宝钢厚板厂剪切线优化剪切模型的应用.doc

宝钢厚板厂剪切线优化剪切模型的应用8宝钢技术2006年第4期宝钢厚板厂剪切线优化剪切模型的应用李剑(宝钢分公司厚板厂,上海200941)摘要:概述了宝钢厚板厂剪切线的主要设备配置和优化剪切数学模型的控制功能,着重探讨了切头剪数学模型的实现务件和计算模式.宝钢厚板厂剪切线利用钢板平面形状检测仪(psg)检测数据及轧制钢板中成品子板的分配计划,通过模型在线计算实现了切头剪剪切位置自动设定.模型综合考虑了设备限制,镰刀弯,钢板温度,钢板边部鼓肚量等限制条件,介绍了切头尾长度计算,轧制大板有效长度计算,分段粗切计算,来料超长或过短的处理方法等.关键词:厚板;切头剪;优化剪切;数学模型中图分类号:tg335.5l文献标识码:b文章编号:10080716(2006)04000804applicationofanoptimizedshearingmodelforbaosteelheavyplatemillsshearinglinelijian(heavyplatemill,baosteelbranch,shanghai200941,china)abstract:adescriptionofmainfacilitiesforbaosteelheavyplatemillsshearinglineandcontrolfunctionsofamathmaticalmodelforoptimizingtheshearingissummarized.adiscussiononimplementingconditionsandcalcula?tionmodeforthecropshearmathematicalmodelisfocused,theplateshapegauge(psg)isusedtodetectthedataanddistributionplanofthefinishedplatesoftherolledproductsonbaosteelheavyplatemillsshearingline.theshearingpositionofthecropshearcanbesetautomaticallythroughtheonlinecalculationbythemode1.thelimitoftheequipment,platecamber,platetemperature,platebulgingattheedge,etc.havebeentakenintoaccountbythemode1.calculationmethodsfortheplateheadandtaillengthtobecut,validlengthoftherollingplate,roughcuttingpositioninsectionsandcuttingpositionforextralongorshortplatesaredescribed.keywords:heavyplate;cropshear;optimizedshearing;mathematicalmodel0前言生产效率和成材率的高低从某种程度上反映一个厂的管理水平,技术水平以及自动化水平.提高生产效率和成材率是降低生产成本,增强企业竞争力的重要措施之一.剪切线是厚板生产主线的一部分,通常也是生产主线的瓶颈所在.而剪切线的咽喉就是对轧制大板进行分段粗切的切头剪,切头剪的生产效率和粗切合理性直接影响到整个剪切线效率和成材率.宝钢厚板厂剪切线在配备钢板平面形状检测仪(psg)的基础上通过优化剪切数学模型的在线计算,实现了各剪机设定的自动化.这其中切头剪的数模计算最为复李剑工程师1975年生1998年毕业于武汉科技大学现从事轧钢专业电话26649034杂,也最为关键.1剪切线设备布置及作用1.1设备布置剪切线的主要设备包括:冷床,修磨台架,psg,ust(在线超声波探伤设备),切头剪,双边剪,剖分剪,定尺剪,钢板测温仪,钢板磁力横移装置等.各设备布置见图1.1.2参与剪切设定的各主要设备的作用psg:用来对钢板的平面形状及边部侧立面形状进行检测.检测结果以坐标值的形式传送给在线钢板跟踪计算机系统,以便优化剪切数学模型根据合同板的尺寸和组板情况进行剪切设定计算.psg如同剪切数模的眼睛,它的测量精度直接影响到剪切设定计算精度.李剑宝钢厚板厂剪切线优化剪切模型的应用9ust:将根据已决定的剪切计划采用相应的评估标准对各个子板进行内部缺陷分类评估.切头剪:根据剪切模型计算结果对轧制钢板进行分段粗切及切除废头尾.双边剪:切除分段,切头尾后的母板两侧的毛2冷床修磨台架边,得到合同钢板宽度.剖分剪:用来将宽板在宽度方向上一分为二,以得到并排布置的符合合同宽度的两块母板.定尺剪:将钢板剪切成所要求的定尺长度.图1剪切线主要设备布置fig1layoutdrawingofmainequipmentfortheshearingline2优化剪切数学模型的控制功能剪切线实现优化剪切的流程见图2.该流程是建立在对在线钢板准确的计算机跟踪和检测基础上的.从图2可知,对来料钢板进行分段粗切的切头剪数学模型是整个模型计算和设定的第一步,也是最关键的一步.2.1切头剪数学模型功能轧制大板?