[发明专利]一种自适应凸度变化热轧板形控制模型

说明书

技术领域

本发明属于板带热轧过程分析与控制技术领域，特别涉及一种自适应凸度变化热轧板形控制模型。

背景技术

随着近年来我国钢铁工业的不断发展，以及汽车、机械、电力等行业需求的不断增加，产品结构从以线棒材为主向生产技术要求更高的板带材发展。而板形的控制技术是板带生产及控制的核心技术，也是衡量板带生产能力的最重要指标之一。一个精确、有效、适应性强的板形控制控制模型是良好板形控制的必要条件和重要保证。

目前人们对板形的控制及模型进行了大量的理论研究。例如《带钢热连轧的模型与控制》（孙一康编著，2002，冶金工业出版社）等，但在实际运用中我们发现，传统的板形控制方法在生产产品规格及钢种跨度比较大时，在保证平直度的前提下，各机架对凸度调节的分配上存在着缺陷，出现个别机架窜辊和弯辊接近极限值而有些机架存在较大调节余量，轧制过程比例凸度变化不够合理，造成轧制过程不够平稳，甚至出现平直度问题。更有甚者存在最后不得已而改变最终生产的目标凸度情况，严重影响目标凸度的控制情况。只有综合考虑实际的生产情况，结合产品特性及控制过程参数特征，进行反馈与自适应才能解决此问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应凸度变化热轧板形控制模型，能够根据实际的生产情况，结合产品特性及控制过程参数特征，在保证平直度的前提下，在凸度调节的可行范围内。

本发明包括带载辊系凸度计算模块，材料平坦度死区计算模块，带钢凸度范围计算模块，各机架出口凸度计算模块，辊系凸度自学习计算模块，目标凸度自学习计算模块，自适应凸度修正计算模块。这些模块共同组成二级控制系统的一部分，其连接关系如下：带载辊系凸度计算模块与材料平坦度死区计算模块相互独立，共同连接于带钢凸度范围计算模块，带钢凸度范围计算模块连接于各机架出口凸度计算模块，各机架凸度计算模块计算出各机架的窜辊弯辊量进行现场的生产执行。其检测结果同时应用于自适应凸度计算模块连接回各机架出口目标凸度计算模块；目标凸度自学习模块通过目标凸度连接回各机架出口目标凸度计算模块；辊系凸度自学习计算模块连接回带载辊系凸度计算模块。

所述带载辊系凸度计算模块由板形控制外的轧制模型提供轧制力等参数，结合轧辊物性特征，辊形曲线，辊系凸度自学习等，计算得出带载辊系凸度。

所述的材料平坦度死区计算模块结合带载辊系凸度计算模块为带钢凸度范围计算模块提供参数，计算得出带钢通过各个机架可能达到的凸度范围。

所述的各机架出口凸度计算模块通过自学习修正后的目标凸度结合自适应凸度修正计算模块来为各个机架分配出口凸度，从而计算得到相应的窜辊和弯辊量，并进行现场生产。

所述辊系凸度自学习计算模块和目标凸度自学习计算模块的值均由设定计算参数，实际生产参数和现场检测的凸度、平直度情况计算得到，并参与下一次的生产控制中。

带载辊系凸度计算模块由板形控制外的轧制模型提供轧制力等参数，结合轧辊物性特征，辊形曲线，辊系凸度自学习等，计算得出带载辊系凸度。采用的数学模型表示如下：

C_L=f₁(F_f,F_b,C_u,Z_C,E,L_c,A)

其中，C_L为带载辊系凸度，f₁为带载辊系凸度计算公式，F_f为轧制力，F_b为弯辊力，C_u为空载辊系凸度，E为杨氏模量，L_c为带载凸度自学习参数，A为特征参数，包含轧辊长度、半径等综合参数。

材料平坦度死区计算模块是根据所轧带钢的厚度，宽度，杨氏模量，机架间张力等，得到材料不会出现平直度缺陷的范围。采用的数学模型如下：

BK=f₂(w,t,E,B)

其中，BK为材料平坦度死区，f₂为材料平坦度死区计算公式，w为宽厚比，t为机架间张应力，E为杨氏模量，B为平坦度死区特征参数。

带钢凸度范围计算模块结合带载辊系凸度计算模块和材料平坦度死区计算模块的计算结果，计算得出带钢通过各个机架可能达到的凸度范围。

各机架出口凸度计算模块通过自学习修正后的目标凸度结合自适应凸度修正计算模块来为各个机架分配出口凸度，从而计算得到相应的窜辊和弯辊量，并进行现场生产。