免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法及系统，解决了现有免加热直接轧制高温方坯的直轧率偏低的问题。将送钢节奏优化控制模型与免加热直接轧制高温方坯生产流程进行结合，从而增加免加热直接轧制高温方坯工艺的适用范围，提高高温方坯直轧率。包括如下：步骤1：连铸方坯状态数据采集；步骤2：数据处理；步骤3：送钢节奏优化控制模型：包括(1)连铸方坯可轧判别阈值模型；(2)送钢节奏优化模型，送钢次序按照送坯节奏优化矩阵中的数值从小到大进行送钢，如果送坯节奏优化矩阵第j流的值小于剔坯阈值，则对第j流连铸方坯进行剔坯操作。进行剔坯操作。进行剔坯操作。

【技术实现步骤摘要】
免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及长型材制备工艺
，特别涉及一种免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法及系统。

技术介绍

[0002]免加热直接轧制高温方坯是指连铸方坯出连铸机后无需任何在线补热装置，直接进入轧机进行轧制。免加热直接轧制高温方坯的轧制生产效率主要取决于连铸方坯到达第一架轧机前的温度是否满足轧机最低开轧温度的要求。
[0003]目前在免加热直接轧制高温方坯过程中由于连铸方坯输送规则不合理，特别是在连铸机四机四流对一条轧线、五机五流对一条轧线情况下，不仅高温方坯的直轧率偏低，而且轧机工作效率也偏低。
[0004]本专利技术所提及的一种用于免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法，该方法步骤包括：高温方坯状态数据采集、高温方坯输送数据采集和处理、送钢节奏优化控制模型。优点在于，使用一种送钢节奏优化算法来确定连铸机三机三流对一条轧线生产、四机四流对一条轧线生产、五机五流对一条轧线生产时给轧机的最优送钢次序。该方法能够在不依靠任何在线补热装置的前提下有效提高直轧率。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
提出的技术问题，本专利技术提供一种免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法及系统，解决了现有免加热直接轧制高温方坯的直轧率偏低的问题。将送钢节奏优化控制模型与免加热直接轧制高温方坯生产流程进行结合，从而增加免加热直接轧制高温方坯工艺的适用范围，提高高温方坯直轧率。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0007]一种免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1：连铸方坯状态数据采集，包括连铸方坯输送过程中温度随时间的变化采集、速度采集、要钢信号采集和第一架轧机轧制一根连铸方坯所用时间t
roll
的采集；
[0009]步骤2：将步骤1采集的连铸方坯输送过程中温度随时间的变化数据及速度数据进行处理，得到连铸方坯到达连铸机末端位置时所能等待的最大时间t
max
和连铸方坯从连铸机末端到达第一架轧机所需时间t
trans
；
[0010]步骤3：送钢节奏优化控制模型：
[0011](1)连铸方坯可轧判别阈值模型：
[0012][0013][0014][0015]其中，t
max
为连铸方坯到达连铸机末端位置时所能等待的最大时间，f(t
roll
，t
trans
)
为第一架轧机轧制一根连铸方坯所用时间t
roll
和与连铸方坯从连铸机末端输送到第一架轧机前所需时间t
trans
相关的函数，f(t
trans
)为连铸方坯从连铸机末端到第一架轧机前所需的输送时间函数，b为连铸方坯可轧判别阈值，r等于No为连铸方坯不可轧，r等于Yes为连铸方坯可轧，其中，为连铸方坯瞬时可等待的最大时间，中的x为连铸机流数编号，中的y为迭代次数，其中，F
t
为剔坯阈值；
[0016](2)送钢节奏优化模型：
[0017]当轧机发送要钢信号时，对连铸机末端的连铸方坯开始进行逐根判断，其中判断模型为：
[0018][0019]其中，M
xy
为送钢节奏优化矩阵，x为连铸机流数编号，送钢次序按照送坯节奏优化矩阵中的数值从小到大进行送钢，如果送坯节奏优化矩阵第j流的值M
jy
＜F
t
，则对第j流连铸方坯进行剔坯操作。
[0020]进一步地，所述的步骤1中，采集的数据包括：
[0021](1)连铸方坯输送过程中温度随时间的变化采集：通过手持式红外测温仪在连铸机二冷区出口到第一架轧机前的区域内测量连铸方坯在不同时间和位置处的温度，获得连铸高温方坯随时间变化的温降数据；
[0022](2)速度数据采集：连铸方坯速度数据采集包含三部分组成，包括如下：
①
连铸方坯切断前：连铸方坯速度数据v
fc
通过对连铸机拉坯速度进行采集；
②
连铸方坯切断后：连铸方坯速度数据v
bc
通过对辊道传动辊转速进行采集；
③
连铸机末端到第一架轧机：连铸方坯速度数据v
trans
通过快速传送辊道的传动辊转速进行采集；
