冷连轧机的厚度控制系统及冷连轧工艺的厚度控制方法与流程

本发明涉及金属带连轧设备领域，具体地讲，涉及一种能够用于精确控制冷连轧机中金属带(例如，带钢)的厚度的冷连轧机厚度控制系统及冷连轧工艺的厚度控制方法。

背景技术：

现有技术中，冷连轧机属于金属带(例如，带钢)的常用连续轧制设备。以带钢的连续轧制设备为例，通常冷连轧机由按照轧制方向(即，带钢运行方向)顺序布置的多个机架构成。例如，冷轧5机架连轧机可分为5个机架，依次为1号机架、2号机架、3号机架、4号机架、5号机架，主要作用是热轧带钢经过5个机架轧制后达到用户要求的厚度，5机架连轧机要实现精确的厚度控制，减少厚度偏差，轧机激光测速仪及测厚仪的合理配置至关重要，轧机激光测速仪的主要功能是测量轧机机架内带钢的线速度，轧机测厚仪主要是用于测量轧机各机架入出口厚度，通过轧机控制程序，从而实现5机架连轧机带钢厚度控制的目的。

目前，用于5机架连轧机厚度控制的配置设备如图1所示，主要包括1号机架前测厚仪X1E、1号机架后测厚仪X1D、4号机架后测厚仪X4D、5号机架后测厚仪X5D、1号机架(N0.1STD)、2号机架(N0.2STD)、3号机架(N0.3STD)、4号机架(N0.4STD)、5号机架(N0.5STD)；其中，X1E、X1D、X4D、X5D测厚仪主要作用是测量1号机架前、1号机架后、4号机架后、5号机架后带钢的实际厚度，1号机架前测厚仪X1E用于1号机架前前馈控制(#1FF)，提前检测进入1号机架前的带钢厚度偏差，通过1号机架前馈控制(#1FF)计算，控制1号机架压上系统PUC1，从而消除进入1号机架前的带钢厚度偏差，1号机架后测厚仪X1D检测经1号机架轧制后的带钢厚度偏差，通过1号机架反馈控制(#1FB及GM1)，作用1号机架压上系统PUC1消除1号机架后带钢厚度偏差、5号机架后测厚仪X5D检测5号机架出口厚度偏差，通过反馈AGC控制2号机架、3号机架、4号机架速度，从而消除5号机架后厚度偏差。

发明人经过研究，发现现有的多机架连轧机厚度控制的配置方式存在以下问题：

第一，各机架间带钢的线速度为计算值，是通过编码器(PLG)检测的转速换算为带钢的线速度，受带钢前滑因素影响，使得带钢的线速度计算不准确，从而影响带钢的厚度控制精度。

第二，最后一个(例如，5号)机架后仅配置1台测厚仪，最后一个(例如，5号)机架测厚仪X5D出现故障，影响该连轧机的连续生产。

第三，连续生产过程中现有的最后一个(例如，5号)机架后测厚仪X5D测量精度不准，轧机操作人员无法准备判断，影响产品质量，现有的轧机厚度控制配置的系列问题，严重制约生产质量和产品水平。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中存在上述问题中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于解决因金属带(例如，带钢)轧制过程中的前滑而导致的厚度控制不准确的问题。本发明的另一目的在于解决因设置于冷连轧机的最后一个机架之后的测厚仪故障而影响冷连轧机连续生产的问题。

根据本发明的一方面提供了冷连轧机的厚度控制系统。所述冷连轧机的厚度控制系统包括反馈控制单元、分别设置在冷连轧机的第一机架前后两侧的第一测厚仪和第二测厚仪、分别设置在冷连轧机的最后一个机架前后两侧的第三测厚仪和第四测厚仪，反馈控制单元接收所述第一、第二、第三和第四测厚仪的信号并通过反馈控制方式控制冷连轧机的各个机架的压下量和/或速度，所述冷连轧机的厚度控制系统还包括测速仪，所述测速仪的数量仅比冷连轧机的机架数量少一个，并且在冷连轧机除第一机架外的其它每个机架后均设置一个测速仪以测定对应机架处的带钢速度；反馈控制单元还接收所有测速仪的信号，并通过反馈控制方式进一步精确控制冷连轧机的各个机架的压下量和/或速度。

优选地，所述冷连轧机的厚度控制系统还可包括第五测厚仪，所述第五测厚仪与第四测厚仪并列且设置在冷连轧机的最后一个机架的后侧，并用于校正第四测厚仪的偏差或者在第四测厚仪失效的情况下代替第四测厚仪向反馈控制单元提供信号。

优选地，所述冷连轧机的机架数量为3～7个。

优选地，所述反馈控制单元包括多个编码器并通过所述多个编码器实现反馈控制。

优选地，所述测速仪为激光测速仪。

本发明的另一方面提供了一种冷连轧工艺的厚度控制方法。所述冷连轧工艺的厚度控制方法可采用上述冷连轧机的厚度控制系统来控制金属带的厚度。

优选地，所述金属带为带钢。

本发明的优点在于：

1、利用除第一机架外的其它每个机架后各增加的1套测速仪，能准确、直接的测量各机架间的带钢线速度，可避免因受到金属带(例如，带钢)前滑现象而影响金属带(例如，带钢)的厚度控制精度。

2、利用在最后一个机架后新增的测厚仪，冷连轧机连续生产过程中该新增的测厚仪一直进行厚度监控，与最后一个机架后侧的原测厚仪厚度数据进行对比，使得轧机操作人员能准确判断最后一个机架后厚度偏差的真实准确性，排除因原测厚仪测量精度下降引起的厚度偏差。

