[发明专利]一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法

权利要求书

1.一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）数学模型的输入和输出参数；2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过程；3）卷取计算结构模型；4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；5）、卷取机侧导板压力的数学模型。

2.根据权利要求1所述的热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述步骤1中，1）数学模型的输入和输出参数具体如下，

模型的输入参数：

热轧产品：

11）钢种；

12）常温屈服强度、常温弹性模量；

13）卷取带钢温度；

14）板宽、板厚；

卷取设备参数：

15）卷取速度；

16）夹送辊平行度，垂直度；

17）卷筒平行度，垂直度；

18）侧挡板接触带钢长度；

模型的输出参数：

侧导板最佳控制压力。

3.根据权利要求2所述的热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述步骤2中，2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过程具体如下，21）热轧产品参

数输入带钢温度，常温屈服强度，常温弹性模量带钢板宽，带钢板厚；22）卷取设备参数输

入，卷速，侧挡板有效接触长度，夹送辊平行度和垂直度，卷筒平行度和垂直度；23）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；24）热轧卷取机侧导板压力控制数学模型。

4.根据权利要求3所述的热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述步骤4中，4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；具体操作如下，

4.1带钢横向偏移量数学公式，

在侧导板压力P作用下，卷取过程带钢的横向偏移量数学模型为

（1）

在公式（1）中：

U-卷取过程带钢的横向偏移量，单位m；

W-带钢宽度，单位m；

t-带钢厚度，单位m；

L-侧导板有效接触长度，单位m；

WtL-侧导板有效接触区带钢体积，单位m³；

e-弹塑性应变，单位为应变；

F-板侧向弯曲变形项，单位m^-4;

Y_u-横向偏移系数，无量纲；

4.2弹塑性应变，

弹塑性应变e包括两部分：弹性压缩应变e_e和塑性压缩应变e_p

（2）

在公式（2）中：

e-弹塑性应变，单位为应变；

e_e-弹性压缩应变，单位为应变；

e_p-塑性弯曲应变，单位为应变；

弹性压缩应变e_e为

（3）

在公式（3）中：

e_e-弹性压缩应变，单位为应变；

P-侧导板推力，单位N；

E-带钢高温弹性模量，单位N/m²；

t-带钢厚度，单位m；

L-侧导板有效接触长度，单位m；

塑性压缩应变e_p为

（4）

在公式（4）中：

e_p-塑性压缩应变，单位为应变；

P-侧导板推力，单位N；

s_s-带钢高温屈服强度，单位Pa；

t-带钢厚度，单位m；

L-侧导板有效接触长度，单位m;

Y_p-塑性临界失稳应变值，单位为应变；

4.3塑性临界失稳应变Yp，

塑性临界失稳应变与夹送辊的平行度和垂直度有关，也与卷筒的平行度和垂直度有关，夹送辊和卷筒的平行度越大，越容易发生塑性失稳，带钢横向偏移量越大；

（5）

在公式（5）中：

Y_p-塑性临界失稳应变值，单位为应变；

Y_p0-理想工况塑性临界失稳应变值，单位为应变；

Y_D-实际工况修正系数，单位为应变；

k₁-夹送辊平行度，单位m/m；

k₂-夹送辊垂直度，单位m/m；

k₃-卷筒平行度，单位m/m；

k₄-卷筒垂直度，单位m/m；

D₁-夹送辊平行度修正系数，无量纲；

D₂-夹送辊垂直度修正系数，无量纲；

D₃-卷筒平行度修正系数，无量纲；

D₄-卷筒垂直度修正系数，无量纲；

4.4横向偏移系数Yu，

横向偏移系数Y_u与卷取速度相关

（6）

在公式（6）中：

Y_U-横向偏移系数，无量纲；

Y_U0-横向偏移基准系数，无量纲；

V-卷取线速度，单位m/s；

V₀-卷取基准线速度，单位m/s；

n-速度影响指数，无量纲；

f-正负号系数，无量纲，V≥V0，f=1；V<V0，f=-1；

4.5带钢侧向弯曲变形项F，

带钢侧向弯曲变形项包括板型项和侧导板推力影响项两部分：

（7）

在公式（7）中：

F-板侧向弯曲变形项，单位m^-4；

m-板型系数，无量纲；

W-带钢宽度，单位m；

L-侧导板有效接触长度，单位m；

P-侧导板推力，单位N；

D_W-带钢抗弯刚度，单位Nm；

带钢抗弯刚度D_W的计算公式为

（8）

在公式（8）中：

D_W-带钢抗弯刚度，单位Nm；

E-带钢高温弹性模量，单位Pa；

t-带钢厚度，单位m；

μ-带钢泊松比，无量纲；

4.6高温弹性模量E，

带钢高温弹性模量与温度相关，为

（9）

在公式（9）中：

E-带钢高温弹性模量，单位Pa；

E₀-带钢常温弹性模量，单位Pa；

T-带钢卷取温度，单位^oC；

b₀-带钢高温弹性模量基准系数，无量纲；

b₁-带钢高温弹性模量系数，单位(^oC)^-1；

b₂-带钢高温弹性模量系数，单位(^oC)^-2；

b₃-带钢高温弹性模量系数，单位(^oC)^-3；

4.7高温屈服强度s_s，

带钢高温屈服强度与温度相关，为

（10）

在公式（10）中：

s_s-带钢高温屈服强度，单位Pa；

s₀-带钢常温屈服强度，单位Pa；

T-带钢卷取温度，单位^oC；

a₀-带钢高温屈服强度基准系数，无量纲；

a₁-带钢高温屈服强度系数，单位(^oC)^-1；

a₂-带钢高温屈服强度系数，单位(^oC)^-2。

5.根据权利要求4所述的热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述步骤5中，5）卷取机侧导板压力的数学模型，具体步骤如下，

由卷取过程带钢横向偏移量数学模型，计算出横向偏移量U随侧导板压力P曲线，侧导板控制压力P_control为

（11）

在公式（11）中：

P_control-侧导板控制压力；

P-对应不同横向偏移量的侧导板压力；

U_min-最小横向偏移量。