[发明专利]一种六辊轧机极薄带轧制时残余压靠补偿方法

摘要

一种六辊轧机极薄带轧制时残余压靠补偿方法，其包括以下由计算机执行的步骤：1、收集机组的主要设备与工艺参数和极薄带钢的规格特征与工艺参数；2、定义参数优化过程中所涉及的过程变量；3、对相关过程参数赋初值；4、求解最佳轧制工艺参数；5、求解最佳辊系参数；6、输出最佳参数。本发明最大限度地改善出口板形；将辊端压靠力控制在许可范围内；改善因中间辊窜动而引起的辊间压力分布不均匀。

主权项

1.一种六辊轧机极薄带轧制时残余压靠补偿方法，其特征在于：它包括以下由计算机执行的步骤：（a）收集六辊轧机的设备及工艺参数，主要包括：工作辊辊身长度L_w、工作辊直径D_w、工作辊辊型分布ΔD_wi、中间辊辊身长度L_m、中间辊直径D_m、中间辊辊型分布ΔD_mi、支承辊辊身长度L_b、支承辊直径D_b、支撑辊辊型分布ΔD_bi、支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距l_b、中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距l_m、工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距l_w、工作辊最大正弯辊力最大负弯辊力中间辊最大正弯辊力最大负弯辊力中间辊与支撑辊许可最大不均匀度系数k_mb、中间辊与工作辊许可最大不均匀度系数k_mw、工作辊允许最大压靠宽度y_max、中间辊许用最大窜辊量ξ_max、入口张力许可最小值T_0min、入口张力许可最大值T_0max、出口张力许可最小值T_1min、出口张力许可最大值T_1max、轧制压力许可最小设定值P_min、轧制压力许可最大设定值P_max；（b）收集极薄带钢的规格特征与工艺参数，主要包括带材的初始强度σ_s0、加工硬化系数k_s、带材的宽度B、来料的厚度h₀、出口厚度h₁、出口速度v、来料板形取样长度L；来料板形的长度横向分布值L_i、入口厚度分布h_0i；（c）定义参数优化过程中所涉及的过程变量：轧制压力设定值P,P′、轧制压力搜索步长ΔP、入口张力设定值T₀,T₀′、入口张力搜索步长ΔT₀、出口张力设定值T₁,T₁′、出口张力搜索步长ΔT₁、工作辊弯辊力S_w,S_w′、工作辊弯辊力搜索步长ΔS_w、中间辊弯辊力S_m,S_m′、中间辊弯辊力搜索步长ΔS_m、中间辊窜动量ξ,ξ′、中间辊窜动量搜索步长Δξ、参数优化过程变量k₁,k₂,k₃,k₄,k₅,k₆、参数优化目标函数F、目标函数初始值F₀、出口张力分布σ_1i、中间辊与支撑辊辊间压力分布q_mbi、中间辊与工作辊辊间压力分布q_mwi、工作辊与中间辊最大不均匀度系数g'_mw(X)、支撑辊与中间辊最大不均匀度系数g'_mb(X)、带材横向条元数n、工作辊与中间辊辊间条元数n_mw、支撑辊与中间辊辊间条元数n_mb、辊端压靠力P_yk、最佳参数设定值T_0y,T_1y,P_y,S_my,S_wy,ξ_y、搜索精度γ；（d）对相关过程变量赋初始值，令轧制压力设定初始值轧制压力搜索步长ΔP=1t、入口张力设定初始值入口张力搜索步长ΔT₀=1MPa、出口张力设定初始值出口张力搜索步长ΔT₁=1MPa、中间辊窜辊量ξ′=0、中间辊窜辊量搜索步长Δξ=0.5mm、工作辊弯辊力设定初始值工作辊弯辊力搜索步长ΔS_w=0.5t、中间辊弯辊力设定初始值中间辊弯辊力搜索步长ΔS_m=0.5t；（e）令过程参数P_y=P′,T_0y=T₀′,T_1y=T₁′,S_wy=S_w′,S_my=S_m′,ξ_y=ξ′；（f）计算当前辊系参数S_m′,S_w′,ξ′下的最佳轧制工艺参数T₀′,T₁′,P′，主要包括以下步骤:（f1）令过程变量k₄=k₅=k₆=0，目标函数初始值F₀=1000000；（f2）考虑到现场实际生产中，轧机入口张力设定值应大于轧机入口张力许可最小值T_0min，所以令轧机入口张力T₀=T_0min+k₁ΔT₀；（f3）考虑到现场实际生产中，轧机出口张力设定值应大于轧机出口张力许可最小值T_1min，所以令轧机出口张力T₁=T_1min+k₂ΔT₁；（f4）考虑到现场实际生产中，轧机轧制压力设定值应大于轧机轧制压力许可最小值P_min，所以令轧制压力设定值P=P_min+k₃ΔP；（f5）以中间辊弯辊力S_m′、工作辊弯辊力S_w′、中间辊窜动量ξ′、入口