[发明专利]冷连轧过程中以效益控制为目标的轧制速度优化方法

摘要

一种冷连轧过程中以效益控制为目标的轧制速度优化方法，其主要包括以下步骤：1、收集现场参数；2、收集机组摩擦特性参数；3、收集机组效益参数；4、定义相关参数；6、计算第i机架出口速度、压下率、道次绝对压下量和等效张力影响系数；7、计算第i机架摩擦系数；8、计算第i机架轧制力；9、计算第i机架工作辊弹性压扁半径、外摩擦力影响系数、前滑值和轧制力矩；10、计算第i机架打滑因子；11、计算第i机架滑伤指数；12、计算第i机架轧制功率；13、计算机组所有机架电耗总和；14、构造单位时间效益控制目标函数式；15、输出最优轧制速度。本发明设定了轧制速度控制合理的目标值，有效降低企业成本，提高生产效率。

主权项

一种冷连轧过程中以效益控制为目标的轧制速度优化方法，其特征在于：它包括以下由计算机执行的步骤：a)收集现场参数，包括：第i机架出入口厚度h_i,h_i‑1，第i机架电机效率η_i，第i机架轧辊半径R_i，带材宽度B，带材密度ρ，杨氏模量E，泊松比v，第i机架平均变形抗力K_mi，第i机架乳化液流量Q_i，第i机架带钢前后张力T_i,T_i‑1，第i机架换辊后的轧制吨位Z_i，第i机架工作辊换辊后轧制公里数L_i，第i机架最大轧制压力P_imax，第i机架最大打滑因子ψ_imax，第i机架最大滑伤指数第i机架最大轧制功率W_imax，末机架最低和高速度V_nmin,V_nmax，其中参数i为冷连轧机组机架编号，n为冷连轧机组总的机架数；b)收集机组摩擦特性参数，包括：速度指数衰减系数B_V，轧制公里数指数衰减系数B_L，轧制吨位指数衰减系数B_Z，乳化液流量指数衰减系数B_Q，第i机架速度线性回归系数C_Vi，第i机架轧制公里数线性回归系数C_Li，第i机架轧制吨位线性回归系数C_Zi，第i机架乳化液流量线性回归系数C_Qi，第i机架压下率线性回归系数C_ri，第i机架前后张力线性回归系数第i机架变形抗力线性回归系数C_ki，第i机架出入口厚度线性回归系数第i机架基准摩擦系数μ_0i；c)收集机组效益参数，包括：每吨带钢的工序利润ξ_c，每千瓦小时电耗的成本ξ_d；d)定义第n机架轧制速度V_n，速度优化步长ΔV_n，第n机架最优轧制速度V_n优，速度迭代过程参数j，速度优化目标函数初始值G_max，并令G_max＝‑10¹⁰、j＝0；e)令V_n＝V_nmin+jΔV_n；f)令i＝1；g)计算第i机架出口速度第i机架压下率第i机架道次绝对压下量Δh_i＝h_i‑1‑h_i，第i机架等效张力影响系数ξ_i'＝0.3T_i+0.7T_i‑1；h)计算第i机架的摩擦系数：${\mathrm{\μ}}_i=C_{Vi}{e}^{-B_v{V}_i}+C_{Li}{e}^{-B_L{L}_i}+C_{Zi}{e}^{-B_Z{Z}_i}+C_{Qi}{e}^{-B_Q{Q}_i}+C_{ri}{r}_i+C_{T_i}{T}_i+C_{T_{i-1}}{T}_{i-1}+C_{ki}{k}_{mi}+C_{hi}{h}_i+C_{h(i-1)}{h}_{i-1}+{\mathrm{\μ}}_{0i};$i)计算第i机架轧制力，可采用以下由计算机执行的步骤：i1)定义初始轧制力P_i'，轧制力控制精度δ，精确轧制力P_i；i2)令P_i'＝1000(t)，δ＝10^‑10；i3)计算工作辊弹性压扁半径i4)计算外摩擦力影响系数$Q_{G_i}=1.08-1.02r_i+1.79r_i\·{\mathrm{\μ}}_i\sqrt{\frac{{R^{\′}}_i}{h_{i-1}}};$i5)计算轧制力$P_i=Q_{G_i}\left(K_{mi}-{\mathrm{\ξ}}_i\right)B\sqrt{{R_i}^{\′}{\mathrm{\Δh}}_i}+\frac{2}{3}\sqrt{\frac{1-v^2}{E}{K}_{mi}\frac{h_i}{{\mathrm{\Δh}}_i}}\left(K_{mi}-{{\mathrm{\ξ}}_i}^{\′}\right)B\sqrt{{R_i}^{\′}{\mathrm{\Δh}}_i};$i6)判断|P_i‑P_i'|≤δ，若成立则转入步骤i7)；不成立，则令P_i'＝P_i，并转入步骤i3)；i7)输出轧制力P_i；j)计算第i机架工作辊弹性压扁半径第i机架外摩擦力影响系数$Q_{G_i}=1.08-1.02r_i+1.79r_i\·{\mathrm{\μ}}_i\sqrt{\frac{{R^{\′}}_i}{h_i}},$第i机架前滑值$f_{si}=\left(1-\frac{h_i}{2{R_i}^{\′}}\right)\frac{{\mathrm{\Δh}}_i}{4h_i}{\[1-\frac{1}{2{\mathrm{\μ}}_i}\left(\sqrt{\frac{{\mathrm{\Δh}}_i}{{R_i}^{\′}}}-\frac{{\mathrm{Bh}}_i{T}_i-{\mathrm{Bh}}_{i-1}{T}_{i-1}}{P_i}\right)\]}^2,$第i机架轧制力矩$N_i=B\[(k_{mi}-{{\mathrm{\ξ}}_i}^{\′})R_i{\mathrm{\Δh}}_i{Q}_{G_i}+T_{i-1}{R}_i{h}_{i-1}-T_i{R}_i{h}_i\]\×\frac{1}{1000};$k)计算第i机架的打滑因子${\mathrm{\ψ}}_i=\frac{1}{4{\mathrm{\μ}}_i}(\sqrt{\frac{{\mathrm{\Δh}}_i}{{R_i}^{\′}}}-\frac{{\mathrm{Bh}}_i{T}_i-{\mathrm{Bh}}_{i-1}{T}_{i-1}}{P_i});$l)计算第i机架的滑伤指数m)计算第i机架轧制功率n)判断是否成立？若成立，则转入步骤o)；不成立，则令j＝j+1，则转入步骤e)；o)令i＝i+1，判断i≤n？若成立，则转入步骤g)；不成立，则转入步骤p)；p)计算机组所有机架电耗总和q)构造单位时间效益控制目标函数式r)判断G_j≥G_max？若成立则V_n优＝V_n,G_max＝G_j，转入步骤s)；不成立，则转入步骤s)；s)判断V_n+ΔV_n≤V_nmax？若成立，令j＝j+1，则转入步骤e)；不成立，则转入步骤t)；t)输出V_n优为最优轧制速度，G_max为机组最好效益。