又將影響后續(xù)道次機架入側溫度的預測和控制，從而，影響整個粗軋軋制的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內容】

[0013]為克服上述問題，本發(fā)明提供一種熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，該方法根據上工序(板坯加熱爐)傳來的板坯全長出爐溫度檢測值，結合板坯特有的參數，采用“三段式緩沖區(qū)”方式及板坯頭尾“點”定位方式，通過對粗軋板坯的頭部、中間、尾部運行時間分別給出預測，起到動態(tài)對板坯運行時間表格值進行自學習修正，從而確保對粗軋板坯頭部、中間、尾部溫度的精確控制。改善軋制的穩(wěn)定性和產品的尺寸精度。
[0014]為此，在本發(fā)明中，根據上工序(板坯加熱爐)傳來的板坯全長出爐溫度實際值，結合板坯的不同規(guī)格、鋼種特性以及成品要求和軋制道次等不同條件，采用板坯運行時間的表格經驗值對粗軋板坯的頭部、中間、尾部運行時間分別給出預測，并據此進行板坯頭部、中間、尾部的空冷溫降計算和設定計算。
[0015]同時，根據本發(fā)明，在軋制完成后，根據板坯的實際運行時間，對板坯運行時間表格值進行自學習修正，通過把過程計算機系統(tǒng)L2對于當前計算得到的軋制力、輥縫、溫度預測數據等輸出到基礎計算機系統(tǒng)，由基礎計算機系統(tǒng)對粗軋板坯頭部、中間、尾部溫度進行及時轉換，從而，對粗軋板坯頭部、中間、尾部溫度進行精確控制。改善軋制的穩(wěn)定性和產品的尺寸精度。
[0016]本發(fā)明的技術方案如下:
[0017]一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，所述轉換方法包括:
[0018](I)板坯頭尾的區(qū)分及判別
[0019]在用于保存板坯實測溫度時，板坯頭部、中間、尾部以“段”的方式區(qū)分和判別，而在用于計算板坯搬送時間時，板坯頭部、中間、尾部以“點”的方式區(qū)分和判別，對于所述段的劃分原則如下:
[0020]對于一塊板坯來講，沿著軋制方向先進入軋機的一端始終被當作“頭部”，而板坯的另一端則被當作“尾部”，頭部和尾部的長度可以根據控制的需要進行定義，分別占板坯長度的1/5-1/3，但不超過板坯長度的三分之一，除去頭部和尾部的長度，剩余的板坯長度就作為板坯的“中間”段，[0021]保存板坯頭部、中間、尾部段實測溫度，以便由計算機自動計算板坯實際搬送時間；
[0022]板坯搬送時間是指板坯頭部或尾部從軋線上的一個特定位置運動到另一個特定位置所需要的搬送時間，例如，以板坯頭部為例，以板坯頭部進入軋機的瞬間時刻作為頭部咬鋼時刻，離開軋機的瞬間時刻作為頭部拋鋼時刻，對尾部也是同樣的定義；
[0023](2)多道次往復軋制時板坯搬送時間的確定，
[0024](a)板坯實際搬送時間的采集，
[0025](b)用上述板坯實際搬送時間修正本塊板坯搬送時間預測值，以求得下塊板坯搬送時間預測值，
[0026]所述本塊板坯搬送時間預測值為初次使用的搬送時間預測值，為經驗數據，也稱表格初始數據，此后采用遺傳方案，不斷對數據進行優(yōu)化，所述本塊板坯搬送時間預測值不超過60秒，
[0027](c)板坯經過各個機架和軋制道次的實際搬送時間，
[0028]在單向軋制時，板坯頭部的實際搬送時間由板坯頭部在兩個機架位置的咬鋼時刻的差確定，板坯尾部的實際搬送時間由板坯尾部在兩個機架位置的拋鋼時刻的差確定，
[0029](3)根據板坯初始溫度，計算機自動進行預測計算，預測計算板坯頭部、中間、尾部在各機架和輥道的溫度；
[0030](4)板坯當前道次數的判斷，
[0031]“當前軋制的道次數”是指目前正在軋制的板坯這一道次是第幾道次，
[0032]在軋制過程中，基礎計算機系統(tǒng)(LI)將當前的軋制道次數上傳給過程計算機系統(tǒng)(L2)，過程計算機系統(tǒng)(L2)根據該軋制道次數判斷板坯當前軋制的道次；
