一种平整机组轧制模式的控制方法

摘要

本发明公开了一种平整机组轧制模式的控制方法，用于控制平整机组的1#和2#机架，可以根据单双两用平整机组的设备参数；主要包括机架刚度、极限张力等，以及带材的工艺参数；主要包括来料粗糙度、成品粗糙度允许范围、延伸率允许范围等，选择合适的轧制模式，实现延伸率的最优控制。充分满足用户对产品机械性能、表面质量等方面的需求，增强机组对产品的适应性。降低投资成本，发挥出机组的潜能，提高设备的利用率。本发明所述方法简单明了，适合在线应用。

主权项

1.一种平整机组轧制模式的控制方法，用于控制平整机组的1^#和2^#机架，其特征在于包括以下步骤：(a)收集平整机组的主要设备参数：1^#和2^#机架工作辊直径D_w1，D_w2、1^#和2^#机架工作辊原始粗糙度Ra_r1、Ra_r2、1^#和2^#机架工作辊轧制公里数L₁，L₂；(b)收集待平整产品的关键轧制工艺参数：带材厚度H、宽度B、材料强度σ_s、延伸率允许范围ε_min与ε_max、来料粗糙度Ra₀、成品粗糙度允许范围Ra_1min与Ra_1max、前张力允许范围T_21min与T_21max、中张力允许范围T_11min与T_11max、后张力允许范围T_10min与T_10max；(c)通过试验，给出1^#和2^#机架的刚度p-h曲线，求出刚度为常量时所允许的最小轧制压力P_1min，P_2min；(d)建立一套反映平整机轧制压力与延伸率之间一一对应关系的数学模型：$P=f(ϵ,T_1,T_0,B,H,{\sigma }_s,D_w)$$=\frac{({\sigma }_s-\frac{T_0+T_1}{2})·H·(1-ϵ)}{\mu }\left\{\exp \right\{\frac{\mu ·\left\{\frac{1}{2}(a_1\ln \left(ϵ\right)+a_0)\right[\frac{D_w\mathrm{ϵ\mu }}{2}+\sqrt{{\left(\frac{D_w\mathrm{ϵ\mu }}{2}\right)}^2+{2D}_w\mathrm{Hϵ}}\left]\right\}}{H(1-ϵ)}\}-1\}B$ε＝f^-1(P，T₁，T₀，B，H，σ_s，D_w)；式中：P-总轧制压力；B-带材宽度；D_w-机架工作辊直径；σ_s-带材屈服强度；T₁-前张力；T₀-后张力；H-机架入口厚度；a₀，a₁-平整钢种与工况影响系数，其中a0取值在0至5之间，a₁在-5至5之间；ε-带材延伸率；μ-摩擦系数；(e)利用现场实际数据，建立一套反映工作辊表面粗糙度与换辊后轧制公里数一一对应关系的数学模型，式中，Ra_r为当前轧制公里数下工作辊表面粗糙度、Ra_r0为工作辊原始表面粗糙度、L为工作辊轧制公里数、B_L为工作辊粗糙度衰减系数；(f)建立一套反映成品带钢粗糙度与平整机工作辊原始粗糙度、带钢原始粗糙度、工作辊轧制公里数、带材厚度、材料强度及延伸率之间一一对应关系的数学模型：${\mathrm{Ra}}_{\mathrm{strip}}=g({\mathrm{Ra}}_{\mathrm{strip}0},ϵ,{\mathrm{Ra}}_r,L,H,{\sigma }_s)$$={\eta }_1[1-{\alpha }_h\left(\mathrm{Hϵ}\right)-{{\alpha }^{\prime }}_h{\left(\mathrm{Hϵ}\right)}^2]e^{{\alpha }_k{\sigma }_s}{e}^{{\alpha }_{ϵ}ϵ}{\mathrm{Ra}}_r{e}^{B_{L}L}+{\eta }_2\mathrm{th}\left[{\beta }_h\left(\mathrm{Hϵ}\right)\right]e^{{\beta }_k{\sigma }_s}\mathrm{th}\left({\beta }_{ϵ}ϵ\right){\mathrm{Ra}}_{\mathrm{strip}0}$${\mathrm{Ra}}_{\mathrm{stri}{p}_0}=g^{-1}({\mathrm{Ra}}_{\mathrm{strip}},ϵ,{\mathrm{Ra}}_r,L,H,{\sigma }_s);$式中：Ra_strip-成品带钢表面粗糙度；Ra_strip0-来料带钢表面粗糙度；Ra_r-工作辊表面粗糙度；α_h，α_h′-成品板面粗糙度遗传部分中机架带材的入口厚度影响系数；α_k，β_k-成品板面粗糙度遗传部分与附加部分中机架带材的材质影响系数；α_ε，β_ε-成品板面粗糙度遗传部分与附加部分中机架压下率影响系数；β_h-成品板面粗糙度附加部分中机架带材的入口厚度影响系数；η₁，η₂-机组设备特性影响参数，η₁，η₂取值范围在0.5～2.0之间；(g)将P_2min、T_21max、T_11max、B、H、σ_s、D_w2等参数代入步骤(d)所示相关数学模型，从机架刚度角度求出2^#机架所允许的极限最小延伸率ε_2min；(h)将ε_2min、Ra_1min、L₂、Ra_r2、H、σ_s代入步骤(f)所示相关数学模型，求出在2^#机架采用极限最小延伸率的情况下要满足成品带钢的粗糙度要求时，1^#机架出口带钢粗糙度的保证值(i)根据带材的延伸率公差范围，计算出2^#机架采用极限最小延伸率时，1^#机架理论上应该承受的极限延伸率ε_1min＝ε_max-ε_2min；(j)将ε_1min、T_10max、T_11max、B、H、σ_s、D_w1等参数代入步骤(d)所示相关数学模型，求出相应的1^#机架的平整轧制压力值P₁；(k)将ε_1min、Ra₀、L₁、H、σ_s代入步骤(f)所示相关数学模型，求出1^#机架在延伸率为ε_1min时出口带钢粗糙度进行控制；否则，选择小延伸率轧制模式，执行步骤(n)，按照小延伸率轧制模式进行控制；(m)在大延伸率轧制模式下，1^#和2^#机架同时使用；(n)在小延伸率轧制模式下，1^#机架轧机不压下轧制，工作辊和中间辊离线。