一种用于CVC-6型平整机组的辊型控制方法

摘要

一种用于CVC-6型平整机组的辊型控制方法，属于平整生产工艺技术领域。结合CVC-6型平整机组的设备与平整工艺特点，提出了一套以色差防治为目标的辊型曲线，通过优化工作辊、中间辊以及支撑辊的辊型配置，充分发挥中间辊的窜动以及工作辊与中间辊的弯辊能力来控制板形，同时消除中间辊与工作辊、支撑辊的点接触以及由此带来的辊间压力局部过大、局部磨损过大等问题，从而可以保证产品板形质量的前提下大大提高辊间压力的分布均匀性，有效降低带钢表面的色差缺陷。

主权项

1.一种用于CVC-6型平整机组的辊型控制方法，其特征在于：CVC-6型平整机组的中间辊采用平辊配置；对于工作辊与支撑辊，采用特征曲线方程如下式(1)、(2)进行控制；$D_w\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}{D}_w& \left|x\right|\le (L_w/2-l_{\mathrm{zw}})\\ D_w-2{\delta }_w{\left(\frac{\left|x\right|-(L_w/2-l_{\mathrm{zw}})}{l_{\mathrm{zw}}}\right)}^{k_w}& \left|x\right|>(L_w/2-l_{\mathrm{zw}})\end{array}\right.---\left(1\right)$$D_b\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}{D}_b& \left|x\right|\le (L_b/2-l_{\mathrm{zb}})\\ D_b-2{\delta }_b{\left(\frac{\left|x\right|-(L_b/2-l_{\mathrm{zb}})}{l_{\mathrm{zb}}}\right)}^{k_b}& \left|x\right|>(L_b/2-l_{\mathrm{zb}})\end{array}\right.---\left(2\right)$式中：D_w(x)为工作辊的辊型曲线、D_b(x)为支撑辊的辊型曲线；x为横向坐标；D_w为工作辊的平辊段直径、D_b为支撑辊的平辊段直径；L_w为工作辊的辊身长度、L_b为支撑辊的辊身长度；δ_w为工作辊的削肩深度、δ_b为支撑辊的削肩深度；l_zw为工作辊的削肩长度；、l_zb为支撑辊的削肩长度；k_w为工作辊的边部辊型曲线特征指数、k_b为支撑辊的边部辊型曲线特征指数；参数确定步骤：步骤一、收集平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度L_W，工作辊平辊段直径D_w，中间辊辊身长度L_M，中间辊直径D_m，支撑辊辊身长度L_b，支撑辊平辊段直径D_b，支撑辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距l₁，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距l₂，工作辊最大正弯辊力工作辊最大负弯辊力中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距l₃，中间辊最大正弯辊力中间辊最大负弯辊力最大轧制压力P，最大轧制速度V；步骤二、收集带钢的品种规格范围包括带钢宽度b，厚度h，抗拉强度σ_b；步骤三、以δ_w、δ_b、l_zw、l_zb、k_w、k_b为辊型特征曲线的关键参数和优化变量，分别设定工作辊与支撑辊的曲线方程；步骤四、优化计算出支撑辊与工作辊辊型特征曲线的关键参数，包括以下步骤：步骤4.1、给定工作辊弯辊力的设定值$S_w=\frac{S_{w\max }^{+}-S_{w\max }^{-}}{2};$步骤4.2、给定中间辊弯辊力的设定值$S_m=\frac{S_{m\max }^{+}-S_{m\max }^{-}}{2};$步骤4.3、给定工作辊特征辊型曲线关键参数初始值X_0w＝[δ_w，l_zw，k_w]＝[0，0，1]步骤4.4、给定支撑辊的初始曲线特征参数X_0b＝[δ_b，l_zb，k_b]＝[0，0，1]步骤4.5、计算出典型规格产品j在当前弯辊与辊型下的轧制压力横向分布值q′_ji、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值q_wmji、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值q_bmji、表征板形的带材前张力横向分布值σ_1ji；步骤4.6、计算出典型规格产品j在当前情况下的辊型特征曲线关键参数优化目标函数$F_j\left(X_b\right)={\alpha }_1·\frac{\max \left({\sigma }_{1\mathrm{ji}}\right)-\min \left({\sigma }_{1\mathrm{ji}}\right)}{\overline{{\sigma }_{1\mathrm{ji}}}}+{\alpha }_2·\frac{\max \left({q^{\prime }}_{\mathrm{ji}}\right)\text{-min}\left({q^{\prime }}_{\mathrm{ji}}\right)}{\overline{{q^{\prime }}_{\mathrm{ji}}}}+$${\alpha }_3·\frac{\max \left(q_{\mathrm{wmji}}\right)-\min \left(q_{\mathrm{wmji}}\right)}{\overline{q_{\mathrm{wmji}}}}+{\alpha }_4·\frac{\max \left(q_{\mathrm{bmji}}\right)-\min {\left(q_{\mathrm{bmji}}\right)}^{,}}{\overline{q_{\mathrm{bmji}}}}$其中α₁，α₂，α₃，α₄为加权系数，α₁+α₂+α₃+α₄＝1.0；max(σ_1ji)、max(q′_ji)、max(q_wmji)、max(q_bmji)分别为带材前张力横向分布值的最大值、轧制压力横向分布值的最大值、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值的最大值、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值的最大值；min(σ_1ji)、min(q′_ji)、min(q_wmji)、min(q_bmji)分别为带材前张力横向分布值的最小值、轧制压力横向分布值的最小值、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值的最小值、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值的最小值；分别为带材前张力横向分布值的平均值、轧制压力横向分布值的平均值、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值的平均值、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值的平均值；步骤4.7、计算出所有规格产品在当前情况下的辊型特征曲线关键参数总的优化目标函数其中β_j为产量加权系数，由各规格产品的生产产量在总产量中的比例来确定；n为产品大纲中的规格数；步骤4.8、判断Powell条件是否成立，若不成立，重复执行步骤4.4、4.5、4.6、4.7，直至Powell条件成立，结束计算，得出支撑辊辊型特征曲线关键参数X_yb＝[δ_by，l_zby，k_by]；步骤4.9、开始工作辊辊型曲线优化，给定支撑辊的辊型曲线特征参数X_b＝X_yb＝[δ_by，l_zby，k_by]；步骤4.10、给定工作辊特征辊型曲线关键参数初始值X_0w＝[δ_w，l_zw，k_w]＝[0，0，1]；步骤4.11、计算出典型规格产品j在当前弯辊与辊型下的轧制压力横向分布值q′_ji、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值q_wmji、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值q_bmji、表征板形的带材前张力横向分布值σ_1ji；步骤4.12、计算出典型规格产品j在当前情况下的辊型特征曲线关键参数优化目标函数$F_j\left(X_w\right)={\alpha }_1·\frac{\max \left({\sigma }_{1\mathrm{ji}}\right)-\min \left({\sigma }_{1\mathrm{ji}}\right)}{\overline{{\sigma }_{1\mathrm{ji}}}}+{\alpha }_2·\frac{\max \left({q^{\prime }}_{\mathrm{ji}}\right)\text{-min}\left({q^{\prime }}_{\mathrm{ji}}\right)}{\overline{{q^{\prime }}_{\mathrm{ji}}}}+$${\alpha }_3·\frac{\max \left(q_{\mathrm{wmji}}\right)-\min \left(q_{\mathrm{wmji}}\right)}{\overline{q_{\mathrm{wmji}}}}+{\alpha }_4·\frac{\max \left(q_{\mathrm{bmji}}\right)-\min {\left(q_{\mathrm{bmji}}\right)}^{,}}{\overline{q_{\mathrm{bmji}}}}$其中α₁，α₂，α₃，α₄为加权系数，α₁+α₂+α₃+α₄＝1.0；max(σ_1ji)、max(q′_ji)、max(q_wmji)、max(q_bmji)分别为带材前张力横向分布值的最大值、轧制压力横向分布值的最大值、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值的最大值、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值的最大值；min(σ_1ji)、min(q′_ji)、min(q_wmji)、min(q_bmji)分别为带材前张力横向分布值的最小值、轧制压力横向分布值的最小值、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值的最小值、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值的最小值；分别为带材前张力横向分布值的平均值、轧制压力横向分布值的平均值、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值的平均值、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值的平均值；步骤4.13、计算出所有规格产品在当前情况下的辊型特征曲线关键参数总的优化目标函数其中β_j为产量加权系数，由各规格产品的生产产量在总产量中的比例来确定；n为产品大纲中的规格数；步骤4.14、判断Powell条件是否成立，若不成立，重复上述步骤4.10、4.11、4.12、4.13，直至Powell条件成立，结束计算，得出工作辊辊型特征曲线关键参数X_yw＝[δ_wy，l_zwy，k_wy]；步骤五、将上述辊型曲线参数代入工作辊的辊型曲线方程和支撑辊的辊型曲线方程得到优化后的工作辊的辊型曲线方程和支撑辊的辊型曲线方程。