[0023](3)轧机要钢信号采集：在第一架轧机前位置处架设热金属检测器，测量第一架轧机是否轧制高温方坯，当第一架轧机前位置处热金属检测器没有检测到热金属，则第一架轧机没有轧制高温方坯，此时第一架轧机处于要钢状态；
[0024](4)第一架轧机轧制一根连铸方坯所用时间采集：利用第一架轧机前位置处热金属检测器检测到热金属的持续时间t
roll
。
[0025]进一步地，所述的步骤1还包括特定位置温度数据采集：在连铸机二冷区出口位置处和连铸机末端位置处架设红外测温仪测量相应位置处的方坯表面温度数据；用于对连铸方坯输送过程中温度随时间的变化采集的校核。
[0026]进一步地，所述的步骤2包括如下步骤：
[0027](1)输送过程温度数据处理：将步骤1获得连铸高温方坯随时间变化的温降数据进行数据拟合，其中，数据拟合方法为：
[0028][0029]其中，T(t)为不同时间下的高温方坯表面温度，a
i
(i＝0，1，2，3，...，n)为多项式权重系数，t为时间；
[0030](2)确定轧机的最小可轧温度值T
min
；
[0031](3)由连铸方坯切断前的连铸方坯速度数据v
fc
得出连铸方坯尾部到达切割位置所需时间t
fc
；
[0032](4)由连铸方坯切断后的连铸方坯速度数据v
bc
得出连铸方坯头部到达连铸机末端所需时间t
bc
；
[0033](5)由连铸机末端到第一架轧机的连铸方坯速度数据v
trans
得到连铸方坯从连铸机末端到达第一架轧机所需时间t
trans
；
[0034](6)根据连铸方坯到达连铸机末端位置处的温度值T
cf
＝T(t
fc
+t
bc
)，t
fc
为连铸方坯尾部到达切割位置所需时间，t
bc
为连铸方坯切断后方坯头部到达连铸机末端所需时间；结合拟合的温度
‑
时间曲线，判断连铸方坯到达连铸机末端位置时所能等待的最大时间t
max
，即方坯从温度值T
cf
降低到T
min
所需时间。
[0035]本专利技术还提供一种免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制系统，包括数据采集模块、数据处理模块、控制模块。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：连铸方坯状态数据采集，包括连铸方坯输送过程中温度随时间的变化采集、速度采集、要钢信号采集和第一架轧机轧制一根连铸方坯所用时间t
roll
的采集；步骤2：将步骤1采集的连铸方坯输送过程中温度随时间的变化数据及速度数据进行处理，得到连铸方坯到达连铸机末端位置时所能等待的最大时间t
max
和连铸方坯从连铸机末端到达第一架轧机所需时间t
trans
；步骤3：送钢节奏优化控制模型：(1)连铸方坯可轧判别阈值模型：(1)连铸方坯可轧判别阈值模型：(1)连铸方坯可轧判别阈值模型：其中，t
max
为连铸方坯到达连铸机末端位置时所能等待的最大时间，f(t
roll
,t
trans
)为第一架轧机轧制一根连铸方坯所用时间t
roll
和与连铸方坯从连铸机末端输送到第一架轧机前所需时间t
trans
相关的函数，f(t
trans
)为连铸方坯从连铸机末端到第一架轧机前所需的输送时间函数，b为连铸方坯可轧判别阈值，r等于No为连铸方坯不可轧，r等于Yes为连铸方坯可轧，其中，为连铸方坯瞬时可等待的最大时间，中的x为连铸机流数编号，中的y为迭代次数，其中，F
t
为剔坯阈值；(2)送钢节奏优化模型：当轧机发送要钢信号时，对连铸机末端的连铸方坯开始进行逐根判断，其中判断模型为：其中，M
xy
为送钢节奏优化矩阵，x为连铸机流数编号，送钢次序按照送坯节奏优化矩阵中的数值从小到大进行送钢，如果送坯节奏优化矩阵第j流的值M
jy
<F
t
，则对第j流连铸方坯进行剔坯操作。2.根据权利要求1所述的一种免加热直接轧制高温方坯的送钢节奏优化控制方法，其特征在于，所述的步骤1中，采集的数据包括：(1)连铸方坯输送过程中温度随时间的变化采集：通过手持式红外测温仪在连铸机二冷区出口到第一架轧机前的区域内测量连铸方坯在不同时间和位置处的温度，获得连铸高温方坯随时间变化的温降数据；(2)速度数据采集：连铸方坯速度数据采集包括如下：
①
连铸方坯切断前：连铸方坯速度数据v
fc
通过对连铸机拉坯速度进行采集；
②
连铸方坯切断后：连铸方坯速度数据v
bc
通过对辊道传动辊转速进行采集；
③
连铸机末端到第一架轧机：连铸方坯速度数据v
trans
通过快速传送辊道的传动辊转速进行采集；
(3)轧机要钢信号采集：在第一架轧机前位置处架设热金属检测器，测量第一架轧机是否轧制高温方坯，当第一架轧机前位置处热金属检测器没有检测到热金属，则第一架轧机没有轧制高温方坯，此时第一架轧机处于要钢状态；(4)第一架轧机轧制一根连铸方坯所用时间采集：利用第一架轧机前位置处热金属检测器检测到热金属的持续时间t
roll
。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，宋宝宇，
申请(专利权)人：鞍钢集团北京研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：