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1、(10)申请公布号 CN 103934287 A (43)申请公布日 2014.07.23 C N 1 0 3 9 3 4 2 8 7 A (21)申请号 201310022006.4 (22)申请日 2013.01.22 B21B 38/04(2006.01) (71)申请人宝山钢铁股份有限公司 地址 201900 上海市宝山区富锦路885号 (72)发明人巴力颖 程建达 (74)专利代理机构上海东信专利商标事务所 (普通合伙) 31228 代理人李丹 杨丹莉 (54) 发明名称 一种精确测量精轧出口钢板宽度的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种精确测量精轧出口钢板宽 度的方法,包括步骤:。
2、1)采用测宽仪测量得到钢 板的宽度数据W i ,采用平直度仪测量得到钢板的 浪高数据Y ij ;2)根据模型公式计算评价系数P,将 P100的异常浪高数据剔除;3)将经过剔除的 浪高数据按照进行分解,得到n组浪形误差量和 倾斜误差量:4)根据计算倾斜误差修正量W bi : 5)计算浪形误差修正量W ai :6)确定精确的带钢 宽度测量数据W act_i 。本发明的一种精确测量精轧 出口钢板宽度的方法通过将测量筛选后的浪高数 据分解计算获得浪形误差修正量和倾斜误差修正 量,并对宽度测量数据进行补偿,消除浪形引起的 宽度收缩和带钢倾斜对宽度测量精度的影响,提 高热轧过程中宽度测量的精度,提升生产效。
3、率。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103934287 A CN 103934287 A 1/1页 2 1.一种精确测量精轧出口钢板宽度的方法,其特征在于,包括下列步骤: (1)采用测宽仪测量得到钢板的宽度数据Wi,i=1n,i表示从带钢头部到尾部的测量 个数;采用平直度仪测量得到钢板的浪高数据Yij,i=1n,i表示从带钢头部到尾部的浪高 测量组数,j1m,j表示沿带钢宽度方向每组浪高数据的个数; (2)剔除异常浪高数据:根据模型PMax。
4、(|Y ij -Y ij-1 |)计算评价系数P,如果P100, 则将该Yij从浪高数据中剔除; (3)将经过剔除的浪高数据进行分解,得到n组浪形误差量和倾斜误差量: Y ij A i X j 2 +B i X j +C i 式中:X j 表示每个浪高数据对应的宽度方向位置;A i 表示每块带钢第i个浪形误差量, B i 表示每块带钢第i个倾斜误差量,C i 为拟合常数项,A i 、B i 和C i 采用最小二乘法进行一元 二次方程的拟合得到; (4)计算倾斜误差修正量W bi : 式中:B i 表示每块带钢第i个倾斜误差量;X 1 表示第一个浪高数据对应的宽度方向位 置;X m 表示第m个浪。
5、高数据对应的宽度方向位置;W i 表示每块带钢的第i个宽度测量值; (5)计算浪形误差修正量W ai : 式中:A i 表示每块带钢第i个浪形误差量;X表示带钢宽度方向距离; W i 表示每块带钢的第i个宽度测量值; (6)确定精确的带钢宽度测量数据W act_i : W act_i W i +W ai +W bi 式中:W i 表示每块带钢的第i个宽度测量值;W ai 表示每块带钢第i个测量值的浪形 误差修正量;W bi 表示每块带钢第i个测量值的倾斜误差修正量。 权 利 要 求 书CN 103934287 A 1/5页 3 一种精确测量精轧出口钢板宽度的方法 技术领域 0001 本发明涉及。
