專利名稱：一種精軋帶鋼輥縫的控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋帶鋼成型加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種精軋帶鋼輥縫的控制方法
及裝置。
背景技術(shù)：
目前，在熱軋帶鋼的生產(chǎn)過(guò)程中，熱連軋機(jī)架的工作過(guò)程主要由計(jì)算機(jī)控制完成。 如圖1所示，為帶鋼經(jīng)過(guò)機(jī)架Fl至F7厚度變薄的過(guò)程，為了生產(chǎn)出符合尺寸要求的帶鋼， 需要精確控制各機(jī)架的輥縫，其中軋制力和軋制力矩的精確計(jì)算對(duì)調(diào)整機(jī)架輥縫起到非常 重要的作用?，F(xiàn)有技術(shù)中，軋制變形過(guò)程中的軋制力計(jì)算公式一般形式為F = S · Qp · Km (1)其中，S-軋輥與軋件的接觸面積；QP-應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)；Km-材料的變形抗力。由 此可見(jiàn)，帶鋼熱軋軋制力的大小主要取決于兩個(gè)因素①材料的變形抗力Km其中Km與軋件材質(zhì)、變形溫度、變形速率以及變形程度有關(guān)。 如果材料中含碳及合金元素多、變形溫度低、變形速率高、變形程度大，則會(huì)使材料的變形 抗力增加；②應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)Qp其中Qp與軋制變形區(qū)形狀、表面摩擦條件等因素有關(guān)。本發(fā)明主要對(duì)影響計(jì)算軋制力的應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)Qp進(jìn)行研究。近幾十年來(lái)，各 國(guó)學(xué)者給出了許多關(guān)于應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)的計(jì)算公式，如根據(jù)奧洛萬(wàn)(OROWAN)方程推導(dǎo) 的公式。但是現(xiàn)有的應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)Qp公式比較復(fù)雜，不便于計(jì)算機(jī)在線控制。影響輥縫控制的另外一個(gè)重要因素是軋制力矩的計(jì)算。一般情況下，軋制力矩的 計(jì)算公式可以寫(xiě)為
M = 2F-p-lc( 2 )其中，爐-力臂系數(shù)。在公式(2)中，主要是力臂系數(shù)爐的計(jì)算，但是現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有提供適合于各種軋 制工況的統(tǒng)一的計(jì)算力臂系數(shù)的公式，并且由于影響力臂系數(shù)的因素又較多，因此很難準(zhǔn) 確計(jì)算力臂系數(shù)。發(fā)明人在實(shí)施上述技術(shù)方案時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在如下問(wèn)題某些情況下，由于某 些機(jī)架軋制力和力矩的計(jì)算不精確，從而導(dǎo)致帶鋼頭部厚度命中率低，甚至引發(fā)廢鋼事故， 而現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算軋制力和軋制力矩又存在如下問(wèn)題1)、應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)雖然公式形 式多，但各有其使用范圍，使用者難以選擇適合于現(xiàn)場(chǎng)軋制情況的公式；大部分應(yīng)力狀態(tài)影 響系數(shù)公式較復(fù)雜，不便于計(jì)算機(jī)在線控制；2)、力臂系數(shù)可選的公式較少，經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)，不 便于實(shí)際操作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種精軋帶鋼輥縫的控制方法及裝置，通過(guò)軋制力和力矩的精確計(jì)算，從而提高帶鋼頭部厚度命中率，減少寬度拉窄和廢鋼事故。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種精軋帶鋼輥縫的控制方法，包括將所述軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率等數(shù)據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模型計(jì) 算出軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更新計(jì) 算出的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值；根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力，及根據(jù)所述軋制力矩綜合系數(shù)值計(jì)算軋 制力矩；根據(jù)所述軋制力和軋制力矩調(diào)整輥縫；其中所述軋制力綜合系數(shù)模型公式為 入
為第一模型參數(shù)；所述軋制力矩綜合系數(shù)模型公式為
