[发明专利]DC轧机轧制压力、辊间压力的预报方法

权利要求书

1.一种DC轧机轧制压力、辊间压力的预报方法，其特征是：所述方法 包括以下步骤：

(a)收集实际DC轧机的设备参数及工艺参数：

包括支承辊的辊身长度L_b、压下支点与辊身端部距离L_bz、水平力作用 点与辊身端部距离L_bx、辊身直径D_b或半径R_b、辊颈直径D_b1、弹性模量E_b、 泊松比v_b，工作辊辊身长度L_w、弯辊力作用点与辊身端部距离L_wz、水平力 作用点与辊身端部距离L_wx、辊身直径D_w或半径R_w、辊颈直径D_w1、弹性模 量E_w、泊松比v_w、交叉角θ、偏移量e_c、摩擦圆半径ρ_w，工作辊和支承辊 之间的辊间摩擦系数μ_R、滚动摩擦力臂M，轧件来料规格尺寸B×h×l、入 口厚度横向分布拟合曲线、弹性模量E_s、泊松比v_s，前后总张力T₁、T₀；

(b)将辊系及轧件沿辊身方向离散化：

在工作辊和支承辊辊身长度L范围内，沿辊身方向，将辊系划分为m个 单元，将轧件划分为n个单元，其中m＝n+2d，m、n均为奇数，d为辊身 端部到同侧轧件边部的辊系单元划分个数，以左压下支点为坐标原点，单 元宽度为Δy_i，i＝1，2，…，m，各单元的中点坐标为y_i，i＝1，2，…，m；将作用在轧辊上 的轧制压力、辊间压力及辊系变形也按相同单元离散化；

(c)假设初始辊缝形状：

假设初始辊缝形状为：

h1*(y)=b0+b2(2yB)2+b4(2yB)4]]>

式中：

b₀-轧后厚度横向分布零次回归系数；

b₂-轧后厚度横向分布二次回归系数；

b₄-轧后厚度横向分布四次回归系数；

(d)设定轧制压力：

设定轧制压力方向α_i为：

αi=-arcsin2Dw(yi-L/2)θDw2+2(yi-L/2)2θ2(i=d+1,d+2,...,d+n);]]>

(e)设定辊间压力，包括以下有计算机系统执行的步骤：

e1)设定辊间压力方向初始假设值β_i0为：

βi0=arctanμR--(yi-L/2)θ+ecRb+Rwi=1,2,...,m;]]>

e2)基于影响函数法，建立DC轧机辊系变形模型和金属模型，计算DC 轧机辊系所受的未知力、各单元的工作辊水平方向挠度X_wi和支承辊水平方 向挠度X_bi；

e3)重新设定辊间压力方向β_i为：

βi=arctanμR-2(Xwi-Xbi)Dw+Dbi=1,2,...,m;]]>

e4)以β_i、β_i0的均方差是否在0～1.0×10^-5度范围之内为收敛判据，比较 β_i、β_i0，判断是否收敛，若收敛进入步骤(f)，否则，用松弛因子法修改β_i0， 转入步骤e2)；

(f)计算辊缝形状h₁(y)，并以出口厚度横向分布变化量的最大值是否 在0～1.0×10^-5mm范围之内为收敛判据，比较h₁(y)、判断是否收敛， 若收敛，输出各单元单位宽度轧制压力p_i、辊间压力q_i和工作辊水平力F_wxl、 F_wxr，进入步骤(g)，否则，用松弛因子法修改转入步骤(d)；

(g)根据步骤(f)输出结果，验证工作辊的力或力矩平衡条件，包括 以下由计算机系统执行的步骤：

g1)计算各单元轧制压力对工作辊轴心的力臂a_i为：

a_i＝R_w sin(α_i+φ_i)         i＝1，2，…，m

式中：

R_w-工作辊半径；

φ_i-轧制压力作用点所对应的轧辊中心角，设定为咬入角的一半；

g2)计算各单元辊间压力对工作辊轴心的力臂b_i为：

b_i＝R_wsin(β_i+γ_i)-Mcosβ_i i＝1，2，…，m；

g3)受力模型中已经满足工作辊水平和铅垂方向的力平衡条件，只 需验证工作辊在轧制压力、辊间压力、前后张力和水平支承力作用下的 力矩平衡条件，验证条件为：

Σi=d+1d+naipiΔyiRw+(Fwxl+Fwxr)ρw=Σi=1mbiqiΔyi+Rw(T1-T0)/2i=1,2,...,m]]>

式中：

F_wxl-工作辊左水平支承力；

F_wxr-工作辊右水平支承力；

辊系受力是否满足工作辊平衡条件，可以用误差ε来判断；误差ε的具 体含义是：上式两边之差的绝对值与两边最小值之比，则误差ε可表示为：

ϵ=|A-BMIN(A,B)|]]>

其中：A=Σi=d+1d+naipiΔyiRw+(Fwxl+Fwxr)ρwi=1,2,...,m]]>

B=Σi=1mbiqiΔyi+Rw(T1-T0)/2i=1,2,...,m]]>

MIN(A，B)表示取A和B中的最小值；

若误差ε满足则可认为辊系受力满足工作辊平衡条 件，说明辊系受力模型准确，轧制压力、辊间压力预报精度高。