系统下传成品子板的剪切分配计划psg|量结果与ust探伤缺陷数据相结合:根据轧制钢板中原有成品子板的分配计划,以psg的检测数据为基础对切头剪剪切位置进行自动优化计算,同时必须综合考虑设备限制,钢板镰刀弯,钢板温度,钢板边部鼓肚量等对剪切位置的影响.计算结果为切头剪的头,尾剪切位置和中间粗切位置.2.2双边剪及剖分剪数学模型功能四周切头剪数模根据psg,ust对切头剪剪切位置进行优化计算根据切头剪剪切结果得到粗切后母板数据母板i成品板口叩衄口口团圆口口口口口双边剪数模根据切头剪实绩对双边剪及剖分剪剪切位置进行优化计算定尺剪数模根据双边剪和剖分剪实绩对定尺剪剪切位置进行优化计算l根据双边剪和剖分剪-剪切结果得到剪切后l钢板数据剪丁了一切,i篱下,达ilii.1|剪切指令下达成品钢板tl修磨台椠切头剪双边剪和剖分剪定尺剪图2实现优化剪切的流程fig.2flowoftheoptimizedshearingimplemented10宝钢技术2006年第4期根据钢板经切头尾和粗切后的钢板平面形状跟踪数据计算双边剪和剖分剪的剪切位置.2.3定尺剪数学模型功能根据钢板经双边剪和剖分剪剪切后的钢板平面形状跟踪数据计算成品板剪切位置.3切头剪数学模型的实现条件3.1钢板平面形状进行在线准确测量剪切线切头剪前配备了一台psg,它可以在线对每一块进入剪切线的轧制大板的平面形状,镰刀弯,边部侧立面形状进行准确测量(测量结果见图3).psg的测量结果以点坐标值的形式上传到剪切线模型计算服务器上,以便自动拟合出钢板形状.3.2剪切计划的自动下传剪切线成品板的长宽尺寸通过计算机网络自动下传到优化剪切模型服务器上,与psg的钢板测量形状数据进行组合,以便进行模型优化计算,如图4.图3测量结果画面fig.3menuofmeasurementresults图4成品板和轧制大板形状的组合fig.4assemblyoffinishedplatesandrollingplate3.3可靠的钢板形状跟踪和剪切位置控制成品板尺寸精度及优化剪切模型剪切位置设定精度都达到毫米级,为了保证剪切设定的有效实施,要求钢板在剪切前的定位精度必须满足设定要求.剪切线采用多组辊道光栅,辊道编码器,剪机内光帘,测量辊,定尺机等对钢板进行跟踪和定位,以保证成品钢板的尺寸精度.4切头剪数学模型的计算模式4.1切头剪数学模型计算流程切头剪优化剪切数学模型包括切头尾长度计算,有效长度计算,钢板分段粗切计算,来料钢板长度超长或不足的处理方法等,具体流程如图5.4.2最小切头长度的确定方法最小切头长度的确定与计划剪切的第一块成品板宽度,钢板边部侧立面形状,最小的切边宽度有关,且必须满足以下关系式:切头处钢板宽度第一块成品板宽度+钢板边部侧立面形状+2最小的切边宽度+系数.如图6.切头/尾长度计算l有效长度计算l二二二二二二二二二切头方法决定l(避免分切)l二二二二二二母板分段长度计算l二二二二!兰>计长度?/liyi结柬图5切头剪优化剪切数学模型计算流程fig,5calculationflowoftheoptimizedshearingmodelforcropshear4.3有效长度的确定方法最小切尾长度确定方法与最小切头长度的确定方法相同,则有:钢板有效长度=来料钢板长度一李剑宝钢厚板厂剪切线优化剪切模型的应用11(最小头切长度+最小切尾长度),如图7.若钢板有效长度>成品板长度+试样长度,则说明该钢板能够成功切出要求的成品板,模型根据每块成品板和试样的实际长度依次设定分段粗切位置.图6切头长度的确定fig.6determinationofthelengthofthetoptobecut图7有效长度的确定fig.7determinationofthevalidlength4.4长度不足的计算方法轧制大板不可能每一块都能够轧到目标长度,也不可能每一块都没有镰刀弯,若钢板有效长度<成品板长度+试样长度,且镰刀弯,则模型启动长度不足的计算方法,最大限度地利用钢板长度和宽度.为了达到优化的目的(尽可能在轧制大板平面形状图形中排布下所有成品板),模型利用钢板边部各点坐标值,采用最小二乘法(least.squaremethod)进行计算,确定每一块成品板在来料钢板上的排布角度,从而充分利用钢板专利信息,2,2,2,2,2涂漆装置专利号:zl02260462.6专利权人:宝山钢铁股份有限公司设计人:徐兰江陈雪敏涂漆装置,包括油漆槽,两滚轴;其中,所述的油漆槽的两侧壁上分别开有两高度不等的轴承座槽;两滚槽外层包裹柔软体,两端通过轴承,轴承座分设于油漆槽两侧壁上,其中一滚轴与一驱动的实际长度和宽度,如图8.前块母板的结束点有效长度的起始点.i.图8镰刀弯计算方法fig.8calculationmethodforcambers度若在镰刀弯模式下仍然不能切出成品,只能将最后一块计划成品板切成短尺的余长板.4.5长度超长计算的方法对于来料长度明显长于成品板和试样长度之和的长钢板,则将多余长度当作余长板处理.5结束语不断提高优化剪切技术水平,提高厚板生产成材率,将是我们在今后生产中需要继续探讨的课题.尤其是剪切线切头剪的剪切设定方法,它对整个优化剪切起到了决定性作用.现宽厚板厂的切头剪模型已顺利投入使用,并处在与生产实际相结合的逐步优化阶段.切头剪剪切大板块数已从2005年9月的5499块上升到2006年3月的9327块.下一步将完善模型中的各项参数,进一步提高模型计算精度.编辑任燕(收