张力设定值T₀、出口张力设定值T₁、轧制压力设定值P作为初始条件，调用六辊轧机板形计算模型，计算当前工况下极薄带钢轧制过程中中间辊与支撑辊辊间压力分布q_mbi、中间辊与工作辊辊间压力分布q_mwi、出口张力分布σ_1i、工作辊辊端压靠力P_yk、工作辊压靠宽度y、工作辊与中间辊最大不均匀度系数g'_mw(X)、支撑辊与中间辊最大不均匀度系数g'_mb(X)；其中gmw′(X)=nmwΣi=1nmwqmwi[max(qmwi)-min(qmwi)],gmb′(X)=nmbΣi=1nmbqmbi[max(qmbi)-(qmbi)];]]>（f6）判断不等式gmw′(X)≤kmwgmb′(X)≤kmbPyk<0.15P]]>是否同时成立，如果不等式成立，转入步骤（f7）；如果不等式不成立，则转入步骤（f9）重新进行搜索；（f7）计算目标函数F=αF_α(X)+(1-α)F_β(X)，其中α为加权系数，Fα(X)=max(σ1i)-min(σ1i)T1,Fβ(X)=y/ymax;]]>（f8）判断不等式F＜F₀是否成立，如果不等式成立，则令P′=P,T₀′=T₀,T₁′=T₁，转入步骤（f9）；如果不等式不成立，则直接转入步骤（f9）；（f9）判断不等式P＜P_max是否成立，如果不等式成立，则令k₃=k₃+1，转入步骤（f4）；否则转入步骤（f10）；（f10）判断不等式T₁＜T_1max是否成立，如果不等式成立，则令k₂=k₂+1，转入步骤（f3）；否则转入步骤（f11）；（f11）判断不等式T₀＜T_0max是否成立，如果不等式成立，则令k₁=k₁+1，转入步骤（f2）；否则转入步骤（g）；（g）求解出当前轧制工艺参数设定值为T₀′,T₁′,P′情况下的最佳辊型参数设定值S_m′,S_w′,ξ′，主要包括以下步骤:（g1）令过程变量k₄=k₅=k₆=0，目标函数初始值F₀=1000000；（g2）考虑到现场实际生产中，轧机工作辊弯辊力设定值应大于工作辊的最大负弯辊力所以令工作辊弯辊力（g3）考虑到现场实际生产中，轧机中间辊弯辊力设定值应大于中间辊的最大负弯辊力所以令中间辊弯辊力（g4）考虑到现场实际生产中，轧机中间辊窜动量设定值应大于负的中间辊的最大窜动量，所以令中间辊窜动量ξ=-ξ_max+k₆Δξ；（g5）以中间辊弯辊力S_m、工作辊弯辊力S_w、中间辊窜动量ξ、入口张力设定值T₀′、出口张力设定值T₁′、轧制压力设定值P′作为初始条件，调用六辊轧机板形计算模型，计算当前工况下极薄带钢轧制过程中中间辊与支撑辊辊间压力分布q_mbi、中间辊与工作辊辊间压力分布q_mwi、出口张力分布σ_1i、工作辊辊端压靠力P_yk、工作辊压靠宽度y、工作辊与中间辊最大不均匀度系数g'_mw(X)、支撑辊与中间辊最大不均匀度系数g'_mb(X)；其中gmw′(X)=nmwΣi=1nmwqmwi[max(qmwi)-min(qmwi)],gmb′(X)=nmbΣi=1nmbqmbi[max(qmbi)-(qmbi)];]]>（g6）判断不等式gmw′(X)≤kmwgmb′(X)≤kmbPyk<0.15P]]>是否同时成立，如果不等式成立，转入步骤（g7）；如果不等式不成立，则转入步骤（g9）重新进行搜索；（g7）计算目标函数F=αF_α(X)+(1-α)F_β(X)，其中α为加权系数，Fα(X)=max(σ1i)-min(σ1i)T1,Fβ(X)=y/ymax;]]>（g8）判断不等式F＜F₀是否成立，如果不等式成立，则令S_w′=S_w,S_m′=S_m,ξ′=ξ，转入步骤（g9）；如果不等式不成立，则直接转入步骤（g9）；（g9）判断不等式ξ＜ξ_max是否成立，如果不等式成立，则令k₆=k₆+1，转入步骤（g4）；否则转入步骤（g10）；（g10）判断不等式是否成立，如果不等式成立，则令k₅=k₅+1，转入步骤（g3）；否则转入步骤（g11）；（g11）判断不等式是否成立，如果不等式成立，则令k₄=k₄+1，转入步骤（g2）；否则转入步骤（h）；（h）判断(P_y-P′)²+(T_0y-T₀′)²+(T_1y-T₁′)²+(S_wy-S_w′)²+(S_my-S_m′)²+(ξ_y-ξ′)²＜γ是否成立如果不等式成立，转入步骤（i）；否则转入步骤（e）重新进行优化计算；（i）输出当前工况下的最佳轧制工艺参数与辊系参数设定值P_y,T_0y,T_1y,S_wy,S_my,ξ_y，完成残余压靠补偿的计算。