用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法技术

本发明专利技术涉及一种用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，其特征在于，所述方法如下：步骤1、轧制工艺数据的采集；步骤2、前滑实测值的计算；步骤3、前滑理论模型的修正和分布计算；步骤4、使用前滑模型系数调试工具调整摩擦系数补偿因子；步骤5、最终确定的补偿因子装载至过程计算机内存表格中；步骤6、计算当前带钢轧制时前滑自适应系数；步骤7、考虑前一根带钢前滑自适应系数的计算。该方法可以精确地计算出前滑值，从而保证各个机架轧辊圆周速度的设定精度，避免金属秒流量失稳，提高轧制稳定性。

Adaptive calculation method of cold rolling forward slip model for stable rolling

The invention relates to an adaptive calculation method for a cold rolling forward slip model used for stable rolling, which is characterized in that the method is as follows: step 1, collection of rolling process data; step 2, calculation of measured value of forward slip; step 3, correction and distribution calculation of forward slip theoretical model; step 4, coefficient debugger using forward slip model Step 5, the final compensation factor is loaded into the process computer memory table; Step 6, calculate the adaptive coefficient of the current strip rolling forward slip; Step 7, consider the calculation of the adaptive coefficient of the previous strip forward slip. This method can accurately calculate the forward slip value, so as to ensure the setting accuracy of the circumferential speed of each stand roll, avoid the instability of metal flow rate in seconds, and improve the rolling stability.

【技术实现步骤摘要】
用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法
本专利技术涉及一种计算方法，具体涉及一种用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，属于冷连轧机轧制

技术介绍
在冷连轧过程中，张力是一个非常积极活跃的工艺参数，它的波动与变化，会瞬间引起其他过程参数的波动与变化。张力制度和速度制度又有紧密联系，如果速度的设定精度不能保证，造成金属秒体积流量失调，就会在瞬间引起张力的波动，从而整个机组轧制状态发生失稳，导致轧机断带、堆钢事故的发生。所以，在现代化的冷连轧机上，对速度-张力调节系统的精度也有极高的要求。实践证明，在轧制过程中轧件在高度方向受到压缩的金属，一部分纵向流动，使轧件形成延伸，而另一部分金属横向流动，使轧件形成宽展。轧件的延伸是由于被压下金属向轧辊入口和出口两个方向流动的结果。在轧制过程中，轧件出口速度vh大于轧辊在该处的线速度v，称为前滑现象。在轧制理论中，通常将轧件出口速度vh.与对应点的轧辊圆周速度的线速度之差与轧辊圆周速度的线速度之比值称为前滑值，即式中：v为轧辊圆周速度；vh为在轧辊出口处轧件的速度；刚才已述，用来保证冷连轧机稳定轧制的两大控制参数：张力和速度。那么，对速度-张力调节系统的设定精度就有极高的要求。而轧辊圆周速度的设定精度主要取决于前滑模型的预报精度。所以，前滑模型不仅是一个重要的在线控制模型之一，而且其计算精度直接关系到轧制稳定性。目前普遍认为Bland-Ford前滑理论模型为最严密的冷轧前滑模型，且在冷轧机组应用广泛。建模的理论依据和主要假设条件,采用Orowan均匀压缩理论的变形区平衡方程计算压力分布,其公式形式如下:f＝(R'/h)*Φ2Φ≥0；f＝0Φ<0；Kb＝K0*(ln(H1/H)+m)n；Kf＝K0(ln(H1/h)+m)n；R'＝R*{1+CHP/(b*(H-h))}；CH＝16(1-γ2)/(π*E)；其中：f为前滑计算值；K0,m,n为变形抗力参数；μ为摩擦系数；H1为材料厚度；H为机架入口厚度；h为机架出口厚度；f为前滑；Φ为中性角；R′为工作辊压扁半径；r为变形量；tb为后张力；tf为前张力；Kb为后变形抗力；Kf为前变形抗力；CH为Hitchcock常数(约0.214*10-3)；R为工作辊半径；P为轧制力；b为轧机出口宽度；γ为工作辊泊松系数；E为杨氏模量(kg/mm2)。虽然该前滑理论模型较其他模型严密，考虑因子众多，但是其中中性角公式中的一些因子是无法实测的，如摩擦系数等，导致该模型计算结果和实际值有较大差异，因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，该方法可以精确地计算出前滑值，从而保证各个机架轧辊圆周速度的设定精度，避免金属秒流量失稳，提高轧制稳定性。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，其特征在于，所述方法如下：步骤1、轧制工艺数据的采集；步骤2、前滑实测值的计算；步骤3、前滑理论模型的修正和分布计算；步骤4、使用前滑模型系数调试工具调整摩擦系数补偿因子；步骤5、最终确定的补偿因子装载至过程计算机内存表格中；步骤6、计算当前带钢轧制时前滑自适应系数；步骤7、考虑前一根带钢前滑自适应系数的计算。作为本专利技术的一种改进，所述步骤1中，轧制工艺数据的采集，包括带钢速度vs、轧辊速度Vr、材料厚度H1、入口厚度H、出口厚度h、轧机出口宽度b、工作辊半径R、带钢前张力tf、带钢后张力tb。作为本专利技术的一种改进，所述步骤2中，前滑实测值的计算具体如下，通过激光测速仪测得的带钢速度及轧辊圆周速度，可求出实际测量数据得出的前滑值，式中：Vs为带钢速度；Vr为轧辊圆周速度；f’为前滑实测值。作为本专利技术的一种改进，所述步骤3中具体如下：3.1)前滑模型中性角公式的重新构造，3.2依据现场实际的轧制工艺数据进行前滑理论值的分布计算。作为本专利技术的一种改进，所述步骤3.1)前滑模型中性角公式的重新构造，具体如下，前面所述，中性角公式中的摩擦系数因子属于无法实测数据，通过现有统计性公式计算的摩擦系数计算不准确，间接导致中性角计算的不准确，从而影响前滑模型的计算精度。新的中性角公式在摩擦系数因子前新增了一个α的补偿因子，用于后续修正。新的中性角计算公式如下：其中：α为补偿因子；μ为摩擦系数；H为轧机入口厚度；h为轧机出口厚度；Φ为中性角；R′为工作辊压扁半径；r为变形量；tb为后张力；tf为前张力；Kb为后变形抗力；Kf为前变形抗力。因α补偿因子是用来修正摩擦系数使其提高前滑计算精度的，它的自变量和轧制卷数相关，计算公式如下：式中：n为轧制卷数；αb为补偿因子基数值；αn为与轧制卷数相关的补偿因子补偿值。作为本专利技术的一种改进，所述步骤3.2)依据现场实际的轧制工艺数据进行前滑理论值的分布计算，具体如下，计算步骤如下：k6＝h/R′；k7＝h/H；k9＝0.5/(α×μ)；ka＝r；wk3＝|kc|-π/2；如果wk3<0,kd＝sin(kc)并且若kd>0,若kd<0,f＝0如果wk3>0,f＝0；式中：k6-k9，ka、kb、kc、kd、wk3均为中间变量；f为前滑计算值。将现场轧制工艺数据代入上述前滑值分布计算公式中，其中α补偿因子公式中的αb和αn暂时设定为1待后续修正，计算出新模型公式得出的前滑计算值。作为本专利技术的一种改进，所述步骤6中计算当前带钢轧制时前滑自适应系数具体如下，式中：fAi为当前卷前滑实际值，fCAi为新前滑理论公式计算的当前卷前滑理论值。注意由于前滑值基本上在0.5％-5％以内，数值较小，因此在计算当前带钢前滑自适应系数时要加上1，才能避免在计算过程中发生分母为零的情况。作为本专利技术的一种改进，所述步骤7中考虑前一根带钢前滑自适应系数的计算，具体如下，Zfi＝Zfi-1+Cf×(ZfAi-Zfi-1)式中：Zfi-1为前一根带钢的前滑自适应系数，ZfAi为当前卷的前滑自适应系数，Cf为加权系数，在0-1之间。相对于现有技术，本专利技术提供的用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法充分考虑了前滑经典理论模型计算精度不高的问题，在前滑经典理论模型中性角公式中加入摩擦系数的补偿因子，利用过程控制系统的在线实测数据的采集，对前滑理论值进行分布计算，通过比较前滑实际值和计算值，确定合适的摩擦系数补偿因子，固化到模型内存表格中，并通过前滑模型进行自适应系数的在线计算，进一步提高前滑值的预报精度，从而秒流量计算更为合理，避免张力-速度调节系统因频繁调节速度导致的秒流量失稳发生轧机断带堆钢事故，提高轧制稳定性。本专利技术可广泛应用于单机架或多机架冷连轧机的前滑模型自适应计算中，具有一定的推广使用价值。附图说明图1为本专利技术冷轧前滑模型系数自适应计算流程图。图2为实施例中前滑模型系数补偿因子调试工具的人机主画面；图3A、3B为实施例中前滑模型系数补偿因子调试工具自动生成的数据文件画面；图4为实施例中前滑模型系数补偿因子调整后前滑计算值和实测值的图形显示画面。具体实施方式：为了加深对本专利技术的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。实施例1：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，其特征在于，所述方法如下：步骤1、轧制工艺数据的采集；步骤2、前滑实测值的计算；步骤3、前滑理论模型的修正和分布计算；步骤4、使用前滑模型系数调试工具调整摩擦系数补偿因子；步骤5、最终确定的补偿因子装载至过程计算机内存表格中；步骤6、计算当前带钢轧制时前滑自适应系数；步骤7、考虑前一根带钢前滑自适应系数的计算。