6、一种带钢测量方法,尤其涉及一种带钢钢板宽度测量方法。背景技术 0002 目前,现有热轧产线的宽度测量技术通常采用被动成像式测宽方法。在被动成像 式测宽仪的测量方法中,测量系统利用光电器件的特性和被测目标的温度选择;首先被测 热目标发出红外光线和可见光,其次滤光片将不需要的光滤过,通过成像透镜对被测热目 标成像,然后被测热目标的像成在光电转换器(CCD或其他光电器件)上,通过光电转换器 将目标像转换为电信号,并处理电路计算出目标像的大小,最后计算机根据目标像的大小 和光学系统的关系计算出被测热目标的宽度。 0003 现有精轧出口钢板宽度测量技术存在的问题主要在于:无法消除精轧出口钢板浪 形引起宽。
7、度收缩造成的宽度测量误差,也无法消除带钢倾斜引起的宽度失真。这主要是由 于测量钢板宽度的设备总是假设被测钢板沿宽度方向基本上是平直的,且轧制过程中沿辊 道平稳运行。但在热轧实际生产过程中,精轧出口带钢总是存在大小不一的浪形缺陷。随 着浪形缺陷大小的变化,被测带钢会在宽度方向上产生宽度收缩或倾斜,这样就会造成宽 度测量误差,造成宽度变小的假相。尤其是带钢钢板的头部,并且带钢钢板越薄越宽,这种 现象就越明显。在热轧带钢生产过程中,造成宽度封锁绝大部分的原因是由于带钢钢板宽 度小,而这其中很大一部分是由于浪形缺陷引起的宽度测量失真形成的误封锁,这就需要 质检人员人工判别进行二次解封锁。因此,这种宽度。
8、测量误差既不利于带钢钢板质量缺陷 的准确判别,也不利于技术人员进行质量缺陷的改进,从而造成生产工作效率低下。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种精确测量精轧出口钢板宽度的方法,通过由浪高测量数 据分解计算而得的倾斜误差修正量和浪形误差修正量对所测宽度数据进行补偿,消除由浪 形引起的带钢倾斜和宽度收缩对测量宽度精度的影响,解决实际测量中的带钢钢板宽度失 真的问题。 0005 为了实现本发明的上述目的,本发明提供了一种精确测量精轧出口钢板宽度的方 法,其包括下列步骤: 0006 (1)采用测宽仪测量得到钢板的宽度数据Wi,i=1n,i表示从带钢头部到尾部的 测量个数;采用平直度仪测量得到钢。
9、板的浪高数据Yij,i=1n,i表示从带钢头部到尾部的 浪高测量组数,j1m,j表示沿带钢宽度方向每组浪高数据的个数; 0007 (2)剔除异常浪高数据:根据模型Pmax(|Y ij -Y ij-1 |)计算评价系数P,如果P 100,则将该Y ij 从浪高数据中剔除; 0008 (3)将经过剔除的浪高数据进行分解,得到n组浪形误差量和倾斜误差量: 0009 Y ij A i X j 2 +B i X j +C i 0010 式中:X j 表示每个浪高数据对应的宽度方向位置;A i 表示每块带钢第i个浪形误 差量,B i 表示每块带钢第i个倾斜误差量,C i 为拟合常数项,A i 、B i 和。
10、C i 采用最小二乘法进 行一元二次方程的拟合得到; 说 明 书CN 103934287 A 2/5页 4 0011 (4)计算倾斜误差修正量W bi : 0012 0013 式中:B i 表示每块带钢第i个倾斜误差量;X 1 表示第一个浪高数据对应的宽度方 向位置;X m 表示第m个浪高数据对应的宽度方向位置;W i 表示每块带钢的第i个宽度测量 值; 0014 (5)计算浪形误差修正量W ai : 0015 0016 式中:A i 表示每块带钢第i个浪形误差量;X表示带钢宽度方向距离;W i 表示每块 带钢的第i个宽度测量值; 0017 (6)确定精确的带钢宽度测量数据W act_i : 。
11、0018 Wact _ iW i +W di +W bi 。 0019 式中:W i 表示每块带钢的第i个宽度测量值;W ai 表示每块带钢第i个测量值的 浪形误差修正量;W bi 表示每块带钢第i个测量值的倾斜误差修正量。 0020 在带钢热轧生产过程中,浪形和宽度是同样重要的质量指标。带钢钢板由浪形而 造成的缺陷程度由安装在精轧机出口的平直度仪进行测量,带钢钢板的宽度由测宽仪进行 测量。激光三角法是最常用的激光测位移方法之一,因此也最早用于热轧带钢的平直度测 量。根据激光三角法所研制的光学式热轧平直度仪,其测量对象是带钢的波形,它的工作原 理是将辊道平面作为基准面,在测量平面内周期性的测量。