[0033](5)過程計算機系統(tǒng)(L2)自動進行板坯頭尾溫度的數據交換，
[0034](6)將計算結果輸出到基礎計算機系統(tǒng)LI，由基礎計算機系統(tǒng)進行板坯溫度的轉換。
[0035]在步驟(2) a，具體地，對板坯頭部，分別為:1、2、3號爐到R1、R2、R3 (R1、R2、R3分別表示第一、二、三道次往復軋制？表示軋機號，這里指的是位置，由于軋機的位置固定，所以我們采用已知的軋機作為位置，已得到搬運時間，這里準確的表述應該為不同的加熱爐(多座加熱爐)到不同的粗軋機(多座粗軋機)的搬運時間)的板坯實際搬送時間。
[0036]根據上述方案(1)，保存板坯頭部、中間、尾部段實測溫度涉及每個道次)，以便由計算機自動計算板坯實際搬送時間。
[0037]根據上述方案(I)之(c )，機架指特定的位置，而道次涉及軋制過程。
[0038]根據上述方案(2)之b，既得到下塊板坯搬送時間預測值，當下塊板坯軋制后，再次得到在下一塊的下塊板坯搬送時間預測值，不斷的優(yōu)化所述的實際搬送時間。
[0039]上述板坯實際搬送時間對于多塊帶鋼可以理解為動態(tài)值。
[0040]如圖2、圖3所示，均是對頭尾軋制過程的展示，在這里就是對頭尾溫度的互換，既得到溫度值后，根據情況進行頭尾溫度的交換。
[0041]在板坯多道次往復軋制中，由于板坯頭尾的交替進鋼，因此，板坯上一個道次的咬鋼點，在本道次是拋鋼點，而上一個道次的拋鋼點，在本道次是咬鋼點。
[0042]板坯頭部、中間、尾部的計算完畢后，將此結果用于粗軋軋制力的計算并輸出至基礎計算機系統(tǒng)，用于基礎計算機系統(tǒng)的監(jiān)控和控制，既，通過上述步驟把過程計算機系統(tǒng)L2對于當前計算得到的軋制力、輥縫、溫度預測數據輸出到基礎計算機系統(tǒng)，由基礎計算機系統(tǒng)進行板還溫度的轉換。
[0043]由于頭尾溫度不同，對頭尾溫度的轉換既為板坯溫度的轉換，通過上述溫度的計算結果，對涉及的當前軋制力、輥縫、溫度進行輸出到基礎計算機系統(tǒng)，即，根據板坯的實際運行時間，對板坯運行時間表格值進行自學習修正后，從而確保粗軋板坯頭部、中間、尾部溫度的精確控制。
[0044]在步驟(1)，用段的概念由于溫度的表征需要用一段長度上的若干個實測溫度的平均值來代表，一個點上的實測溫度難以代表一個部位的溫度實際值；
[0045]而對于涉及的帶鋼搬送過程中，由于涉及的板坯頭部、尾部的瞬間信號，因為時間的計算需要用到兩個時刻的差，故這里必須用點的概念，以保存相對應的帶鋼實測溫度和計算相應的帶鋼搬送時間；即以板坯頭部進入軋機的瞬間時刻作為頭部咬鋼時刻，離開軋機的瞬間時刻作為頭部拋鋼時刻。對尾部也是同樣的定義。
[0046]在步驟(2)，搬送時間是指板坯頭部或尾部從軋線上的一個特定位置運動到另一個特定位置(一般情況下，以加熱爐到軋機的位置進行控制，在本方案中可以結合不同的設備選擇，如加熱爐到除磷箱，I號軋機到2號軋機等)所需要的時間。
[0047]在步驟(2)，所述表格初始時間，第一次用的時候，可以用經驗數據，即歷史數據，然后采用遺傳的方案，不斷對數據進行優(yōu)化，根據軋制過程中的實際數據進行遺傳。關于搬送時間的限制:0?60秒處于出于考慮溫度的原因，本方案中對于涉及的搬送涉及不能超過60秒。
[0048]在步驟(3)，預測計算板坯頭部、尾部在各機架和輥道的溫度為本發(fā)明關鍵所在。
[0049]在步驟(4)，“當前軋制的道次“是指目前正在軋制的這一軋制道次，強調的是軋制過程；“當前軋制的道次數”是指目前正在軋制的這一道次序數是多少，即目前正在軋制的這一道次是第幾道次。
[0050]在軋制過程中，基礎計算機系統(tǒng)，即基礎計算機系統(tǒng)LI主要功能是要執(zhí)行有關的指令，將當前的軋制道次數上傳給過程計算機系統(tǒng)L2，下達有關的過程控制指令，過程計算機系統(tǒng)根據該軋制道次數判斷當前軋制的道次。