【技术特征摘要】
1.一种用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，其特征在于，所述方法如下：步骤1、轧制工艺数据的采集；步骤2、前滑实测值的计算；步骤3、前滑理论模型的修正和分布计算；步骤4、使用前滑模型系数调试工具调整摩擦系数补偿因子；步骤5、最终确定的补偿因子装载至过程计算机内存表格中；步骤6、计算当前带钢轧制时前滑自适应系数；步骤7、考虑前一根带钢前滑自适应系数的计算。2.根据权利要求1所述的用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，其特征在于，所述步骤1中，轧制工艺数据的采集，包括带钢速度vs、轧辊速度Vr、材料厚度H1、入口厚度H、出口厚度h、轧机出口宽度b、工作辊半径R、带钢前张力tf、带钢后张力tb。3.根据权利要求2所述的用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，其特征在于，所述步骤2中，前滑实测值的计算具体如下，通过激光测速仪测得的带钢速度及轧辊圆周速度，可求出实际测量数据得出的前滑值，式中：Vs为带钢速度；Vr为轧辊圆周速度；f’为前滑实测值。4.根据权利要求2或3所述的用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，其特征在于，所述步骤3中具体如下：3.1)前滑模型中性角公式的重新构造，3.2依据现场实际的轧制工艺数据进行前滑理论值的分布计算。5.根据权利要求4所述的用于稳定轧制的冷轧前滑模型自适应计算方法，其特征在于，所述步骤3.1)前滑模型中性角公式的重新构造，具体如下，新的中性角计算公式如下：其中：α为补偿因子；μ为摩擦系数；H为轧机入口厚度；h为轧机出口厚度；Φ为中性角；R′为工作辊压扁半径；r为变形量；tb为后张力；tf为...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟承荣，杨文兵，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32