轧制线的节能控制装置的制造方法_2

文档序号:9251705阅读:来源:国知局
轧辊辊隙、乳辊速度、第1冷却喷雾器8a~第6冷却喷雾器 8f的流量进行计算。例如,设定计算装置对板坯的质量、板坯的目标提取温度、对板带加热 器4的供电、对边缘加热器5的供电、被轧制材料的代表点上的轧制转矩、乳制时间进行计 算。
[0030] 例如,在关于第1轧边机2a、第1粗支架3a、第2轧边机2b、第2粗支架3b的粗设 定计算中,设定计算装置对从板坯到获得板带为止的轧制道次数、各道次的板厚与板宽之 间的下压计划(道次计划)进行计算。此时,基于各道次的下压量、功率等的分配来计算道 次计划。
[0031] 例如,在关于第1精轧支架7a~第7精轧支架7g的精轧设定计算中,设定计算装 置基于所指定的负荷分配方法来计算第1精轧支架7a~第7精轧支架7g的板厚计划。此 时,基于轧制负荷比、功率、下压率等来计算板厚计划。
[0032] 接着以下,利用图2对节能控制装置进行说明。 图2是本发明的实施方式1中的轧制线的节能控制装置的框图。
[0033] 如图2所示,节能控制装置具备能耗预测装置11、能耗最优化装置12。能耗预测 装置11具备:加热炉能耗计算功能13、旋转机能耗计算功能14、感应加热装置能耗计算功 能15。旋转机能耗计算功能14包含乳制转矩预测功能14a。
[0034] 能耗预测装置11基于设定计算装置16的设定计算结果,以所指定的被轧制材料 作为计算对象,来计算热轧薄板轧制线的能耗。例如,将即将被装入加热炉1的板坯指定为 能耗的计算对象。例如,将存在于加热炉1内的板坯指定为能耗的计算对象。例如,将下一 个从加热炉1提取出的板坯指定为能耗的计算对象。例如,将已经过轧制的产品指定为能 耗的计算对象。
[0035] 此时,加热炉能耗计算功能13计算出所指定的被轧制材料在加热炉1的出口侧变 为所希望的温度时的能耗。旋转机能耗计算功能14计算对第1粗支架3a等的轧辊进行驱 动的旋转机的能耗以及驱动传送台辊(未图示)的旋转机的能耗。感应加热装置能耗计算 功能15计算板带加热器4、边缘加热器5的能耗。
[0036] 能耗最优化装置12改变目标温度之外的轧制条件,以使得能耗预测装置11所计 算出的热轧薄板轧制线的能耗变得最少。此时,若逐一地改变所有的轧制条件,来搜索出能 耗变为最少的轧制条件,则计算时间变长。因此,能耗最优化装置12要搜索出能有效地降 低能耗的轧制条件。能耗最优化装置12以该轧制条件作为操作项目,来改变热轧薄板轧制 线的轧制条件。
[0037] 重复轧制条件的改变与能耗的计算。其结果是,求出能耗最少的最优轧制条件。该 最优轧制条件被发送至设定计算装置16。设定计算装置16将与该最优轧制条件相对应的 初始值提供给阶层1的装置。
[0038] 接下来,利用图3对加热炉能耗计算功能13的能耗计算方法进行说明。 图3是用于说明使用本发明的实施方式1中的轧制线的节能控制装置的热轧薄板轧制 线上所设置的加热炉的燃料流量变化的图。图3的横轴为时间t(s)。图3的纵轴为换算成 0°C、一个大气压的标准状态时的燃料流量F (t) (NmVs)
[0039] 在所指定的板坯A在加热炉1中被加热之前,加热炉能耗计算功能13基于过去同 种钢材及尺寸的板坯的燃料使用实际值来使用燃料流量F(t)的预测值。在所指定的板坯 A在加热炉1中被热加时,加热炉能耗计算功能13使用燃料流量F (t)的实际值及预测值。 在所指定的板坯A从加热炉18中提取出时,加热炉能耗计算功能13使用燃料流量F (t)的 实际值。
[0040] 图3中,斜线部分的面积是对板坯A进行加热时的燃料流量合计值Fram(Nm 3)。加 热炉能耗计算功能13将燃料流量合计值Ftotal乘上燃料转换成热能时的发热效率H(kj/ Nm3),来计算出对板坯A进行加热时的能耗。
[0041] 加热炉1中,板坯A以外的板坯B、板坯C等也同时加热。因此,加热炉能耗计算功 能13利用板坯A的质量与存在于加热炉1内的板坯的质量总和的比,来计算板坯A的加热 能耗 EKF(kjkJ)。
[0042] 此时,对于板坯A~板坯C等,装入、提取的时刻不同。因此,板坯的质量总和设为 对板坯A进行加热的时间内的平均质量W ave (kg)。该情况下,能耗Ekf通过下式(1)来计算。
[0043] Eef = HX F T0TALXff/ffAVE (I)
[0044] 接着,利用图4对平均质量Wave的计算方法进行说明。 图4是用于说明由本发明的实施方式1中的轧制线的节能控制装置来执行的板坯平均 质量的计算方法的图。图4的横轴为时间t (s)。图4的纵轴为在加热炉1内进行加热的板 坯的质量总和Wt (t) (kg)。