其中 Pif, P2F' P3F'
+ PiM ,其中 PlM' P2M'
P3m，P4m為第二模型參數(shù)； 計(jì)算所述第一模型參數(shù)和第二模型參數(shù)使用非線性優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)公式
，當(dāng)和分別為第j塊帶鋼在第k機(jī)架
反向和正向計(jì)算出的軋制力綜合系數(shù)值時(shí)，在f(Pl，P2，P3，P4)達(dá)到最小值時(shí)，計(jì)算出第一模 型參數(shù)；當(dāng)tdPA^V分別為第j塊帶鋼在第k機(jī)架反向和正向計(jì)算出的軋制力矩綜合系數(shù) 值時(shí)，在f (Pl，P2, P3，P4)達(dá)到最小值時(shí)，計(jì)算出第二模型參數(shù)；所述計(jì)算軋制力和軋制力矩 的公式為 各符號(hào)含義
h-帶鋼出口厚度；W-帶鋼寬度；
r-厚度壓下率7 =j^, R'-軋輥壓扁半徑；
,
rT H + h
Hffl-帶鋼的平均厚度，Mm, Ic-軋輥壓扁弧長(zhǎng)Δ h-帶鋼壓下厚度，Δ h = H_h ;Km-帶鋼的變形抗力；λ -軋制力能綜合系數(shù)；F-軋制力；M-軋制力矩；λ F為軋制力綜合系數(shù)；λ Μ為軋制力矩綜合系數(shù)；j為帶鋼索引號(hào)，k為機(jī)架編號(hào)；H為帶鋼入口厚度；仏為第j塊帶鋼在第k機(jī)架反向計(jì)算的軋制力綜合系數(shù)或軋制力矩綜合系數(shù)為第j塊帶鋼在第k機(jī)架正向計(jì)算的軋制力綜合系數(shù)或軋制力矩綜合系數(shù)
6
Num_of_Strips為用于分析的帶鋼數(shù)量；Num_of_Stand為軋制過(guò)程中機(jī)架的數(shù)量。本發(fā)明還提供一種精軋帶鋼輥縫的控制裝置，包括軋制力能綜合系數(shù)值計(jì)算模塊，用于軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率等數(shù) 據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模型迭代計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更 新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更新計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型公式計(jì) 算出軋制力矩綜合系數(shù)值；軋制力和軋制力矩計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力，及根 據(jù)所述軋制力矩綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力矩；輥縫調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述軋制力和軋制力矩調(diào)整輥縫。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)將應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)和力臂系數(shù)統(tǒng)一為具有相同參數(shù) 模型的公式，簡(jiǎn)化計(jì)算軋制力和軋制力矩的過(guò)程，提高了軋制力和軋制力矩的計(jì)算精度；并 且軋制力能綜合模型的未知參數(shù)比現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)和力臂系數(shù)中包含的未 知參數(shù)少，有利于計(jì)算機(jī)在線控制，從而最終達(dá)到提高帶鋼頭部厚度命中率，減少寬度拉窄 和廢鋼事故的目的。
圖1為帶鋼在機(jī)架Fl至F7間厚度變薄的過(guò)程；圖2為實(shí)施例一提供的一種精軋帶鋼輥縫的控制方法的流程示意圖；圖3為應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)與變形區(qū)形狀因子關(guān)系圖；圖4為應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)與壓下率關(guān)系圖；圖5為力臂系數(shù)與壓下率關(guān)系圖；圖6為力臂系數(shù)與變形區(qū)形狀因子關(guān)系圖；圖7為軋制力綜合系數(shù)與壓下率關(guān)系圖；圖8為軋制力綜合系數(shù)與+關(guān)系h圖9為軋制力矩綜合系數(shù)與壓下率關(guān)系D 圖10為軋制力矩綜合系數(shù)與+關(guān)系h圖11為計(jì)算軋制力能綜合系數(shù)值的示意流程圖；圖12為實(shí)施例三提供的一種精軋帶鋼輥縫的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為圖12中所述軋制力能綜合系數(shù)值計(jì)算模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一圖2為一種精軋帶鋼輥縫的控制方法的流程示意圖，如圖2所示，該方法包括S11、將所述軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率等數(shù)據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模 型計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更 新計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型公式計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值；
