[发明专利]一种精轧带钢辊缝的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及热轧带钢成型加工技术领域，尤其涉及一种精轧带钢辊缝的控制方法及装置。

背景技术

目前，在热轧带钢的生产过程中，热连轧机架的工作过程主要由计算机控制完成。如图1所示，为带钢经过机架F1至F7厚度变薄的过程，为了生产出符合尺寸要求的带钢，需要精确控制各机架的辊缝，其中轧制力和轧制力矩的精确计算对调整机架辊缝起到非常重要的作用。现有技术中，轧制变形过程中的轧制力计算公式一般形式为：

F＝S·Q_p·K_m    (1)

其中，S-轧辊与轧件的接触面积；Q_p-应力状态影响系数；K_m-材料的变形抗力。由此可见，带钢热轧轧制力的大小主要取决于两个因素：

①材料的变形抗力K_m其中K_m与轧件材质、变形温度、变形速率以及变形程度有关。如果材料中含碳及合金元素多、变形温度低、变形速率高、变形程度大，则会使材料的变形抗力增加；

②应力状态影响系数Q_p其中Q_p与轧制变形区形状、表面摩擦条件等因素有关。

本发明主要对影响计算轧制力的应力状态影响系数Q_p进行研究。近几十年来，各国学者给出了许多关于应力状态影响系数的计算公式，如：根据奥洛万(OROWAN)方程推导的公式。但是现有的应力状态影响系数Q_p公式比较复杂，不便于计算机在线控制。

影响辊缝控制的另外一个重要因素是轧制力矩的计算。一般情况下，轧制力矩的计算公式可以写为：

其中，-力臂系数。

在公式(2)中，主要是力臂系数的计算，但是现有技术中没有提供适合于各种轧制工况的统一的计算力臂系数的公式，并且由于影响力臂系数的因素又较多，因此很难准确计算力臂系数。

发明人在实施上述技术方案时，发现现有技术存在如下问题：某些情况下，由于某些机架轧制力和力矩的计算不精确，从而导致带钢头部厚度命中率低，甚至引发废钢事故，而现有技术中计算轧制力和轧制力矩又存在如下问题：1)、应力状态影响系数虽然公式形式多，但各有其使用范围，使用者难以选择适合于现场轧制情况的公式；大部分应力状态影响系数公式较复杂，不便于计算机在线控制；2)、力臂系数可选的公式较少，经验性较强，不便于实际操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种精轧带钢辊缝的控制方法及装置，通过轧制力和力矩的精确计算，从而提高带钢头部厚度命中率，减少宽度拉窄和废钢事故。

为解决上述技术问题，本发明提供一种精轧带钢辊缝的控制方法，包括：

将所述轧辊压扁半径、带钢出口厚度及压下率等数据代入轧制力综合系数模型计算出轧制力综合系数值，根据所述轧制力综合系数值更新计算出轧辊压扁半径，将更新计算出的轧辊压扁半径代入轧制力矩综合系数模型计算出轧制力矩综合系数值；

根据所述轧制力综合系数值计算轧制力，及根据所述轧制力矩综合系数值计算轧制力矩；

根据所述轧制力和轧制力矩调整辊缝；

其中

所述轧制力综合系数模型公式为：其中p_1F，p_2F，p_3F，p_4F为第一模型参数；

所述轧制力矩综合系数模型公式为：其中p_1M，p_2M，p_3M，p_4M为第二模型参数；

计算所述第一模型参数和第二模型参数使用非线性优化目标函数公式：当和分别为第j块带钢在第k机架反向和正向计算出的轧制力综合系数值时，在f(p₁，p₂，p₃，p₄)达到最小值时，计算出第一模型参数；当和分别为第j块带钢在第k机架反向和正向计算出的轧制力矩综合系数值时，在f(p₁，p₂，p₃，p₄)达到最小值时，计算出第二模型参数；所述计算轧制力和轧制力矩的公式为：