轧制过程预测钢板厚度的方法

摘要

一种在轧制过程中在线预测钢板厚度的方法，包括计算辊系弹性变形对轧机弹跳的影响，测量轧机牌坊及相关机械部件的弹性变形，计算轧机弹跳，预测钢板的厚度和消除轧机弹跳模型零点漂移对厚度预测的影响等步骤，本发明能够以很高的精度、稳定、快捷地预测钢板厚度，为轧制过程自动控制和人工干预提供必要的信息，本发明适用于中厚板轧机、热连轧过程的精粗轧机和精轧机及有色金属较厚板材的轧机。

主权项

1、一种在轧制过程中在线预测钢板厚度的方法，其特征在于包括以下步骤：①用影响函数法计算辊系弹性变形对轧机弹跳的影响Ys $Y_s=\frac{F*K_F}{1000}$式中Y_s是辊系弹性变形，F是轧制力；②将辊系弹性变形计算结果回归成在线数学模型 $Y_s=\frac{F*K_F}{1000}---\left(12\right)$ $K_F=K_{F1}+K_{F2}·\left(\frac{\mathrm{Width}}{2000}\right)$ $K_{F1}=a_1+a_2·\left(\frac{R_w}{500}\right)+a_3·\left(\frac{R_b}{1000}\right)+a_4·C_w+a_5·C_b$ $K_{F2}=b_1+b_2·\left(\frac{R_w}{500}\right)+b_3·\left(\frac{R_b}{1000}\right)+b_4·C_w+b_5·C_b$其中，Y_s是辊系弹性变形，F是轧制力，Width是轧件宽度，R_w，R_b分别是工作辊、支撑辊半径，C_w，C_b分别是工作辊、支撑辊凸度，a₁～a₅、b₁～b₅是数学模型回归参数。分析式(12)，可以看出轧辊的弹性变形与轧制力成正比，而比例系数K_F由两部分组成，其中K_F1是与轧件宽度无关的部分，而K_F2是与轧件宽度有关的部分，但是K_F1和K_F2都是工作辊辊径、支撑辊辊径、工作辊凸度和支撑辊凸度的线性函数；③测量轧机牌坊及相关机械部件的弹性变形；④得到轧机弹跳S_F的数学模型， $S_F=a_1\times {(\frac{F}{F_{\mathrm{st}}}-N)}^{1/2}+a_2\times (\frac{F}{F_{\mathrm{st}}}-N)+a_3\times {(\frac{F}{F_{\mathrm{st}}}-N)}^{3/2}+a_4\times {(\frac{F}{F_{\mathrm{st}}}-N)}^2$其中，S_F是轧机弹跳，F是压力(等同于轧制过程的轧制力)，F_st是测量过程压力的步进值，N是初始压力与F_st的比值，a₁～a₄是模型回归系数；⑤用厚度计模型预测钢板的厚度，厚度计模型为 $h=(S-S_0)+(S_F-S_{F0})+\frac{F}{F_{\mathrm{st}}}\Delta K_F$式中h是钢板的厚度，S是设定辊缝，S₀是轧制力等于调零压力F₀时的辊缝值，S_F是在参考辊系下轧制力等于F时的轧机弹跳，S_F0是在参考辊系下轧制力等于调零压力F₀时的轧机弹跳，ΔK_F是非参考辊系(即工作辊和支撑辊辊径、凸度和轧件宽度发生变化)的辊系弹性变形比例系数与参考辊系比例系数的差值；⑥消除轧机弹跳模型零点漂移对厚度预测的影响，用轧机弹跳修正数学模型计算，预测出钢板的厚度： $h=(S-S_0)+(S_F-S_{F0})+\frac{F}{F_{\mathrm{st}}}\Delta K_F+{\Delta }_{0\left(n\right)},$式中Δ_0(n)是第n块钢的零点修正值，Δ_0(n)＝(1-α)·Δ_0(n-1)+α·(h′_n-1-h_n-1)其中，h′_n-1是第n-1块钢的实测厚度，      h_n-1是第n-1块钢的预测厚度，      Δ_0(n-1)是第n块钢的零点修正值。