[发明专利]一种考虑中间坯凸度的热轧粗轧负荷分配方法

权利要求书

1.一种考虑中间坯凸度的热轧粗轧负荷分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：建立轧制工艺特征参数计算模型，所述计算模型包含轧制力模型、轧制力矩模型和轧制功率模型；

步骤S2：建立负荷分配单目标优化函数，所述单目标优化函数包含中间坯凸度目标函数、功率均衡目标函数和电力成本目标函数

步骤S3：根据多种单目标函数建立基于权重的多目标优化函数；

步骤S4：根据粗轧机设备及工艺软极限，得到粗轧负荷分配优化设定的约束条件，所述约束条件包含咬入条件、防止打滑条件、轧制力极限条件、轧制功率极限条件、轧制力矩极限条件和压下量范围条件；

步骤S5：采用优化算法，计算多目标优化函数的最优解，获得粗轧压下量优化设定结果，完成粗轧负荷分配的优化；

所述步骤S2中，中间坯凸度目标函数的优化目标为中间坯最后道次出口凸度值与精轧入口凸度设定值的差的绝对值最小minS₁，表达式为：

minS₁＝Min|CR_last-CR_M|

其中，CR_last为中间坯最后道次出口凸度值；CR_M为精轧入口凸度设定值,S₁为中间坯最后道次出口凸度值与精轧入口凸度设定值的差的绝对值；

所述中间坯最后道次出口凸度值计算方法为：

其中，P_last为热连轧粗轧最后道次轧制力，单位：KN；K_P为轧机横向刚度，单位：mm/KN；E_Σ为轧辊综合凸度影响系数，单位：mm/mm；ω_H为轧辊热凸度，单位：mm；ω_W为轧辊磨损凸度，单位：mm；ω₀为轧辊初始凸度，单位：mm；E₀为入口带钢凸度影响系数，单位：mm；Δ为入口带钢凸度；

所述步骤S2中，功率均衡目标函数的优化目标为中间坯轧制过程中各道次的功率消耗的差值绝对值最小MinS₂，表达式为：

其中，N_i为第i道次轧制功率,单位：kw；N_i,max为第i道次额定功率,单位：kw,n为轧制总道次，j为第i道次轧制的下一道次轧制,S₂为各道次的功率消耗的差值；

所述步骤S2中，电力成本目标函数的优化目标为中间坯轧制过程中各道次的功率的总和最小MinS₃，表达式为：

其中，N_i为第i道次轧制功率,单位：kw,S₃为各道次的功率的总和。

2.根据权利要求1所述的一种考虑中间坯凸度的热轧粗轧负荷分配方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立的轧制工艺特征参数计算模型具体如下：

轧制力模型：

P＝Bl_cQ_pKK_T

其中，P为轧制力，单位：KN；l_c为考虑压扁后的轧辊与轧件接触弧水平投影，单位：mm；Q_P为接触弧上摩擦力造成应力状态的影响因素；K为决定于金属材料化学成分以及变形的物理条件，单位：Mpa，所述变形的物理条件包括变形温度、变形速度及变形程度的金属变形阻力；K_T为前后张应力对轧制力的影响因素，在粗轧中前后张应力均为0；B为中间坯带宽，单位：m；

轧制力矩模型：

M_P＝2Pψl_c

其中，ψ为轧制力力臂系数，粗轧ψ＝0.4～0.48；

轧制功率模型：

其中，M_P为轧制力矩，单位：KN·m；M_f为附加摩擦力矩，单位：KN·m；M_x为空转力矩，单位：KN·m；M_d为动力矩，单位：KN·m；r为主传动速比；n为电机轴转速，单位：rpm。