[0051]在步驟(5)，在多道次往復軋制中，由于板坯頭尾的交替進鋼，因此，上一個道次的咬鋼點，在本道次是拋鋼點，而上一個道次的拋鋼點，在本道次是咬鋼點。
[0052]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，
[0053]在步驟(3)，設測得板坯全長的有序溫度數據N個，N為50-1000，將所述有序溫度數據的前Q = 1/5-1/3個數據放入與過程計算機系統(tǒng)內部對應的第一緩沖區(qū)，作為板坯頭部的實際檢測得到的溫度數據，并以其算術平均值作為頭部溫度值，
[0054]將從最后一個點，即板坯拋鋼的最后一個點倒推的1/5-1/3個數據放入與過程計算機系統(tǒng)內部對應的第三緩沖區(qū)，作為板坯尾部的實際檢測得到的溫度數據，并以其算術平均值作為尾部溫度值，
[0055]其余的數據放入與過程計算機系統(tǒng)內部對應的第二緩沖區(qū)，作為板坯中間段的實際檢測得到的溫度數據并以其算術平均值作為中間溫度值。[0056]為保證溫度的相對準確性，本技術方案采用的溫度的段控制，這是由于溫度的表征需要用一段長度上的若干個實測溫度的平均值來代表，一個點上的實測溫度難以代表一個部位的溫度實際值。
[0057]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，所述有序溫度數據按板坯長度每ιο-ιοο_取值一個。
[0058]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，所述溫度數據在900°C -1250°C。
[0059]根據本發(fā)明技術方案，在步驟(3)，例如在測得板坯全長的有序溫度數據900個的情況下，以不超過300個溫度數據為控制范圍，同時一般情況下，其溫度范圍一般情況下在9000C -1250°C。數據放入第一緩沖區(qū)(這里描述的第一、二、三緩沖區(qū)指的是與計算機系統(tǒng)內部對應的緩沖區(qū)，以有效的對帶鋼的頭中尾溫度進行分開控制)，作為板坯頭部的溫度數據，并以其算術平均值作為頭部溫度值，
[0060]同樣，將從最后一個點開始倒推的(，即從帶鋼拋鋼的最后一個點，即拋鋼點作為最后一個點倒推的方法確定)的Q (15-30可以用板坯全長溫度數據的1/5-1/3的數據表示)個數據放入第三緩沖區(qū)，作為板坯尾部的溫度數據，并以其算術平均值作為尾部溫度值，(例如在測得板坯全長的有序溫度數據900個的情況下，以最后一個數據(判斷原則為帶鋼拋鋼點)前不超過300個溫度數據為控制范圍，同時一般情況下，其溫度范圍一般情況下在900°C -1250°C。其余的數據放入第二緩沖區(qū)，作為板坯中間的溫度數據并以其算術平均值作為中間溫度值(這里的段為溫度、點為咬鋼、拋鋼點)。
[0061]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，在步驟(2)，基礎計算機系統(tǒng)(LI)將板坯頭部或尾部經過軋線上各個特定位置的準確時刻上傳至過程計算機系統(tǒng)(L2)，以便進行搬送時間的計算。
[0062]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，在步驟(3)，待該板坯軋制結束后，根據板坯的實際搬送時間對所述表格的初始搬送時間，即本塊板坯搬送時間預測值進行學習修正，以提高表格值的預測精度，得到下塊板坯搬送時間預測值，
[0063]根據板坯搬送時間對上述表格初始搬送時間即本塊板坯搬送時間預測值的學習修正采用如下方法:
[0064]Ttran pre new Ttran—pre—0id+ β * (Ttran—act ^tranjre old^
[0065]其中，Ttran pre new下塊板坯搬送時間預測值；0~60秒，