S12、根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力，及根據(jù)所述軋制力矩綜合系數(shù)值計(jì) 算軋制力矩；S13、根據(jù)所述軋制力和軋制力矩調(diào)整輥縫。其中在步驟Sll中所述其中軋制力能綜合模型公式為所述軋制力綜合系數(shù)模型公式
+ P,F，其中P1F，P2F，P3F' P4F為第一模型參數(shù)； 所述軋制力矩綜合系數(shù)模型公式為知=Pw
^PlM
+ PiM '其中 PlM，P2M'
P3M，P4m為第二模型參數(shù)； 所述第一模型參數(shù)和第二模型參數(shù)使用非線性優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)公式
JNum of Strips Num of stand^
f(pi,p2,p3,p4)=j Σ Σ ^當(dāng)τ和。分別為第j塊帶鋼在 V^ “ ― (4), ^ C
第k機(jī)架反向和正向計(jì)算出的軋制力綜合系數(shù)值時(shí)，在f (Pl，p2，p3，P4)達(dá)到最小值時(shí)，計(jì)算
出第一模型參數(shù)；當(dāng)<4和;L^分別為第j塊帶鋼在第k機(jī)架反向和正向計(jì)算出的軋制力矩
綜合系數(shù)值時(shí)，在f (Pl，P2, P3，P4)達(dá)到最小值時(shí)，計(jì)算出第二模型參數(shù)；所述計(jì)算軋制力和
軋制力矩的公式為
「…F_W-Ic-Hm-Km 0064 ^ ~----λΡ
Δ 辦(5 ) M = W · Hm · R' ‘ Km ‘ λ (6)圖3和圖4分別為變形區(qū)形狀因子I與應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)及應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)
K
和壓下率關(guān)系圖，從圖3可以得出應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)幾乎隨變形區(qū)形狀因子線性增長(zhǎng)，而 受壓下率影響不是很大，因此應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)主要由變形區(qū)形狀因子決定。圖5和圖6分別為力臂系數(shù)與壓下率、力臂系數(shù)與變形區(qū)形狀因子的關(guān)系圖，從圖 5和圖6中可以得出力臂系數(shù)與壓下率、變形區(qū)形狀因子都存在關(guān)系。由上面分析可以得出，應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)與力臂系數(shù)擁有共同的影響因素變形 區(qū)形狀因子和壓下率； 由于 因此，變形區(qū)形狀因子#與壓下率r可以轉(zhuǎn)化為壓扁半徑與出口厚度比工與壓下
率r，即用一個(gè)共同的軋制力能綜合系數(shù)來(lái)統(tǒng)一應(yīng)力狀態(tài)
影響系數(shù)與力臂系數(shù)，即用 下面只要獲得軋制力能綜合系數(shù)λ函數(shù)公式即可，本發(fā)明中所述的軋制力能參 數(shù)包括軋制力和軋制力矩。由圖4中可以得出應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)與壓下率的關(guān)系還受到其
AhAh ^
它因素的影響，在此引入一個(gè)新的因子TT，使軋制力綜合系數(shù)^-yGp，則由圖7可以
Ah
得出λ F與壓下率呈指數(shù)增長(zhǎng)，從而將
入公式⑴中可以得到新的計(jì)算軋制 W-I-H K
力的公式:
(8)，然后將公式(8)代入公式(2)中看得到計(jì)算軋制力
矩的公式 使軋制力矩綜合系數(shù)4 = 2.冬.爐，即 又由于，因此新的軋制力矩公式為M = W · Hm · R' ‘ Km ‘ λΜ(11)下面構(gòu)建軋制力綜合系數(shù)Xf與軋制力矩綜合系數(shù)λ Μ的統(tǒng)一表達(dá)式，由前面
分析知影響λ Μ的主要因素可歸結(jié)為了和r，由圖7、圖9表明λ” λ Μ都隨壓下率呈指數(shù)增長(zhǎng)，且增長(zhǎng)較快；圖8、圖10表明λρ、λ Μ也都隨丁呈指數(shù)增長(zhǎng)，且增長(zhǎng)較慢c 因此，λρ、λΜ與+ r的規(guī)律性非常一致，從而建立統(tǒng)一的軋制力能綜合系數(shù)模型公式 本實(shí)施例中，為了獲得模型參數(shù)的值，可根據(jù)軋制過(guò)程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)反向計(jì)算出軋制 力綜合系數(shù)和軋制力矩綜合系數(shù)。即
Ah 其中，F(xiàn)a。t和Ma。t分別為軋制過(guò)程中實(shí)測(cè)的軋制力和軋制力矩。 又因?yàn)?
