[发明专利]通过张力补偿提升精轧带钢轧制力和厚度精度的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金热轧带钢过程控制技术领域，具体地，本发明涉及一种精轧带钢轧制力设定方法，该方法可更好的进行精轧轧制力设定计算与带钢头部厚度控制，避免以往带钢设定方法的缺点，提升精轧轧制力设定精度和厚度控制精度。

背景技术

轧制力模型是热轧精轧过程控制最关键的模型，该模型的预测精度直接影响带钢的轧制稳定性、带钢头部厚度控制精度、板形模型设定精度。

目前的热轧模型设定技术主要通过提升轧制力模型和辊缝模型的预测精度来提升带钢厚度控制精度，轧制力和辊缝模型要考虑来料的厚度变化、材料温度的变化、支撑辊油膜的变化、轧辊热膨胀和磨损、轧辊和轴承偏心的影响、轧制速度及张力等因素的影响。

热轧带钢穿带过程中，由于头部带钢处于失张状态，该状态下轧制力偏大；而带钢穿带成功后，由于活套起套控制的不稳定，又造成带钢张力偏大。因此，精轧带钢实际咬钢过程中机架间张力存在三种状态：穿带过程中的微张力、咬钢后活套起套过程中的大张力和活套稳定后的正常张力状态。如图1所示。

但是，目前在线使用的轧制力模型都没有考虑轧制过程中张力状态的变化，无论是在轧制力预设定计算中，还是在自学习计算中都只考虑一种张力状态。在带钢头部穿带过程中，由于带钢处于失张状态，该状态下设定轧制力小于实际轧制力，容易造成带钢头部厚度超厚，如图2所示。如果设定轧制力偏大，又容易引起板形设定问题。这使得目前的精轧轧制力预计算设定、带钢头部厚度精度和轧制力后计算学习经常处于矛盾状态，带钢头部厚度难以得到高精度保证。

发明内容

本发明目的在于，提供一种通过张力补偿来提升精轧带钢轧制力和厚度精度的综合控制方法，所述方法区分带钢头部轧制过程中三种不同的张力状态计算轧制力，解决轧制力计算过程中实际张力与设定张力状态不符的问题，提高精带钢轧轧制力设定精度与头部厚度精度。

本发明的一种通过张力补偿提升精轧带钢轧制力和厚度精度的综合控制方法的技术方案如下：

一种通过张力补偿提升精轧带钢轧制力和厚度精度的综合控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤一、计算精轧带钢在活套起套过程中大张力状态下的变形抗力与轧制力；

为了考虑轧制过程中不同张力状态对轧制力计算的影响，本专利提出如下的考虑张力补偿的变形抗力模型：

式中：km₁为轧件在大张力状态下的变形抗力，σ₀为轧件化学成分的影响项，为有效变形程度的影响项，为有效变形速率的影响项，k_T(T)为变形温度的影响项；T_F、a_F、分别为前向张力、前向张力的影响系数、大张力状态下前向张力的补偿系数；T_B、a_B、分别为后向张力、后向张力的影响系数、大张力状态下后向张力的补偿系数。

其中，前后张力影响系数为经验参数，其取值范围为：

0≤a_F≤1，0≤a_B≤1，a_F+a_B=1。

在活套起套过程中，由于张力处于开环控制状态，张力在瞬间往往达到比较大的值，因此大张力状态下的张力补偿系数的取值范围：

1<kF1<1.5,1<kB1<1.5.]]>

根据公式（1）可计算精轧带钢在大张力状态下的变形抗力，变形抗力得到之后，根据通常的轧制力模型可进一步进行轧制力。

步骤二、计算精轧带钢在微张力状态与大张力状态两种情况下变形抗力的偏差，据此计算由于张力状态偏差导致的轧制力的偏差；

首先，计算带钢在微张力状态下的变形抗力km₀(i)，本专利提出如下的微张力状态下的变形抗力模型：