[0045] 图4中,加热炉能耗计算功能13基于加热炉1的板坯加热计划来计算存在于加热 炉1内的板坯的质量总和。具体而言,加热炉能耗计算功能13将板坯A从被装入到被提取 出的时间分割为η段。加热炉能耗计算功能13针对分割出的每一个固定间隔At(S)计算 出存在于加热炉1内的板坯的质量总和W t (t) (kg)。
[0046] 加热炉能耗计算功能13将Wt⑴的时间平均设为平均质量WAVE。具体而言,平均 质量W ave通过下式(2)来计算。
[0047] Wave= {ff T (t〇) X Δ t+ffT (t〇+ Δ t) X Δ t+ · · · +ffT (t〇+n Δ t) X Δ t} / (η Δ t) (2)
[0048] 接下来,利用图5对旋转机能耗计算功能14的能耗计算方法进行说明。 图5是用于说明由本发明的实施方式1中的轧制线的节能控制装置来执行的轧制转矩 的计算方法的图。图5的横轴为时间t(s)。图5上段的纵轴为第1精轧支架7a等的辊速 VK(t)(m/s)。图5下段的纵轴是轧制转矩G(t)(kN*m)。下标H对应被轧制材料的前端位 置。下标M对应被轧制材料的中央位置。下标T对应被轧制材料的尾端位置。
[0049] 辊速对被轧制材料的温度控制带来较大影响。因此,设定计算装置16作为详细的 先验信息生成连续的速度模式。例如,第7精轧支架7g的辊速被设定成使得被轧制材料的 出口侧温度变为目标温度。
[0050] 具体而言,如图5上段所示,辊速VK,H被设定成板传输(PLATE LEAPING)速度,以使 得被轧制材料正常地被轧辊咬入。辊速M被设定成使得被轧制材料被轧辊咬入后加速。 辊速\ τ被设定成使得被轧制材料减速以能够正常从轧辊脱离。根据轧制条件的不同,有 时不进行加速设定与减速设定。
[0051] 在该速度模式中,将加速度为固定的范围设为一个区间。相邻的区间的边界处设 有区间点。第i个区间点表示为区间点i。图5中,各区间点用纵向的虚线来表示。
[0052] 设定计算装置16基于被轧制材料的长度与速度模式来计算速度变化。设定计算 装置16基于速度变化来计算各区间的时间。设定计算装置16求出所有区间的时间之和, 来计算乳制时间。
[0053] 旋转机能耗计算功能14从设定计算装置16获取速度模式与轧制时间。此时,旋 转机能耗计算装置从设定计算装置16获取被轧制材料的前端、中央及尾端位置的轧制转 矩的预测值。
[0054] 此时,乳制转矩预测功能14a对未实施预测计算的时刻的轧制转矩进行计算。具 体而言,乳制转矩预测功能14a基于利用被轧制材料的前端及中央处的轧制转矩的预测值 的线性插值来计算被轧制材料的前端与中央之间的轧制转矩。轧制转矩预测功能14a基于 利用被轧制材料的中央及尾端处的轧制转矩的预测值的线性插值来计算被轧制材料的中 央与尾端之间的轧制转矩。
[0055] 该情况下,在区间点i的时刻h,轧制转矩G Ui)通过下式(3)、(4)来计算。其中, tH是被轧制材料被轧辊咬入的时刻。t M是轧辊加速完成的时刻。T TtT是被轧制材料从轧辊 脱离的时刻。
[0056] G (ti) = (Gm-Gh) / (tM-tH) X +Gh (t ^ tM) (3) G(ti) = (Gt-Gm)/ (tT-tM) X (ti-tM)+GM(t ^ tM) (4)
[0057] 旋转机能耗计算功能14基于乳制转矩GUi)、棍速Vjti)、棍半径R(m)来计算消 耗功率P w (ti) (KWkW)。具体而言,消耗功率Pw (tj通过下式(5)来计算。
[0058] PffUi) = GUi) X Ve Ui)/R (5)
[0059] 旋转机能耗计算功能14基于消耗功率PwUi)、乳制时间T来计算能耗E mt。具体而 言,能耗Emt(kj)通过下式(6)来计算。
[0060] Emt= / P ff(ti) dt (6)
[0061] 此外,第2精轧支架7b~第7精轧支架7g的能耗也通过同样方法来计算。第1 粗支架3a、第2粗支架3b的能耗也通过同样方法来计算。
[0062] 接下来,利用图6对感应加热装置能耗计算功能15的能耗计算方法进行说明。 图6是用于说明由本发明的实施方式1中的轧制线的节能控制装置来执行的板带加热 器的能耗的计算方法的图。图6的横轴为时间t(s)。图6上段的纵轴是对于板带加热器4 的功率指令值(t) (kW)。图6下段的纵轴是被轧制材料的速度V (t) (m/s)。
[0063] 设定计算装置16利用以被轧制材
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