五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法技术

本发明专利技术提供一种五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法，涉及冷连轧带钢板形控制技术领域。该方法首先给出采用本发明专利技术方法对双边浪和中浪板形进行控制的前提条件，然后将末机架设定为第i机架，计算第i‑1机架出口双边浪或中浪板形值；再将第i机架出口双边浪或中浪板形计算值与实测值对比，重复计算直至其满足成品板形质量要求为止；再计算第i‑1机架工作辊与中间辊的弯辊力的修正值，如果不满足要求，则计算第i‑2机架工作辊与中间辊的弯辊力的修正值，直至第i机架出口双边浪或中浪板形偏差达到成品板形质量的要求。本发明专利技术提供的控制方法，提高了前部机架双边浪或中浪板形控制精度，减小了末机架调控压力，提升了产品板形质量。

【技术实现步骤摘要】
五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法
本专利技术涉及五机架冷连轧带钢板形控制
，尤其涉及一种五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法。
技术介绍
冷轧带钢广泛的应用于国民经济的各个领域，随着冷轧带钢质量的提高，用户对板形质量的要求也逐渐提高。良好的板形质量对提高下游工序的产品质量和成材率起到至关重要的作用。板形与厚度、宽度一样，是衡量带钢几何尺寸精度的重要指标，直观上是带钢的翘曲程度，其实质是轧后带钢内部残余应力沿板宽方向上的分布。常见的板形缺陷主要分为边浪、中浪、1/4浪及混合浪等。申请号为201510006441.7的专利提出了一种预防极薄带钢碎边浪缺陷的冷轧工艺。该方法通过张力，轧制力的配合设定，达到控制极薄带双边浪的目的。但是，本方法中的张力和轧制力等工艺参数的制定是基于小于600MPa的一般强度级别材料，不适合高强汽车板带钢的生产。申请号为200510028316.2的专利提出了一种克服复合浪形的轧制方法。该方法通过优化工作辊辊形达到控制中浪、双边浪及其他复合浪形缺陷。但是，该方法是基于工作辊可以轴向移动的CVC轧机而提出的，对于广泛应用的工作辊不可以轴向移动的HC轧机和UCM轧机并不适用。汽车用高强钢的变形抗力较高，一般在600MPa～1200MPa。在轧制过程中由于轧制力较大，导致辊系的弹性变形增大，进而增加了板形的控制难度。目前冷轧机组的双边浪和中浪板形控制主要依靠末机架的反馈控制，即通过末机架出口的板形测量辊得到出口双边浪和中浪板形值，再反馈给末机架的执行机构来消除双边浪和中浪板形偏差。由于中间机架没有配置板形测量辊，只能根据来料板形，假设出各机架入口板形来确定板形执行机构的设定值。当冷轧来料的强度较高时，假设值与实际值偏差较大，无法实现准确地控制板形，导致末机架入口处板形较差，即使末机架板形执行机构达到极限值，也无法消除由前部机架引起的双边浪和中浪板形缺陷。传统的冷连轧双边浪与中浪板形控制方法，根据热轧来料板形，对1～4机架的板形进行假设，当轧机生产强度级别高的带钢时，这些假设值与各机架实际值偏差较大。这样一来，就降低了中间机架的双边浪与中浪板形缺陷调控能力，增加了末机架消除板形缺陷的压力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形缺陷的控制方法，实现对汽车用高强钢的双边浪和中浪板形缺陷的控制。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形缺陷的控制方法，包括以下步骤：一种五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法，包括以下步骤：步骤1、判断末机架工作辊与中间辊的弯辊力是否同时达到或超过极限值的90％，且双边浪或中浪板形偏差是否超出成品板形质量要求范围，若是，则执行步骤2，否则执行步骤5；步骤2、将末机架设定为第i机架，根据第i机架实测的出口双边浪或中浪板形值与弯辊力的实测值，基于影响函数法，计算第i机架出口双边浪或中浪板形值；步骤2.1、假设第i-1机架的出口双边浪或中浪板形值为flatnessi-