，問(wèn)題轉(zhuǎn)化為對(duì)λ Μ，都符合一個(gè)非線性優(yōu)化
目標(biāo)函數(shù) MPnPyP3, P4)即為公式(4)，*pl、p2、p3、p4，Hf(Pl，p2，p3，p4)達(dá)到最小值， 即當(dāng);和；^\分別為第j塊帶鋼在第k機(jī)架反向或正向計(jì)算出的軋制力綜合系數(shù)值時(shí)，在 f (Pl，P2, P3，P4)達(dá)到最小值時(shí)，計(jì)算出第一模型參數(shù)Pif，P2f，P3f，P4f ；當(dāng)^^和^^分別為第 j塊帶鋼在第k機(jī)架反向或正向計(jì)算出的軋制力矩綜合系數(shù)值時(shí)，在f (Pl，p2, p3, P4)達(dá)到 最小值時(shí)，計(jì)算出第二模型參數(shù)P1M，P2M，P3M，P4M。根據(jù)上面描述的方法可求出第一模型參數(shù)p1F，p2F，p3F，p4F的取值范圍。如表1所 示為計(jì)算軋制力綜合系數(shù)和軋制力時(shí)，第一模型參數(shù)的取值范圍表 1 如表2所示為計(jì)算軋制力矩綜合系數(shù)和軋制力矩時(shí)，第二模型參數(shù)的取值范圍表2 如在本實(shí)施例中，在計(jì)算軋制力綜合系數(shù)和軋制力時(shí)，第一模型參數(shù)可取值為p1F =1. 1566，p2F = 1. 4538，p3F = 0. 2836，p4F = 0 ；在計(jì)算軋制力矩綜合系數(shù)和軋制力矩時(shí)， 第二模型參數(shù)可取值為P1M = 1. 1644，p2M = 1. 7481，p3M = 0. 2741，p4M = 0. 0756。本實(shí)施例的有益效果是通過(guò)將應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)和力臂系數(shù)統(tǒng)一為軋制力能綜 合系數(shù)，簡(jiǎn)化計(jì)算軋制力和軋制力矩的過(guò)程，提高了軋制力和軋制力矩的計(jì)算精度；并且軋 制力能綜合系數(shù)的未知參數(shù)比現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)和力臂系數(shù)中包含的未知參 數(shù)少，有利于計(jì)算機(jī)在線控制，縮短運(yùn)行時(shí)間，從而最終達(dá)到提高帶鋼頭部厚度命中率，減 少寬度拉窄和廢鋼事故。實(shí)施例二圖11為計(jì)算軋制力能綜合系數(shù)值示意流程圖。如圖11所示，在實(shí)施例一的基礎(chǔ) 上，所述將軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率等數(shù)據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出 軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更新計(jì)算出 的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值，即步驟Sll采用 迭代過(guò)程，該迭代過(guò)程包括S21、預(yù)設(shè)所述軋輥壓扁半徑為原始軋輥半徑，迭代計(jì)算次數(shù)初值為1 ；S22、將所述軋輥壓扁半徑代入所述軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力綜合系數(shù) 值；S23、根據(jù)所述軋輥壓扁半徑計(jì)算出軋輥壓扁弧長(zhǎng)；其中，所述壓扁弧長(zhǎng)公式模型為 S24、根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值和軋輥壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算軋制力；S25、根據(jù)所述軋制力計(jì)算軋輥壓扁半徑，并判斷迭代次數(shù)是否達(dá)到目標(biāo)值，如果 是則繼續(xù)進(jìn)行步驟S26，否則將迭代次數(shù)加1后重復(fù)S22-S25 ；其中，所述計(jì)算軋輥壓扁半徑公式為;^ 式中，E為楊氏模量，ν為波松比，R為原始軋輥半徑；所述目標(biāo)值范圍為大于等于5。S26、將迭代次數(shù)達(dá)到所述目標(biāo)值時(shí)計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入所述軋制力矩綜 合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值；S27、輸出所述軋制力矩綜合系數(shù)值及迭代次數(shù)達(dá)到目標(biāo)值時(shí)計(jì)算出的軋制力綜 合系數(shù)值。本實(shí)施例中，所述步驟S22和S23之間的順序可以互換。
下面以某熱連軋生產(chǎn)過(guò)程中(帶鋼經(jīng)過(guò)七個(gè)機(jī)架F1-F7)為例對(duì)計(jì)算軋制力綜合 系數(shù)值和軋制力矩綜合系數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。數(shù)據(jù)如下帶鋼進(jìn)入第一機(jī)架Fl前的入口厚 度38.81mm，終軋厚度1.58mm，終軋溫度:860°C，寬度=1193. 34mm，其余數(shù)據(jù)如表3所示表3