[0066]Ttran pre old本塊板坯搬送時間預測值；0~60秒，
[0067]Ttran act板坯實際搬送時間；0~60秒，
[0068]β平滑系數，取 0.65-0.90。
[0069]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，
[0070]其中，TtranpM new 為 20-30 秒，
[0071]Ttran pre old為 20-30 秒，
[0072]Ttran act為 20-30 秒。
[0073]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，
[0074]在步驟(3)，待該板坯軋制結束后，根據板坯的實際搬送時間對所述表格中的預估值進行學習修正，以提高表格值的預測精度，
[0075]根據板坯搬送時間對預估值的學習修正采用如下方法:
[0076]Ttran』re—new Ttran—pre—oid.β * (Ttran—act ^tranjre old^
[0077]其中，Ttran p?更新的搬送時間預測值；(O~60秒)
[0078]Ttran pre old原來的搬送時間預測值；(O~60秒)
[0079]Ttran act實際的搬送時間；(O~60秒)。
[0080]β 0.75 ~0.85。
[0081]β為經驗數據，由于在對該時間的計算中，考慮了數據的平滑性及對后面數據的遺傳性，故選用以上數據范圍，不然的話，由于該參數直接影響到后續(xù)的軋制力計算，故我們采用了以上的取值。
[0082]優(yōu)選的是，β取 0.65-0.90。
[0083]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，
[0084]在步驟(3)，在往復軋制時，板坯頭尾的搬送時間由下述方法計算:
[0085]頭部搬送時間=第2道次頭部拋鋼時刻至第I道次頭部咬鋼時刻；
[0086]尾部搬送時間=第2道次尾部咬鋼時刻至第I道次尾部拋鋼時刻；
[0087]因在往復軋制過程中，板坯的頭尾始終不變，前進方向的板坯前端始終是頭部，板坯后端則始終是尾部。
[0088]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，
[0089]在步驟(3)，在往復軋制時，板坯頭尾的搬送時間由下述方法計算:
[0090]頭部搬送時間=第2道次頭部拋鋼時刻至第I道次頭部咬鋼時刻；
[0091]尾部搬送時間=第2道次尾部咬鋼時刻至第I道次尾部拋鋼時刻。
[0092]因在往復軋制過程中，板坯的頭尾始終不變，前進方向的板坯前端始終是頭部，板坯后端則始終是尾部。
[0093]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，在步驟(5)，為了區(qū)分板坯的不同規(guī)格、成品要求和軋制道次等不同條件，對規(guī)格、鋼種和成品要求進行如下索引方式的分類:
[0094]分類項目
[0095]出鋼記號I 一 500的自然數序，對應各具體鋼種
[0096]板坯長度等級 I 一 5的自然數序，對應各具體長度，3-13m/ 一等級
[0097]Rl軋制道次數 0，1，3，5的奇數
[0098]R2軋 制道次數 1，3，5，7的奇數
[0099]成品厚度等級1-15的自然數序，對應各具體厚度按逐漸增加0.3-1.5mm/等級進行等級分類
[0100]即，上述5個分類表明有5個索引鍵，每個索引鍵又有若干種分類，有利于準確的控制。[0101]所述厚度等級按每一等級逐漸增加0.3-1.5mm進行等級分類。
[0102]例如，可以如下分等級:
[0103]0.9-1.2mm為等級一，1.2-1.5為等級二，1.5-1.8為等級三，1.8-2.1為等級四。以后，可以類推，也可以繼續(xù)逐漸增加0.3_進行等級分類。也可如下進行分類:
[0104]2.1-2.5為等級五，2.5-2.9為等級六.以后，可以，類推，也可以繼續(xù)按逐漸增加
0.4mm進行等級分類，也可如下按逐漸增加0.5-1.0mm進行等級分類:
[0105]3.0-3.8為等級七，3.8-4.6為等級八，4.6-5.6為等級九，等等。更具體見附表一。
[0106]以上5個項目的分類僅表示一種便于分類的方式，可以根據不同的熱軋?zhí)攸c對其進行分類。由于涉及的熱軋產品較多，不同廠的品種也較為復雜，這里僅對于在控制過程中的涉及本技術的要點，進行了明確，由此，可以更加簡單、準確的得到有關的數據，以索引方式的一個說明，它表明有5個索引鍵，每個索引鍵又有若干種分類。即對涉及的5項內容采用分類的方法，有利于更準確的控制。
[0107]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，
[0108]在步驟(3)，板坯頭尾溫度計算采用的溫降計算方法，具體如下:
[0109]所述溫降計算模型采用基于傅里葉定律的一維非穩(wěn)態(tài)熱傳導方程的差分形式，
[0110]即，首先將整個板坯看作一塊半無限大的平板，其傳熱是一個非穩(wěn)態(tài)的過程，假定板坯兩側的冷卻狀態(tài)相同，則任一瞬間板坯中溫度的分布將以其中心截面為對稱，因而如果將X軸的原點置于帶鋼的中心截面上，研究厚度為h/2的半塊板坯，h為板坯厚度，
[0111]空間坐標X和時間坐標τ可表示為:
[0112]χ=? Δ xi=0, I, 2......m
[0113]τ =k Δ τ k=0, I, 2......[0114]k:0-9,
[0115]即，將帶鋼沿板厚方向按距離步長ΛΧ分層，步長ΛΧ取值范圍:25-50mm，得到
[0116]節(jié)點i=0，l，2……m;m 為 5-9;
[0117]將時間從τ =0開始,0_60s,按時間步長Δ τ分格，時間步長Δ τ1_3秒，溫度t(x, τ)可經上述差分處理表示為
[0118]l(x, r) = /(?Ax, kA τ) = I1;
[0119]經上述差分處理，板坯的溫降計算表示為:
[0120]C1 = 1?>./；' 丨 + (1- 2/ ο) /； -1- Fo 1:,
[0121]其中，h表示帶鋼下表面溫度，
[0122]其中，i=l，2...，m_l，m為 5-9，
[0123]即將板坯沿厚度方向按距離步長Λχ分格，得到節(jié)點i=0，l，2……m，m為5_9，n為前述厚度方向分層后的編號，
[0124]k代表帶鋼在搬送過程中(即消耗的空冷時間過程)的每一個時間節(jié)點，含義與上述的i相同。例如，時間步長Λ τ取3秒，則k=0，I, 2，3就表示時間節(jié)點為O秒、3秒、6秒、9秒，也就是將整個搬送過程(即消耗的空冷時間)劃分成若干段，每個時間段的長度為3秒鐘)，以此類推。可以進一步理解為一種按照時間(搬送時間)劃分的自然數序列。
[0125]根據本發(fā)明所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，溫度t(x，τ )可經上述差分處理表示為
[0126]
【權利要求】
1.一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，所述轉換方法包括: (1)板坯頭尾的區(qū)分及判別 在用于保存板坯實測溫度時，板坯頭部、中間、尾部以“段”的方式區(qū)分和判別，而在用于計算板坯搬送時間時，板坯頭部、中間、尾部以“點”的方式區(qū)分和判別，對于所述段的劃分原則如下: 對于一塊板坯來講，沿著軋制方向先進入軋機的一端始終被當作“頭部”，而板坯的另一端則被當作“尾部”，頭部和尾部的長度可以根據控制的需要進行定義，分別占板坯長度的1/5-1/3，但不超過板坯長度的三分之一，除去頭部和尾部的長度，剩余的板坯長度就作為板坯的“中間”段， 保存板坯頭部、中間、尾部段實測溫度，以便由計算機自動計算板坯實際搬送時間； 