一种四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报方法技术

本发明专利技术涉及一种四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报方法，属于热连轧方法技术领域。本发明专利技术的技术方案是：综合考虑带材宽度在最窄且轧制力最小及最大时的板形影响范围、带材宽度在最宽且轧制力最小及最大时的板形影响范围和带材为平均宽度且轧制力最小、最大及平均值时的板形影响范围并求出七种工况下的综合板形影响范围。本发明专利技术的有益效果是：实现对四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报以提高四辊轧机特定机架的带钢板形控制能力。以提高四辊轧机特定机架的带钢板形控制能力。以提高四辊轧机特定机架的带钢板形控制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报方法


[0001]本专利技术涉及一种四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报方法，属于热连轧方法


技术介绍

[0002]随着我国家电、汽车等领域的快速发展，客户对高质量板带的需求量不断增加，对带钢的性能以及板形质量提出了更高的要求。板形精度的提高对于提升带钢产品的市场竞争力具有决定性的作用。四辊轧机轧制的带钢板形主要受轧辊弯辊力、窜动量、压下量、轧制力、张力等诸多因素的影响，其中通过窜动量的调整可达到提高四辊轧机板形控制能力以及改善带钢板形的目的，在四辊轧机轧制过程中轧辊窜动量的变化会影响轧辊表面接触应力分布的不均匀性，亦会引起轧辊磨损深度的变化，而轧辊磨损与轧辊表面接触应力的不均会直接导致轧机出口带钢出现板形缺陷，而合理的调整轧辊窜动量可使得轧辊表面的磨损均匀性以提高带钢表面板形。另外，窜动量的变化也会导致轧辊热凸度的不均匀性增加从而使得带钢出口板形质量变差，对轧机轧制的稳定性造成影响。轧辊窜动量变化会直接导致轧辊挠度发生变化，而挠度大小会影响板凸度的大小从而间接对带钢出口板形产生影响。不同宽度与轧制力下的带材板形影响范围受到轧辊窜动量调整范围的限制。轧辊窜动量过大或者过小都不利于优良板带的生产，因此如何在轧辊窜动量调节范围确定的情况下得出板形影响的范围成为重要的研究内容，根据板形影响范围以及检测到的板形就可以对板形进行在线检测达到提高带材板形的目的。目前，根据文献检索的内容可知，国内外的研究内容主要是对轧辊窜动控制方法的研究，通过优化与改善工作辊的窜动方法以减少轧辊磨损程度、提高板形控制能力；或者综合考虑窜动量、张力以及轧制力等参数对四辊轧机板形预报模型进行改进与优化从而提高板带的成材率，减少带钢浪形缺陷。并没有根据四辊轧机窜动量调节范围以及板形控制模型对四辊轧机的板形影响范围进行预估。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供一种四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报方法，综合考虑带材宽度在最窄且轧制力最小及最大时的板形影响范围、带材宽度在最宽且轧制力最小及最大时的板形影响范围、带材为平均宽度且轧制力最小、最大及平均值时的板形影响范围并求出七种工况下的综合板形影响范围，进而实现对四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报以提高四辊轧机特定机架的带钢板形控制能力，有效地解决了
技术介绍
中存在的上述问题。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报方法，包含以下步骤：
[0005](A)收集设备参数、带材参数及轧制参数；
[0006](B)将辊身长度和板带长度进行分段并定义相关参数；
[0007](C)初始化工况计算代码k及板形计算误差ε；
[0008](D)根据工况计算代码k的数值以及模型对带材宽度以及轧制力进行赋值；
[0009](E)基于窜动量影响函数模型计算窜动量为最大值以及最小值时的影响函数计算模型如下：
[0010]式中：x
i
、x
j
是支撑辊的第i个和第j个位置的辊身长度，Δx为轧辊辊身以及带材每个段的长度，k1为工作辊影响函数的系数，取值为k1＝4.25
×
10
‑8。
[0011](F)基于影响函数模型计算第j段载荷引起的第i段工作辊和支撑辊挠度变化的影响函数a
ij
、b
ij
以及左右支撑力对第i段工作辊和支撑辊挠度变化的影响函数计算模型如下所示：
[0012][0013]式中：k2为支撑辊影响函数的系数，取值为k2＝3.44
×
10
‑9。
[0014](G)根据金属塑性变形模型和辊系弹性变形模型计算每段的辊间压力值P
i
以及轧制压力值计算模型如下所示：
[0015][0016]式中：K为工作辊与支承辊相互压扁的柔度系数，β为工作辊相对支撑辊的刚性转角，经求解可得β＝0，F1、F2为过程函数。