機(jī)架帶鋼溫度 CC)軋輥速度 (m/s)原始軋輥半徑 (mm)壓下率 (%)出口厚度 (mm)Fl1037.30.97410.458.74%16.01F21009.22.15411.1554.24%7.32F3982.23.76413.941.74%4.26
F4946.75.58399.331.19%2.94F5922.27.77329.0527.84%2.12F6898.89.55324.418.94%1.72F7877.510.65321.88.21%1.58 在計(jì)算軋制力和軋制力矩綜合狀態(tài)系數(shù)時(shí)，還要計(jì)算變形抗力，則變形抗力模型 公式為 ^m =I^o+Σ (aki ·Ρ>)\· exP
bko +bk\'Pc +bk7 ~ .iIc
Sbti -Shi
(14)
其中
P i_C、Si、Mn、Ni、Cr、Ti、Mo、V、Nb 等化學(xué)成分含量
P。-含碳量； Tk-帶鋼溫度； ε-帶鋼在軋制中的形變； -帶鋼變形速率； aki_各成分項(xiàng)系數(shù)，k = 0 9; bki_各基本項(xiàng)系數(shù)，k = 0 4。 根據(jù)上述公式可計(jì)算變形抗力，如表4所示 表4
FlF2F3F4F5F6F7變形抗力 (MPa)127.85159.48196.32223.84253.95280.74330.66
12
下面詳細(xì)說(shuō)明計(jì)算軋制力綜合系數(shù)值和軋制力矩綜合系數(shù)值過(guò)程步驟1、將軋輥壓扁半徑代入軋制力綜合狀態(tài)系數(shù)模型公式Xf計(jì)算出軋制力綜合 系數(shù)值，根據(jù)表1中第一模型參數(shù)的取值范圍，在本實(shí)施例中，各參數(shù)取值為Pif = 1. 1566， P2f = 1. 4538，p3F = 0. 2836，p4F = 0，則軋制力綜合狀態(tài)系數(shù)公式為 根據(jù)上式可以計(jì)算λ F，在第一次更新計(jì)算λ F時(shí)壓扁半徑R'使用原始軋輥半徑 R，并設(shè)置此時(shí)迭代次數(shù)K = 1，以后更新計(jì)算時(shí)使用的壓扁半徑為上一次更新計(jì)算出的壓 扁半徑； 步驟2、根據(jù)步驟1計(jì)算的、使用公式~=7^和尸=^C Ah " 冬計(jì)算軋
制力，其中在計(jì)算壓扁弧長(zhǎng)時(shí)使用的壓扁半徑的取值與步驟1中的取值相同，Km使用公式 (14)計(jì)算的值；步驟3、根據(jù)步驟2中計(jì)算出的軋制力，使用Hitchcock公式可以計(jì)算壓扁半徑 其中，E為楊氏模量，ν為波松比。步驟4、如果迭代次數(shù)達(dá)到目標(biāo)值，如K > 5，則繼續(xù)進(jìn)行下面步驟5，否則對(duì)迭代次 數(shù)加1即將K = Κ+1后，再重復(fù)步驟1-4直到滿足目標(biāo)值；表5給出了計(jì)算機(jī)進(jìn)行5次迭代 時(shí)，各次的壓扁半徑、軋制力綜合系數(shù)、壓扁弧長(zhǎng)和軋制力表 5 步驟5、根據(jù)軋制力矩綜合系數(shù)模型公式
計(jì)算軋制力
矩綜合系數(shù)λΜ，及根據(jù)表2給出的計(jì)算軋制力矩時(shí)第二模型參數(shù)的取值范圍，本實(shí)施例各 參數(shù)取值為Ρ1Μ = 1. 1644，ρ2Μ = 1. 7481，ρ3Μ = 0. 2741，ρ4Μ = 0. 0756，則
迭代次數(shù)達(dá)到目標(biāo)值后，將達(dá)到目標(biāo)值更新計(jì)算出的壓扁半徑代入公式(17)中 計(jì)算出λ M，如表6所示表6 步驟6、輸出步驟5中計(jì)算出的軋制力矩綜合系數(shù)值及迭代次數(shù)達(dá)到目標(biāo)值時(shí)計(jì) 算出的軋制力綜合系數(shù)值。本實(shí)施例有益效果為壓扁半徑的取值采用迭代模型進(jìn)行，從而使計(jì)算出的軋制 力和軋制力矩的數(shù)值精度更高，能更有效的提高帶鋼頭部厚度命中率，減少寬度拉窄和廢 鋼事故。實(shí)施例三圖12為本實(shí)施例提供的一種精軋帶鋼輥縫的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖12所 示，該裝置包括軋制力能綜合系數(shù)值計(jì)算模塊31，用于將軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率 等數(shù)據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更 新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更新計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型公式計(jì) 算出軋制力矩綜合系數(shù)值；軋制力和軋制力矩計(jì)算模塊32，用于根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力，及 根據(jù)軋制力矩綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力矩；輥縫調(diào)整模塊33，用于根據(jù)所述軋制力和軋制力矩調(diào)整輥縫。