12、带钢在基准面以上的高度,这样 可在带钢中心或边部分别测得在不同时刻一系列高度值。与这些高度值相对应,可以求出 带钢纵向纤维的长度,从而测量出带钢的平直度数据。 0021 从平直度仪的工作原理可以看出,浪高数据是浪形测量的重要参数,而带钢钢板 在精轧出口处宽度测量的失真主要是由浪形缺陷引起,所以本发明所述的技术方案根据平 直度仪所测的各组浪形的浪高数据,先将其通过公式分解成对应的浪形误差补偿值和倾斜 误差补偿值,再通过倾斜误差补偿值计算出倾斜误差修正量,及通过浪形误差补偿值计算 出浪形误差修正量,最后将倾斜误差修正量和浪形误差修正量的正值与测宽仪测量得到钢 板的宽度数据相加获得精确的带钢宽度数值。
13、,从而提高带钢钢板宽度的测量精度。根据平 直度仪设备配置的不同,一般沿带钢宽度方向每组测量浪高数据的个数为5至60个。 0022 与现有技术相比,本发明所述的精确测量精轧出口钢板宽度的方法通过将测量筛 选后的浪高数据分解计算获得浪形误差修正量和倾斜误差修正量,并对宽度测量数据进行 补偿,消除了浪形引起的宽度收缩和带钢倾斜对宽度测量精度的影响,提高了热轧过程中 宽度测量的精度,减少了由于宽度测量失真造成的误封锁情况,有利于质检人员更好地判 别质量缺陷类别,有利于模型技术人员更有针对性的进行问题改进,降低了产品生产加工 成本,提升了生产工作效率。 附图说明 0023 图1为本发明的精确测量精轧出口。
14、钢板宽度的方法的一种具体实施方式流程图。 0024 图2为采用本发明的技术方案后所测的宽度数据与未采用本发明的技术方案前 说 明 书CN 103934287 A 3/5页 5 所测的宽度数据的比较曲线图。 具体实施方式 0025 采用如图1所示的步骤流程精确测量精轧出口钢板宽度: 0026 (1)测量数据的获取:采用测宽仪测量得到钢板的宽度测量值W i ,i=1418,i表示 从带钢头部到尾部的测量个数;采用平直度仪测量得到钢板的浪高数据Y ij ,i1418,i 表示从带钢头部到尾部的浪高测量组数,j=15,j表示沿带钢宽度方向每组浪高数据的个 数。 0027 (2)浪高数据的筛选:根据模型。
15、PMax(|Y ij -Y ij-1 |)计算评价系数P,如果评价系 数P100,则将该Y ij 从浪高数据中剔除,如评价系数P100,则将该Y ij 在浪高数据中保 留。以该块带钢钢板前6组数据为例,根据模型计算得到带钢钢板前6组数据的评价系数 P参见表1。这6组数据的评价系数P均符合评价标准,予以保留。按照步骤(2)对所有的 418组数据进行计算并剔除,最后结果是:418组数据的评价系数P均符合评价标准,共计剔 除0组数据。 0028 表1根据模型计算带钢前6组数据的评价系数P 0029 组数序号1 2 3 4 5 6 评价系数P 15.0 4.8 4.5 4.1 2.2 3.5 评价结果。
16、100 100 100 100 100 100 0030 (3)浪高数据的分解:将经过剔除的各组浪高数据根据下列公式进行分解,得到 418个浪形误差量A i 和倾斜误差量B i : 0031 Y ij A i X j 2 +B i X j +C i 0032 以第1组数据为例,其中Y 1j 的数据为2.0,0.5,1.3,0.0,15.0,对应的X j 的 数据为-682.3,-361.2,0.0,361.2,682.3,采用最小二乘法进行一元二次方程的拟 合,得到系数A 1 为1.9E-5、B 1 为0.0073和C 1 为-0.7880,最后获得的分解公式为:Y 1j 1.9E-5X j 。