板坯搬送時間是指板坯頭部或尾部從軋線上的一個特定位置運動到另一個特定位置所需要的搬送時間，例如，以板坯頭部為例，以板坯頭部進入軋機的瞬間時刻作為頭部咬鋼時刻，離開軋機的瞬間時刻作為頭部拋鋼時刻，對尾部也是同樣的定義； (2)多道次往復軋制時板坯搬送時間的確定， Ca)板坯實際搬 送時間的采集， (b)用上述板坯實際搬送時間修正本塊板坯搬送時間預測值，以求得下塊板坯搬送時間預測值， 所述本塊板坯搬送時間預測值為初次使用的搬送時間預測值，為經驗數據，也稱表格初始數據，此后采用遺傳方案，不斷對數據進行優(yōu)化，所述本塊板坯搬送時間預測值不超過60秒， (C)板坯經過各個機架和軋制道次的實際搬送時間，用于以后對b的修正， 在單向軋制時，板坯頭部的實際搬送時間由板坯頭部在兩個機架位置的咬鋼時刻的差確定，板坯尾部的實際搬送時間由板坯尾部在兩個機架位置的拋鋼時刻的差確定， (3)根據板坯初始溫度，或根據(c)板坯經過各個機架和軋制道次的實際搬送時間，計算機自動進行預測計算，預測計算板坯頭部、中間、尾部在各機架和輥道的溫度； (4)板坯當前道次數的判斷， 在軋制過程中，基礎計算機系統(tǒng)(LI)將當前的軋制道次數上傳給過程計算機系統(tǒng)(L2)，過程計算機系統(tǒng)(L2)根據該軋制道次數判斷板坯當前軋制的道次，“當前軋制的道次數”是指目前正在軋制的板坯這一道次是第幾道次； (5)如判斷目前正在軋制的板坯這一道次是偶數道次，過程計算機系統(tǒng)(L2)自動進行板坯頭尾溫度的數據交換， (6)如判斷目前正在軋制的板坯這一道次是奇數道次，則將計算結果輸出到基礎計算機系統(tǒng)(LI)。
2.如權利要求1所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，在步驟(3)，設測得板坯全長的有序溫度數據N個，N為50-1000，將所述有序溫度數據的前Q = 1/5-1/3個數據放入與過程計算機系統(tǒng)內部對應的第一緩沖區(qū)，作為板坯頭部的實際檢測得到的溫度數據，并以其算術平均值作為頭部溫度值， 將從最后一個點，即板坯拋鋼的最后一個點倒推的1/5-1/3個數據放入與過程計算機系統(tǒng)內部對應的第三緩沖區(qū)，作為板坯尾部的實際檢測得到的溫度數據，并以其算術平均值作為尾部溫度值， 其余的數據放入與過程計算機系統(tǒng)內部對應的第二緩沖區(qū)，作為板坯中間段的實際檢測得到的溫度數據并以其算術平均值作為中間溫度值。
3.如權利要求2所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，所述有序溫度數據按板坯長度每IO-1OOmm取值一個。
4.如權利要求2所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，所述溫度數據在900°C -1250°C。
5.如權利要求1所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，在步驟(2)，基礎計算機系統(tǒng)(LI)將板坯頭部或尾部經過軋線上各個特定位置的準確時刻上傳至過程計算機系統(tǒng)(L2)，以便進行板坯搬送時間的計算。
6.如權利要求1所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，在步驟(3)，待該板坯軋制結束后，根據板坯的實際搬送時間對所述表格的初始搬送時間，即本塊板坯搬送時間預測值進行學習修正，以提高表格值的預測精度，得到下塊板坯搬送時間預測值， 根據板坯搬送時間對上述表格初始搬送時間即本塊板坯搬送時間預測值的學習修正采用如下方法:
r^tran pre new Ttran—pre—old+ ^ 木 ^^tran act ^tran pre old^ 其中，Ttranjren ew下塊板坯搬送時間預測值；0~60秒， Ttran_pre_old本塊板坯搬送時間預測值；0~60秒， Ttran act板還實際搬送時間；0~60秒， β平滑系數，取0.65-0.90。