本實(shí)施例的有益效果是通過(guò)將應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)和力臂系數(shù)統(tǒng)一為軋制力能綜 合系數(shù)，簡(jiǎn)化計(jì)算軋制力和軋制力矩的過(guò)程，提高了軋制力和軋制力矩的計(jì)算精度；并且軋 制力能綜合系數(shù)的未知參數(shù)比現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)和力臂系數(shù)中包含的未知參 數(shù)少，有利于計(jì)算機(jī)在線控制，縮短運(yùn)行時(shí)間，從而最終達(dá)到提高帶鋼頭部厚度命中率，減 少寬度拉窄和廢鋼事故。在實(shí)施例三的基礎(chǔ)上，如圖13所示，所述軋制力能綜合系數(shù)值計(jì)算模塊31進(jìn)一步 包括壓扁半徑預(yù)設(shè)單元311、軋制力綜合系數(shù)計(jì)算單元312、壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算單元313、軋制 力計(jì)算單元314、壓扁半徑計(jì)算及判斷單元315、軋制力矩綜合系數(shù)計(jì)算單元316及輸出單 元 317 ；其中壓扁半徑預(yù)設(shè)單元311用于預(yù)設(shè)所述軋輥壓扁半徑為原始軋輥半徑；軋制力綜合系數(shù)計(jì)算單元312用于將所述軋輥壓扁半徑代入所述軋制力綜合系 數(shù)模型公式計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值；壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算單元313用于根據(jù)所述軋輥壓扁半徑計(jì)算出軋輥壓扁弧長(zhǎng)；
軋制力計(jì)算單元314用于根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值和軋輥壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算軋制 力；所述壓扁半徑計(jì)算及判斷單元315用于根據(jù)所述軋制力計(jì)算軋輥壓扁半徑，并判 斷迭代次數(shù)是否達(dá)到目標(biāo)值，如果是則將所述軋輥壓扁半徑輸出給所述軋制力矩綜合系數(shù) 計(jì)算單元317，否則將迭代次數(shù)加1后，將所述軋輥壓扁半徑輸出給所述軋制力綜合系數(shù)計(jì) 算單元312和所述壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算單元313 ；所述軋制力矩綜合系數(shù)計(jì)算單元316用于將所述軋輥壓扁半徑代入所述軋制力 矩綜合系數(shù)模型公式計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值；輸出單元317用于輸出所述軋制力矩綜合系數(shù)值及達(dá)到目標(biāo)迭代次數(shù)時(shí)計(jì)算出 的軋制力綜合系數(shù)值。本實(shí)施例有益效果為壓扁半徑的取值采用迭代模型進(jìn)行，從而計(jì)算出的軋制力 和軋制力矩的數(shù)值精度更高，能更有效的提高帶鋼頭部厚度命中率，減少寬度拉窄和廢鋼事故。最后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是 可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì) 中，如該介質(zhì)可以為ROM/RAM、磁碟、光盤(pán)等，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括如下步驟將軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率等數(shù)據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出 軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更新計(jì)算出 的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值； 根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力，及根據(jù)所述軋制力矩綜合系數(shù)值計(jì)算軋 制力矩；根據(jù)所述軋制力和軋制力矩調(diào)整輥縫。當(dāng)然，以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種精軋帶鋼輥縫的控制方法，其特征在于，包括將軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率數(shù)據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更新計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值；根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力，及根據(jù)所述軋制力矩綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力矩；根據(jù)所述軋制力和軋制力矩調(diào)整輥縫；其中所述軋制力綜合系數(shù)模型公式為其中p1F，p2F，p3F，p4F為第一模型參數(shù)；所述軋制力矩綜合系數(shù)模型公式為其中p1M，p2M，p3M，p4M為第二模型參數(shù)；計(jì)算所述第一模型參數(shù)和第二模型參數(shù)均使用非線性優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)公式當(dāng)和分別為第j塊帶鋼在第k機(jī)架反向和正向計(jì)算出的軋制力綜合系數(shù)值，且在f(p1，p2，p3，p4)達(dá)到最小值時(shí)，計(jì)算出第一模型參數(shù)；當(dāng)和分別為第j塊帶鋼在第k機(jī)架反向和正向計(jì)算出的軋制力矩綜合系數(shù)值，且在f(p1，p2，p3，p4)達(dá)到最小值時(shí)，計(jì)算出第二模型參數(shù)；所述計(jì)算軋制力和軋制力矩的公式為 <mrow><mi>F</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>W</mi><mo>·</mo><msub> <mi>l</mi> <mi>c</mi></msub><mo>·</mo><msub> <mi>H</mi> <mi>m</mi></msub><mo>·</mo><msub> <mi>K</mi> <mi>m</mi></msub> </mrow> <mi>Δh</mi></mfrac><mo>·</mo><msub> <mi>λ</mi> <mi>F</mi></msub> </mrow>M＝W·Hm·R′·Km·λM各符號(hào)含義h為帶鋼出口厚度；W為帶鋼寬度；r為厚度壓下率，R′為軋輥壓扁半徑；Hm為帶鋼的平均厚度，lc為軋輥壓扁弧長(zhǎng)；Δh為帶鋼壓下厚度，Δh＝H h；Km為帶鋼的變形抗力；λ為軋制力能綜合系數(shù)；F為軋制力；M為軋制力矩；λF為軋制力綜合系數(shù)；λM為軋制力矩綜合系數(shù)；j為帶鋼索引號(hào)，k為機(jī)架編號(hào)；H為帶鋼入口厚度；為第j塊帶鋼在第k機(jī)架反向計(jì)算的軋制力綜合系數(shù)或軋制力矩綜合系數(shù)；為第j塊帶鋼在第k機(jī)架正向計(jì)算的軋制力綜合系數(shù)或軋制力矩綜合系數(shù)；Num_of_Strips為用于分析的帶鋼數(shù)量；Num_of_Stand為軋制過(guò)程中機(jī)架的數(shù)量。F2009100535725C0000011.tif,F2009100535725C0000012.tif,F2009100535725C0000013.tif,F2009100535725C0000014.tif,F2009100535725C0000015.tif,F2009100535725C0000016.tif,F2009100535725C0000017.tif,F2009100535725C0000022.tif,F2009100535725C0000023.tif,F2009100535725C0000024.tif,F2009100535725C0000025.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一模型參數(shù)各參數(shù)取值范圍分別 為1· 1527 彡 p1F 彡 1. 1605,1. 3811 彡 p2F 彡 1. 5265,0. 2789 彡 p3F 彡 0. 2884，p4F取值為 0 ；所 述第二模型參數(shù)各參數(shù)取值范圍分別為1. 1605 ( p1M ( 1. 1683，1. 6607 ( p2M ( 1. 8355，0.2693 彡 p3M 彡 0. 2789,0. 0718 彡 p4M 彡 0. 0794。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一模型參數(shù)各參數(shù)取值為p1F =1. 1566，p2F = 1. 4538，p3F = 0. 2836，p4F = 0 ；所述第二模型參數(shù)各參數(shù)取值為:p1M =1.1644，p2M = 1. 7481，p3M = 0. 2741，p4M = 0. 0756。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓 下率數(shù)據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值 更新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更新計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型計(jì)算 出軋制力矩綜合系數(shù)值，采用迭代過(guò)程，所述迭代過(guò)程包括①、預(yù)設(shè)所述軋輥壓扁半徑為原始軋輥半徑，迭代次數(shù)初值為1；②、將所述軋輥壓扁半徑代入所述軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值；③、根據(jù)所述軋輥壓扁半徑計(jì)算出軋輥壓扁弧長(zhǎng)；④、根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值和軋輥壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算軋制力；⑤、根據(jù)所述軋制力計(jì)算出軋輥壓扁半徑，并判斷迭代次數(shù)是否達(dá)到目標(biāo)值，如果是則 繼續(xù)進(jìn)行步驟⑥，否則將迭代次數(shù)加1后重復(fù)步驟②_⑤；⑥、將迭代次數(shù)達(dá)到所述目標(biāo)值時(shí)計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入所述軋制力矩綜合系數(shù) 模型公式計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值；⑦、輸出所述軋制力矩綜合系數(shù)值及迭代次數(shù)達(dá)到所述目標(biāo)值時(shí)計(jì)算出的軋制力綜合 系數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)值為大于等于5。