1；步骤2.2、由影响函数法，根据第i机架弯辊力的实测值，计算第i机架出口双边浪或中浪板形值flatnessi，具体方法为：步骤2.2.1、根据第i-1机架的出口双边浪或中浪板形值flatnessi-1计算第i-1机架的出口断面分布profilei-1，如下公式所示其中，profilei-1为第i-1机架的出口断面分布，Hj为第i-1机架入口第j点厚度，Hc为第i-1机架入口的中心厚度，为第i-1机架入口的平均厚度，为第i-1机架出口的平均厚度；步骤2.2.2、利用布兰德-福特-希尔方程计算第i机架的轧制力分布P；步骤2.2.3、通过实测第i机架的弯辊力与轧制力分布，计算第i机架的辊间压力分布，如下两个公式所示：QWI＝P+FW/Lw_cy×Δx(2)QIB＝QWI+FI/Li_cy×Δx(3)其中，QWI为第i机架工作辊与中间辊的辊间压力，QIB为第i机架中间辊与支撑辊的辊间压力，FW为第i机架工作辊的弯辊力，FI为第i机架中间辊的弯辊力，Lw_cy为第i机架工作辊的液压缸中心距，Li_cy为第i机架中间辊的液压缸中心距，Δx为第i机架轧辊的单位宽度；步骤2.2.4、利用影响函数法，计算第i机架轧辊弹性变形，从而确定第i机架轧后断面的分布，具体如下公式所示：YW＝GW(QWI-P)-GFWFW(4)YI＝GI(QIB-QWI)-GFIFI(5)YB＝GBQIB(6)YWI＝YWI0+YI-YW-MI-MW(7)YIB＝YIB0+YB-YI-MB-MI(8)YWS＝GWSP(9)profilei＝H0+(YWS-YWS0)+(MW-YW)(10)其中，P为第i机架轧制力；YW、YI、YB分别为第i机架工作辊、中间辊、支撑辊的弹性弯曲；GW、GI、GB分别为第i机架工作辊、中间辊、支撑辊的弹性弯曲影响函数，GFW、GFI分别为第i机架工作辊弯辊力、中间辊弯辊力的影响函数；YWI、YIB分别为第i机架工作辊与中间辊、中间辊与支撑辊的协调变形；YWI0、YIB0分别为第i机架工作辊与中间辊、中间辊与支撑辊辊的面中心压扁量；MW、MI、MB分别为第i机架工作辊、中间辊、支撑辊的凸度向量；YWS为第i机架轧制力引起的工作辊压扁；YWS0为第i机架板中心处轧制力引起的工作辊压扁量；GWS为第i机架压扁影响函数；profilei为第i机架的轧后断面分布；H0为第i机架轧后带钢中心厚度的一半；步骤2.2.5、利用计算出的第i机架轧后断面分布profilei，计算第i机架轧后带钢双边浪或中浪板形值flatnessi，如下公式所示：其中，Es为带钢弹性模量，νs为带钢泊松比；步骤3、将第i机架出口双边浪或中浪板形计算值flatnessi与第i机架出口双边浪或中浪板形实测值flatnessi*对比，如果误差超过设定值ε，则采用指数平滑法修正第i-1机架假设的出口双边浪或中浪板形值，重新执行步骤2.2，重新计算flatnessi，直至第i机架出口双边浪或中浪板形值flatnessi满足收敛精度为止，输出此时第i-1机架的出口双边浪或中浪板形值；所述采用指数平滑法迭代修正第i-1机架假设的出口双边浪或中浪板形值，如下公式所示：其中，为第i-1机架第n次的迭代值；为第i-1机架第n-1次的迭代值；λ为平滑常数；为第i-1机架第n次的计算值；步骤4、将步骤3计算出的第i-1机架出口双边浪或中浪板形值与第i-1机架出口目标板形比较，计算第i-1机架弯辊力修正后的修正量，减小第i-1机架的双边浪或中浪板形偏差，提高i-1机架的板形质量，具体方法为：计算第i-1机架弯辊力修正量时，定义以下目标函数：其中，Δεk为第i-1机架第k板形测量段上的板形误差；k为第i-1机架板形测量段，k＝1、…、N，N为板形测量划分单元数；gwb为第i-1机架工作辊弯辊调控系数；gib为第i-1机架中间辊弯辊调控系数；mwb为第i-1机架工作辊弯辊的修正量；mib为第i-1机架中间辊弯辊的修正量；对式(13)求偏导，使目标函数f(m)取最小值，消除板形误差，如下公式所示：进而求出当目标函数f(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、判断末机架工作辊与中间辊的弯辊力是否同时达到或超过极限值的90％，且双边浪或中浪板形偏差是否超出成品板形质量要求范围，若是，则