针对带钢局部高点的变凸度工作辊弯窜辊协同控制方法技术

本发明专利技术公开一种针对带钢局部高点的变凸度工作辊弯窜辊协同控制方法，属于轧钢自动化技术领域。该方法首先确定单向最大波动步数、弯辊动态调节余量、驻留适应块数和波动异步系数等弯辊波动参数；然后计算各机架的弯辊波动量；最后根据弯辊波动量计算窜辊波动量，并将其分别叠加到弯辊和窜辊的初始设定值上，得到弯辊和窜辊的最终设定值。本发明专利技术的协同策略可以扩展窜辊分布，缓解因变凸度工作辊磨损不均而导致的带钢局部高点缺陷，延长轧制公里数，并可以保证弯辊调节余量、提高波动后的轧制稳定性和带钢板形质量稳定性。定性和带钢板形质量稳定性。定性和带钢板形质量稳定性。

【技术实现步骤摘要】
针对带钢局部高点的变凸度工作辊弯窜辊协同控制方法


[0001]本专利技术属于轧钢自动化
，特别涉及一种针对带钢局部高点的变凸度工作辊弯窜辊协同控制方法。

技术介绍

[0002]改善板带板形质量，降低废品率是生产厂家和学者们关注的热点问题。局部高点是典型的热轧板带板形问题，由于工作辊的不均匀磨损，工作辊辊身会出现不规则的磨损凹槽，轧制过程中印到轧件上产生局部高点，如图1所示。通常采用工作辊的轴向窜动来使磨损更加分散和均匀化。
[0003]工作辊辊形技术是热轧生产过程板形控制的关键技术。变凸度工作辊在热轧带钢生产过程中应用广泛，主要代表技术有：CVC工作辊(德国西马克开发，三次多项式曲线)，HVC工作辊(北京科技大学开发，五次多项式曲线)，SmartCrown工作辊(奥钢联开发，多项式与Sin函数复合辊形)等。图2为五次多项式的高次曲线HVC工作辊，辊身曲线呈S型，上下工作辊呈中心对称摆放。通过工作辊轴向窜动，实现不同的等效辊形，达到调节板形的目的。其余变凸度工作辊的曲线形状和工作原理也大体类似。
[0004]和常规凸度工作辊(如二次抛物线曲线)相比，变凸度工作辊窜辊有更强的辊缝凸度控制能力，但其窜辊规律也有所不同。常规凸度工作辊在窜动时辊缝凸度变化很小，因此可以做长行程周期性往复窜动以均匀化轧辊磨损，主要通过调节弯辊来控制板形。而变凸度工作辊窜动时则会显著改变辊缝凸度，主要通过调节窜辊来调节板形，弯辊一般固定在中间值附近，窜辊位置需要根据板形控制目标由板形模型计算确定，不能长行程任意窜动。在变凸度工作辊的生产应用中发现，轧辊热凸度稳定以后，进行大批量同规格轧制时，各机架工作辊窜辊位置相对固定、变化很小。窜辊位置固定则会加重轧辊不均匀磨损和带钢局部高点缺陷，形成异常的带钢断面轮廓。因此，希望能够研究和专利技术一种针对带钢局部高点的变凸度工作辊异步弯辊窜辊协同控制方法，来解决变凸度工作辊在断面控制方面的缺陷。
[0005]现有较多的文献对窜辊策略进行研究，但主要针对于常规凸度工作辊，采用不同窜辊策略均匀化轧辊磨损，如专利1《一种消除平辊工作辊局部磨损的方法》(申请号：CN201210163427.4)，专利2《一种变行程变步长窜辊方法》(申请号：CN201610034740.6)等。
[0006]在变凸度工作辊的窜辊策略方面，专利3《一种消除CVC轧机工作辊局部磨损的方法》(申请号：CN 201110281509.4)提出通过改变CVC工作辊周期性窜辊的频率、幅度，达到消除工作辊局部磨损的目的，以相邻带钢的宽度差作为启动周期性窜辊模式的判断依据。专利4《一种兼顾浪形和断面的热轧高次曲线工作辊窜辊策略》(申请号：CN201610023972.1)提出高次曲线工作辊兼顾浪形和断面的震荡型窜辊策略，以相邻带钢的窜辊位置判断是否启动窜辊策略。
[0007]但在变凸度工作辊窜辊策略方面，仍需要解决以下问题。一是启动周期性震荡型窜辊后，弯辊设定也要相应变化以保持辊缝凸度不变，但变化后的弯辊仍需要保留上下调
节的余量用于板形动态控制。二是周期性震荡型窜辊的启动策略应该更灵活，适用于品规交叉轧制等特殊工况，并尽可能扩展整个轧制单元中窜辊位置分布、均匀化轧辊磨损。第三，弯窜辊的同时变化，必然会对轧制稳定性和带钢板形质量稳定性产生影响，因此需要有相应的策略增加稳定性。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了进一步优化现有变凸度工作辊窜辊策略，保证用于动态控制的弯辊调节余量，扩展窜辊分布，并保证轧制稳定性和带钢板形质量稳定性，提供一种针对带钢局部高点的变凸度工作辊弯窜辊协同控制方法，该方法基于弯辊周期性震荡变化来带动整个轧制单元的窜辊变化，并引入弯辊动态调节余量、驻留适应块数和各机架异步变化系数等调控参数。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]该方法包括步骤如下：