7.如權利要求6所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于， 其中，TtMn,—new 為 20-30 秒， Ttran_pre_old為 20-30 秒， Ttran_act為 20-30 秒。
8.如權利要求1所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于， 在步驟(3)，在往復軋制時，板坯頭尾的搬送時間由下述方法計算: 頭部搬送時間=第2道次頭部拋鋼時刻至第I道次頭部咬鋼時刻； 尾部搬送時間=第2道次尾部咬鋼時刻至第I道次尾部拋鋼時刻。
9.如權利要求1所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，在步驟(5)，為了區(qū)分板坯的不同規(guī)格、成品要求和軋制道次等不同條件，對規(guī)格、鋼種和成品要求進行如下索引方式的分類: 分類項目 出鋼記號I 一 500的自然數序，對應各具體鋼種 板坯長度等級I 一 5的自然數序，對應各具體長度，3-13m/ —等級 Rl軋制道次數0，I，3，5的奇數R2軋制道次數1，3，5，7的奇數 成品厚度等級1 一 15的自然數序，對應各具體厚度按逐漸增加
.0.3-1.5mm/等級進行等級分類 即，上述5個分類表明有5個索引鍵，每個索引鍵又有若干種分類，有利于準確的控制。
10.如權利要求1所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于， 在步驟(3)，板坯頭尾溫度計算采用的溫降計算方法，具體如下: 所述溫降計算模型采用基于傅里葉定律的一維非穩(wěn)態(tài)熱傳導方程的差分形式， 即，首先將整個板坯看作一塊半無限大的平板，其傳熱是一個非穩(wěn)態(tài)的過程，假定板坯兩側的冷卻狀態(tài)相同，則任一瞬間板坯中溫度的分布將以其中心截面為對稱，因而如果將X軸的原點置于帶鋼的中心截面上，研究厚度為h/2的半塊板坯，h為板坯厚度， 空間坐標X和時間坐標τ可表示為:
χ=? Δ xi=0, I, 2......m
τ =k Δ τ k=0, I, 2......k:0 一 9， 即，將帶鋼沿板厚方向按距離步長Δ X分層，步長Δ X取值范圍:25-50mm,得到 節(jié)點1=0,1,2……m仰為5-9 ； 將時間從τ =0開始,0_60s,按時間步長Δ τ分格,時間步長Δ τ 1_3秒， 溫度t(x，τ )可經上述差分處理表示為
11.如權利要求10所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，

12.如權利要求11所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于， 對所述板坯頭尾溫度計算采用的溫降公式可以進一步解釋如下: 厚度方向下一層當前點的板坯溫度=傅里葉數*厚度方向當前層后一點的板坯溫度+(1-2*傅里葉數)*厚度方向當前層當前點帶鋼溫度+傅里葉數*厚度方向當前層前一點的帶鋼溫度， 式中:
13.如權利要求10所述的一種粗軋機熱軋可逆道次軋制時板坯溫度的轉換方法，其特征在于，將板還分為上下對稱的兩塊，每一塊按照5層來設計,最外層的層號為大。
【文檔編號】B21B37/74GK103831305SQ201210484989
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權日:2012年11月23日
【發(fā)明者】朱健勤, 榮鴻偉, 陳興, 侯悅 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司