[发明专利]一种钢带异步连轧过程的前滑值计算和轧制速度分配方法

权利要求书

1.一种钢带异步连轧过程的前滑值计算和轧制速度分配方法，其特征在于，所述钢带异步连轧过程包含多个机架，所述钢带异步连轧过程的单个机架处的快辊前滑值和慢辊前滑值计算方法包括以下步骤S1-S11：

S1：参数初始化：

将所计算机架处异步轧制过程的参数初始化，初始化参数包括：

钢带宽度B，钢带来料厚度h_init，钢带入口厚度h_i，钢带出口厚度h_o，钢带弹性模量E_s，工作辊的弹性模量E_wr，工作辊异速比m，入口单位张力σ_i，出口单位张力σ_o，快辊摩擦系数μ_f＝μ，慢辊摩擦系数μ_s，快慢辊摩擦系数之比快辊半径R_f＝R，慢辊半径R_s，半径之比快辊压扁半径R′的初始值等于快辊半径R；

S2：将以下两式联立，计算机架当前迭代计算过程快辊和慢辊所对应的中性角γ_f和γ_s：

式中K_i为入口处变形抗力，K_o为出口处变形抗力，其中K_m为有关材料特性的变形常量，ε、n为变形抗力模型参数，

α为钢带变形区在快辊上的咬入角，按下式计算：

其中R′为当前迭代计算过程采用的快辊压扁半径，也用于当前迭代计算过程的步骤S3-S8；

S3：划分微单元，计算各微单元的几何参数和变形抗力：

将所计算机架处钢带整个变形区接触弧平均划分为N个微单元；微单元序号i从变形区出口到入口依次为0～N-1，每一个微单元所占的接触弧弧度按下式计算：

接触弧上第j个微单元与轧辊中心线之间的弧度值为：

第j个微单元处的钢带厚度为：

第j个微单元处的变形抗力为：

S4：判断每个微单元所在变形区的位置：

若则第j个微单元处于前滑区，将所有处于前滑区的微单元数据代入步骤S5进行加和，计算前滑区单位宽度轧制力∑p_I；若则第j个微单元处于后滑区，将所有处于后滑区的微单元数据代入步骤S6进行加和，计算后滑区单位宽度轧制力∑p_III；若则第j个微单元处于搓轧区，将所有处于搓轧区的微单元数据代入步骤S7进行加和，计算搓轧区单位宽度轧制力p_II；

S5：计算前滑区单位宽度轧制力：

式中

S6：计算后滑区单位宽度轧制力：

S7：按下面两式之一计算搓轧区单位宽度轧制力：

或

S8：获得当前总轧制力计算值：

F＝B(∑p_I+∑p_II+∑p_III)；

S9：重新计算快辊压扁半径R’：

式中，υ为泊松比，取0.3，F为当前迭代计算过程步骤S8获得的总轧制力计算值；

S10：判断迭代终止条件：

判断当前迭代计算过程是否满足迭代终止条件，若满足迭代终止条件，迭代计算结束，当前迭代计算过程中，步骤S2得到的快辊中性角γ_f和慢辊中性角γ_s、步骤S9得到的工作辊压扁半径R′即为所计算机架异步轧制过程中这些参数的最终计算值；若不满足迭代终止条件，将当前迭代计算过程步骤S9中重新计算获得的工作辊压扁半径R′代回步骤S2进行下一次迭代计算；

所述迭代终止条件为

式中，R′为当前迭代计算过程的步骤S9中重新计算获得的工作辊压扁半径，R″为上一次迭代计算过程的步骤S9获得的工作辊压扁半径，对于第一次迭代计算过程，R″取初始值R；ε_R为收敛精度；

S11：计算前滑值：

所计算的机架处的快辊前滑值Sf_f、慢辊前滑值Sf_s按下式计算获得：

式中快辊中性角γ_f、慢辊中性角γ_s、工作辊压扁半径R′均为步骤S10中获得的这些参数的最终计算值；

所述异步连轧过程设置M个机架，按照所述步骤S1-S11分别计算出异步连轧每一个机架的快辊前滑值和慢辊前滑值，第i个机架的快辊前滑值和慢辊前滑值分别记为Sf_if和Sf_is，最后一个机架的快辊轧制速度v_Mf、慢辊轧制速度v_Ms和第i个机架处的钢带出口厚度h₀(i)由工艺要求确定，根据下式计算第i个机架处快辊轧制速度分配值v_if、慢辊的轧制速度分配值v_is，并按照每一个机架处的计算值分配每一个机架处的快辊轧制速度和慢辊轧制速度：