17、2 +0.0073X j -0.7880;按照步骤(3)对所有418组浪高数据分别进行拟合计算, 分别得到418组浪高数据的系数A i 、B i 和C i 。 0033 (4)计算倾斜误差修正量W bi : 0034 以第1组数据为例,将步骤(3)中计算获得的倾斜误差量B 1 =0.0073,及W 1 =1444.6, X 5 =682.3,X 1 =-682.3带入上式,得到倾斜误差修正量W b1 : 0035 0036 0037 0038 根据步骤(4)对418组倾斜误差量分别进行计算,得到相应的倾斜误差修正量 W bi : 说 明 书CN 103934287 A 4/5页 6 0039 。
18、0040 (5)计算浪形误差修正量W ai : 0041 以第1组数据为例,将步骤(3)中计算获得的式中计算获得的浪形误差量 A 1 =1.9E-5及W 1 =1444.6带入上式,通过积分方法得到浪形误差修正量W a1 : 0042 0043 0044 0045 根据步骤(5)对418组浪形误差量分别进行计算,得到相应的浪形误差修正量 W ai 。 0046 (6)宽度测量数据修正:确定精确的带钢宽度测量数据W act_i 。 0047 以第1组数据为例,将步骤(4)中W b1 =0和步骤(5)中的W a1 =0.18,及W 1 =1444.6 带入上式:计算获得高精度的宽度测量数据W ac。
19、t_1 : 0048 W act_1 W 1 +W a1 +W b1 0049 1444.6+0.18+0.0 0050 1444.8 0051 根据步骤(6)对418组倾斜误差修正量W bi 和浪形误差修正量W ai 分别进行计 算,得到误差消除后精确的带钢宽度测量数据W act_i 。 0052 测量误差修正前后的带钢钢板宽度对比曲线如图2所示,图中虚线代表带钢钢板 修正前的误差,实线代表带钢钢板修正后的误差,图2中X轴代表沿带钢长度方向的带钢长 度(单位m),Y轴代表带钢宽度(单位mm)。图2所显示的两条曲线的对比结果既反映了浪 形误差对实际宽度的影响,也反映了倾斜误差对实际宽度的影响。。
20、 0053 为了衡量采用本发明的一种精确测量精轧出口钢板宽度的方法修正后带钢钢板 宽度数据的准确度,通过人工离线测量的方法予以比较:首先将一卷轧制后由于宽度原因 临时封锁的带钢到精整进行重卷;接着选择带钢头部10m、15m和20m三个测量点,在每个测 量点附近由工作人员进行宽度测量,每个测量点共计测量5次,取其平均值作为实际测量 宽度数据;然后与采用本发明的一种精确测量精轧出口钢板宽度的方法所获得的宽度数据 进行对比,修正前后宽度数据与实际测量宽度数据比较结果见表2。 0054 表2. 0055 带钢位置实际测量宽度数据修正后宽度数据修正前宽度数据 10m 1370.6 1369.8 1363。
21、.9 15m 1369.8 1368.2 1351.1 20m 1370.8 1370.4 1361.6 0056 从表2可以看出,通过本发明的一种精确测量精轧出口钢板宽度的方法所获得的 说 明 书CN 103934287 A 5/5页 7 宽度数据与实际测量宽度数据相近,表明采用本发明的技术方案既可修正浪形误差对宽度 测量精度的影响,又可修正倾斜误差对宽度测量精度的影响,有效减小了带钢钢板宽度测 量的误差。 0057 需要注意的是,以上列举的仅为本发明的具体实施例,显然本发明不限于以上实 施例,随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或 联想到的所有变形,均应属于本发明的保护范围。 说 明 书CN 103934287 A 1/2页 8 图1 说 明 书 附 图CN 103934287 A 2/2页 9 图2 说 明 书 附 图CN 103934287 A 。