执行步骤2，否则执行步骤5；步骤2、将末机架设定为第i机架，根据第i机架实测的出口双边浪或中浪板形值与弯辊力的实测值，基于影响函数法，计算第i机架出口双边浪或中浪板形值；步骤3、将第i机架出口双边浪或中浪板形计算值flatnessi与第i机架出口双边浪或中浪板形实测值flatnessi*对比，如果误差超过设定值ε，则采用指数平滑法修正第i‑1机架假设的出口双边浪或中浪板形值，重新执行步骤2.2，重新计算flatnessi，直至第i机架出口双边浪或中浪板形值flatnessi满足收敛精度要求为止，输出此时第i‑1机架的出口双边浪或中浪板形值；步骤4、将步骤3计算出的第i‑1机架出口双边浪或中浪板形值与第i‑1机架出口目标板形比较，计算第i‑1机架弯辊力修正后的修正量，减小第i‑1机架的双边浪或中浪板形偏差，提高i‑1机架的板形质量；步骤5、如果第i‑1机架工作辊与中间辊的弯辊力修正后的修正值同时超过极限值的90％，且双边浪或中浪板形偏差依然未达到成品板形质量的要求，则重新执行步骤2‑4，计算第i‑2机架弯辊修正后的修正值，直至第i机架出口板形双边浪或中浪偏差达到成品板形质量的要求；步骤6、结束。...

【技术特征摘要】
1.一种五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、判断末机架工作辊与中间辊的弯辊力是否同时达到或超过极限值的90％，且双边浪或中浪板形偏差是否超出成品板形质量要求范围，若是，则执行步骤2，否则执行步骤5；步骤2、将末机架设定为第i机架，根据第i机架实测的出口双边浪或中浪板形值与弯辊力的实测值，基于影响函数法，计算第i机架出口双边浪或中浪板形值；步骤3、将第i机架出口双边浪或中浪板形计算值flatnessi与第i机架出口双边浪或中浪板形实测值flatnessi*对比，如果误差超过设定值ε，则采用指数平滑法修正第i-1机架假设的出口双边浪或中浪板形值，重新执行步骤2.2，重新计算flatnessi，直至第i机架出口双边浪或中浪板形值flatnessi满足收敛精度要求为止，输出此时第i-1机架的出口双边浪或中浪板形值；步骤4、将步骤3计算出的第i-1机架出口双边浪或中浪板形值与第i-1机架出口目标板形比较，计算第i-1机架弯辊力修正后的修正量，减小第i-1机架的双边浪或中浪板形偏差，提高i-1机架的板形质量；步骤5、如果第i-1机架工作辊与中间辊的弯辊力修正后的修正值同时超过极限值的90％，且双边浪或中浪板形偏差依然未达到成品板形质量的要求，则重新执行步骤2-4，计算第i-2机架弯辊修正后的修正值，直至第i机架出口板形双边浪或中浪偏差达到成品板形质量的要求；步骤6、结束。2.根据权利要求1所述的五机架冷连轧高强钢板带的双边浪和中浪板形控制方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：步骤2.1、假设第i-1机架的出口双边浪或中浪板形值为flatnessi-1；步骤2.2、由影响函数法，根据第i机架弯辊力的实测值，计算第i机架出口双边浪或中浪板形值flatnessi，具体方法为：步骤2.2.1、根据第i-1机架的出口双边浪或中浪板形值flatnessi-1计算第i-1机架的出口断面分布profilei-1，如下公式所示其中，profilei-1为第i-1机架的出口断面分布，Hj为第i-1机架入口第j点厚度，Hc为第i-1机架入口的中心厚度，为第i-1机架入口的平均厚度，为第i-1机架出口的平均厚度；步骤2.2.2、利用布兰德-福特-希尔方程计算第i机架的轧制力分布P；步骤2.2.3、通过实测第i机架的弯辊力与轧制力分布，计算第i机架的辊间压力分布，如下两个公式所示：QWI＝P+FW/Lw_cy×Δx(2)QIB＝QWI+FI/Li_cy×Δx(3)其中，QWI为第i机架工作辊与中间辊的辊间压力，QIB为第i机架中间辊与支撑辊的辊间压力，FW为第i机架工作辊的弯辊力，FI为第i机架中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：李长生，金鑫，王煜，彭良贵，武志成，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21