3、利用在最后一个机架后的两个测厚仪可互为备用，参与控制的一台测厚仪出现故障不能使用，轧机操作工可及时切换到另外一台测厚仪，保证整个冷连轧机的连续生产和稳定顺行，实用效果良好。

附图说明

下面将结合附图进行本发明的详细描述，本发明的上述特征和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了现有的用于5机架连轧机的厚度控制配置图；

图2示出了本发明的一个示例性实施例的冷连轧机的厚度控制系统的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。在附图中，相同的标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。

如图1所示，现有用于5机架连轧机的厚度控制配置主要包括1号机架前测厚仪X1E、1号机架后测厚仪X1D、4号机架后测厚仪X4D、5号机架后测厚仪X5D、1号机架(N0.1STD)、2号机架(N0.2STD)、3号机架(N0.3STD)、4号机架(N0.4STD)、5号机架(N0.5STD)；X1E、X1D、X4D、X5D测厚仪主要作用是测量1号机架前、1号机架后、4号机架后、5号机架后带钢的实际厚度，1号机架前测厚仪X1E用于1号机架前前馈控制(#1FF)，提前检测进入1号机架前的带钢厚度偏差，通过1号机架前馈控制(#1FF)计算，控制1号机架压上系统PUC1，从而消除进入1号机架前的带钢厚度偏差，1号机架后测厚仪X1D检测经1号机架轧制后的带钢厚度偏差，通过1号机架反馈控制(#1FB及GM1)，作用1号机架压上系统PUC1消除1号机架后带钢厚度偏差、5号机架后测厚仪X5D检测5号机架出口厚度偏差，通过反馈AGC控制2号机架、3号机架、4号机架速度，从而消除5号机架后厚度偏差。

如图2所示，本发明的一个示例性实施例的冷连轧机的厚度控制方法及系统基于图1配置基础上增设了2号机架后激光测速仪V2D、3号机架后激光测速仪V3D、4号机架后激光测速仪V4D、5号机架后激光测速仪V5D和5号机架后测厚仪X5D2。

具体地，5号机架后测厚仪X5D1参与轧机厚度控制，检测的厚度偏差信号，由MFG5秒流量程序计算，触发MF5FB(5号机架秒流量反馈控制)及MF5FF(5号机架秒流量前馈控制)，对4号机架速度进行调节，使得消除5号机架后厚度偏差；5号机架后测厚仪X5D2不参与厚度控制，主要作用为在轧机连续生产过程中进行厚度监控，与测厚仪X5D1测量厚度数据进行对比，使得轧机操作人员能准确判断5号机架后厚度偏差的真实性和准确性，排除因测厚仪X5D1测量精度下降引起的厚度偏差；

具体地，5号机架后测厚仪X5D1与测厚仪X5D2互为备用设备，如果参与控制的一台测厚仪出现故障不能使用，轧机操作工可以及时切换到另一台测厚仪，保证5机架连续轧机连续生产。

具体地，轧机机架内带钢的线速度直接通过新增的4台激光测速仪V2D、V3D、V4D、V5D检测，防止现有技术中带钢线速度通过编码器(PLG)计算的数据的不准确性。

其中，1号机架前测厚仪X1E用于1号机架前前馈控制，提前检测进入1号机架前的厚度偏差，通过1号机架前馈控制FF1计算，控制1号机架压上PUC1，从而消除进入1号机架前的厚度偏差；1号机架后测厚仪X1D检测经1号机架轧制后带钢厚度偏差，该偏差数据一方面参与1号机架反馈控制(号1FB及GM1)，作用1号机架PUC1消除1号机架后带钢厚度偏差；另一方面该偏差信号与2号机架后新增的激光测速仪VD2检测的带钢线速度数据经2号机架秒流量计算(MFG2)，通过2号机架秒流量反馈控制(MF2FB)和2号机架秒流量前馈控制(MF2FF)作用1号机架速度控制器(ASR1)，调节1号机架速度，消除1号机架后带钢厚度偏差。

其中，3号机架后新增的激光测速仪V3D检测3号机架后带钢线速度，通过3号机架秒流量计算MFG3，参与3号机架秒流量反馈控制(MF3FB)、3号机架秒流量前馈控制(MF3FF)，使得2号机架速度调节器ASR2调节2号机架速度，从而消除3号机架后带钢厚度偏差。

其中，4号机架后新增的激光测速仪V4D检测4号机架后带钢线速度，与4号机架后测厚仪X4D检测的厚度偏差数据，通过4号机架秒流量计算MFG4，参与4号机架秒流量反馈控制(MF4FB)、4号机架秒流量前馈控制(MF4FF)，使得3号机架速度调节器ASR3调节3号机架速度，从而消除4号机架后带钢厚度偏差。

其中，5号机架后新增的激光测速仪V5D检测5号机架后带钢线速度，与5号机架后测厚仪X5D1检测的厚度偏差数据，通过5号机架秒流量计算MFG5，参与5号机架秒流量反馈控制(MF5FB)、5号机架秒流量前馈控制(MF5FF)，使得4号机架速度调节器ASR4调节4号机架速度，从而消除5号机架后带钢厚度偏差，5号机架速度为5机架连轧机的主令速度，不能调节。

在本发明的另一个示例性实施例中，冷连轧工艺的厚度控制方法可采用上述冷连轧机的厚度控制系统来控制金属带的厚度。例如，金属带可以为带钢。

尽管已经参照本发明的特定示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种形式和细节上的各种改变。