6.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至5之一所述一種精軋帶鋼輥縫的控制方法的裝置，其特征在 于，包括軋制力能綜合系數(shù)值計(jì)算模塊，用于將軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率數(shù)據(jù)代 入軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更新計(jì)算出 軋輥壓扁半徑，將更新計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力矩 綜合系數(shù)值；軋制力和軋制力矩計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力，及根據(jù)所 述軋制力矩綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力矩；輥縫調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述軋制力和軋制力矩調(diào)整輥縫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述軋制力能綜合系數(shù)值計(jì)算模塊包括 壓扁半徑預(yù)設(shè)單元、軋制力綜合系數(shù)計(jì)算單元、壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算單元、軋制力計(jì)算單元、壓扁 半徑計(jì)算及判斷單元、軋制力矩綜合系數(shù)計(jì)算單元及輸出單元；其中所述壓扁半徑預(yù)設(shè)單元用于預(yù)設(shè)所述軋輥壓扁半徑為原始軋輥半徑，迭代計(jì)算次數(shù)初 值為1;所述軋制力綜合系數(shù)計(jì)算單元用于將所述軋輥壓扁半徑代入所述軋制力綜合系數(shù)模型公式計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值；所述壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算單元用于根據(jù)所述軋輥壓扁半徑計(jì)算出軋輥壓扁弧長(zhǎng)； 所述軋制力計(jì)算單元用于根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值和軋輥壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算軋制力； 所述壓扁半徑計(jì)算及判斷單元用于根據(jù)所述軋制力計(jì)算軋輥壓扁半徑，并判斷迭代 次數(shù)是否達(dá)到目標(biāo)值，如果是則將所述軋輥壓扁半徑輸出給所述軋制力矩綜合系數(shù)計(jì)算單 元，否則將迭代次數(shù)加1后，將所述軋輥壓扁半徑輸出給所述軋制力綜合系數(shù)計(jì)算單元和 所述壓扁弧長(zhǎng)計(jì)算單元；所述軋制力矩綜合系數(shù)計(jì)算單元用于將迭代次數(shù)達(dá)到所述目標(biāo)值時(shí)計(jì)算出的軋輥壓 扁半徑代入所述軋制力矩綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值；所述輸出單元用于輸出所述軋制力矩綜合系數(shù)值及迭代次數(shù)達(dá)到所述目標(biāo)值時(shí)計(jì)算 出的軋制力綜合系數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種精軋帶鋼輥縫的控制方法，包括將軋輥壓扁半徑、帶鋼出口厚度及壓下率等數(shù)據(jù)代入軋制力綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力綜合系數(shù)值，根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值更新計(jì)算出軋輥壓扁半徑，將更新計(jì)算出的軋輥壓扁半徑代入軋制力矩綜合系數(shù)模型計(jì)算出軋制力矩綜合系數(shù)值；根據(jù)所述軋制力綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力，及根據(jù)軋制力矩綜合系數(shù)值計(jì)算軋制力矩；根據(jù)所述軋制力和軋制力矩調(diào)整輥縫。其中，計(jì)算軋制力及力矩公式為M＝W·Hm·R′·Km·λM，軋制力和力矩綜合系數(shù)模型公式分別為本發(fā)明還公開(kāi)與上述方法對(duì)應(yīng)的裝置。有益效果由于提高了軋制力、軋制力矩的計(jì)算精確，因此提高了帶鋼厚度精度，減少了帶鋼頭部寬度拉窄和廢鋼事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)B21B37/58GK101927267SQ20091005357
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者張健民, 李維剛 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司