[0017](H)根据模型计算带材的入口厚度分布以及出口厚度分布；
[0018]式中：x1为来料板形所划分的各段板形的位置，x1＝iΔx+Δx/2，为工作辊与轧件间的压扁系数，θ为工作辊与支撑辊的交叉角，Δh
i
为第i段带钢的出入口厚度差。
[0019](I)根据模型计算窜动量分别为最大值和最小值时的出口带材板形；
[0020]式中：k
r
为前后张应力对轧制力的影响系数，取值为k
r
＝0.015。
[0021](J)判断i＝n
‑
m+1
…
n+m+1是否成立，若不成立令i＝n
‑
m+1
…
n+m+1进入步骤(D),若成立则进入步骤 (K)；
[0022](K)根据模型计算最小窜动量ξ
min
和最大窜动量ξ
max
的板形影响范围以及在此工况下的板形影响范围；
[0023](L)判断工况计算代码值k＞7是否成立，若不成立则令k＝k+1 进入步骤(D),否则令ΔU
max
＝maxΔU
k
(k＝1～7)进入步骤(M)；
[0024](M)输出四辊轧机的板形影响预报范围(0，ΔU
max
)。
[0025]所述步骤(A)中，收集轧制过程中的相关参数包含特定机架支撑辊辊身长度L
b
，特定机架的工作辊直径D
w
，支撑辊直径D
b
，带材弹性模量及泊松比E、ν，特定机架下的带钢最小、最大及平均宽度为b
min
、b
max
、b
av
，特定机架下的最小、最大以及平均轧制压力带材轧制时的弯辊力S，后张力、前张力平均值特定机架带钢入口厚度平均值H，出口厚度平均值h，带钢的变形抗力σ，板形计算误差ε，轧辊窜动量最大值ξ
max
，轧辊窜动量最小值ξ
min
，左支撑力的力臂右支撑的力臂左弯辊力的力臂右弯辊力的力臂和上下工作辊的辊径差之和ΔD
i
。
[0026]所述步骤(B)中，定义轧制过程中的相关参数包含支撑辊辊身长度以及广义轧制压力横向分段为2n+1段，轧制压力非零部分分段为2m+1段，为方便计算使n2＝2n+1、n1＝2m+1，其中n2为支撑辊辊身长度以及广义轧制压力横向分段总段数，n1为轧制压力非零部分总分段数，设定分段数中的某两段为i,j∈{1,2,...,2n+1}，窜动量对挠度的影响函数第j段载荷引起的第i段工作辊和支撑辊挠度变化的影响函数a
ij
、b
ij
，左右支撑力对第i段工作辊和支撑辊挠度变化的影响函数第j段辊间压力值P
j
，第j段轧制压力值P'
j
，出口带材分段后每段的厚度h
i
，入口带材分段后每段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报，其特征在于包含以下步骤：(A)收集设备参数、带材参数及轧制参数；(B)将辊身长度和板带长度进行分段并定义相关参数；(C)初始化工况计算代码k及板形计算误差ε；(D)根据工况计算代码k的数值以及模型对带材宽度以及轧制力进行赋值；(E)基于窜动量影响函数模型计算窜动量为最大值以及最小值时的影响函数计算模型如下：式中：x
i
、x
j
是支撑辊的第i个和第j个位置的辊身长度，Δx为轧辊辊身以及带材每个段的长度，k1为工作辊影响函数的系数，取值为k1＝4.25
×
10
‑8。(F)基于影响函数模型计算第j段载荷引起的第i段工作辊和支撑辊挠度变化的影响函数a
ij
、b
ij
以及左右支撑力对第i段工作辊和支撑辊挠度变化的影响函数计算模型如下所示：
式中：k2为支撑辊影响函数的系数，取值为k2＝3.44
×
10
‑9。(G)根据金属塑性变形模型和辊系弹性变形模型计算每段的辊间压力值P
i
以及轧制压力值P
j
、，计算模型如下所示：式中：K为工作辊与支承辊相互压扁的柔度系数，β为工作辊相对支撑辊的刚性转角，经求解可得β＝0，F1、F2为过程函数。
(H)根据模型计算带材的入口厚度分布以及出口厚度分布；式中：x1为来料板形所划分的各段板形的位置，x1＝iΔx+Δx/2，K
i
、为工作辊与轧件间的压扁系数，θ为工作辊与支撑辊的交叉角，Δh
i
为第i段带钢的出入口厚度差。(I)根据模型计算窜动量分别为最大值和最小值时的出口带材板形；式中：k
r
为前后张应力对轧制力的影响系数，取值为k
r
＝0.015。(J)判断是否成立，若不成立令进入步骤(D),若成立则进入步骤(K)；(K)根据模型计算最小窜动量ξ
min
和最大窜动量ξ
max
的板形影响范围以及在此工况下的板形影响范围；(L)判断工况计算代码值k＞7是否成立，若不成立则令k＝k+1进入步骤(D),否则令ΔU
max
＝maxΔU
k
(k＝1～7)进入步骤(M)；(M)输出四辊轧机的板形影响预报范围(0，ΔU
max
)。
2.根据权利要求1所述的一种四辊轧机工作辊窜动对板形影响范围的预报方法，其特征在于：所述步骤(A)中，收集轧制过程中的相关参...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐秀美，陈彤，令狐克志，王瑞，王钟萱，王晨阳，邢伟，马恺，李博昊，
申请(专利权)人：河钢乐亭钢铁有限公司河钢股份有限公司唐山分公司，
类型：发明
国别省市：