[0011]S1、确定弯辊波动参数：
[0012]所述弯辊波动参数包括单向最大波动步数N、弯辊动态调节余量a1(指为了确保板形动态调控能力而留出余量)、驻留适应块数a2(指轧辊为了利于控制模型自适应和轧制稳定性而在同一波动位置驻留的块数)和波动异步系数a3(指使各机架的弯(窜)辊波动以非同步的形式进行，各机架波动量带来的质量变化相互抵消，有利于板形质量的稳定性)；
[0013]S2、计算各机架的弯辊波动量：
[0014]所述弯辊波动量ΔBF
(i，n)
计算过程如下：
[0015][0016]式中，ΔBF
(i，n)
为弯辊波动量，单位为kN，i为机架序号，n为轧件序号；
[0017]δ
(i)
为第i机架的弯辊单步波动量，单位为kN；
[0018]α、β、γ为中间变量；
[0019]Δn
(i)
为第i机架的异步调整量；
[0020]Sp为单个波动周期对应轧件数量；
[0021]floor()为向下取整函数；
[0022]％为除法取余算子；
[0023]N为单向最大波动步数，指弯辊波动量由正(负)极值至负(正)极值所需步数；
[0024]S3、确定弯辊和窜辊的最终设定值：
[0025]根据弯辊波动量计算窜辊波动量，并将弯辊波动量和窜辊波动量分别叠加在弯辊初始设定值和窜辊初始设定值上，得到弯辊和窜辊的最终设定值；
[0026]所述窜辊波动量ΔSFT
(i，n)
计算过程如下：
[0027][0028]式中，ΔSFT
(i，n)
为窜辊波动量，单位为mm；
[0029]K
BF
为弯辊对辊缝凸度的影响系数，单位为μm/kN；
[0030]K
SFT
为窜辊对辊缝凸度的影响系数，单位为μm/mm。
[0031]所述S1中弯辊单向最大波动步数N的取值范围为5
‑
7；
[0032]弯辊动态调节余量a1取值范围为300
‑
500kN；
[0033]驻留适应块数a2取值范围为2
‑
3块；
[0034]波动异步系数a3＝round(2(N+1)/3)，其中round()为四舍五入取整函数。
[0035]所述S2中弯辊单步波动量δ
(i)
的计算过程如下：
[0036][0037]式中，ub
(i)
为预留调节量后的弯辊上限，单位为kN；
[0038]lb
(i)
为预留调节量后的弯辊下限，单位为kN；
[0039]ub0
(i)
为弯辊设备能力上限，单位为kN；
[0040]lb0
(i)
为弯辊设备能力下限，单位为kN。
[0041]所述S2中单个波动周期对应轧件数量Sp的具体计算过程如下：
[0042]Sp＝2(N+1)a2[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对带钢局部高点的变凸度工作辊弯窜辊协同控制方法，其特征在于，包括步骤如下：S1、确定弯辊波动参数：所述弯辊波动参数包括单向最大波动步数N、弯辊动态调节余量a1、驻留适应块数a2和波动异步系数a3；S2、计算各机架的弯辊波动量：所述弯辊波动量ΔBF
(i，n)
计算过程如下：式中，ΔBF
(i，n)
为弯辊波动量，单位为kN，i为机架序号，n为轧件序号；δ
(i)
为第i机架的弯辊单步波动量，单位为kN；α、β、γ为中间变量；Δn
(i)
为第i机架的异步调整量；Sp为单个波动周期对应轧件数量；floor()为向下取整函数；％为除法取余算子；N为单向最大波动步数；S3、确定弯辊和窜辊的最终设定值：根据弯辊波动量计算窜辊波动量，并将弯辊波动量和窜辊波动量分别叠加在弯辊初始设定值和窜辊初始设定值上，得到弯辊和窜辊的最终设定值；所述窜辊波动量ΔSFT
(i，n)
计算过程如下：式中，ΔSFT
(i，n)
为窜辊波动量，单位为mm；K
BF
为弯辊对辊缝凸度的影响系数，单位为μm/kN；K
SFT
为窜辊对辊缝凸度的影响系数，单位为μm/mm。2.根据权利要求1所述的针对带钢局部高点的变凸度工作辊弯窜辊协同控制方法，其特征在于，所述S1中弯辊单向最大波动步数N的取值范围为5
‑
7；弯辊动态调节余量a1取值范围为300
‑
500kN；驻留适应块数a2取值范围为2
‑
3块；波动异步系数a3＝round(2(N+1)/3)，其中round()为四舍五入取整函数。3.根据权利要求l所述的针对带钢局部高点的变凸度工作辊弯窜辊协同控制方法，其特征在于，所述S2中第i机架的弯辊单步波动量δ
(i)
的计算过程如下：
式中，ub
(i)
为预留调节量后的弯辊上限，单位为kN；lb
(i)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚驰寰，曲侯歌，何安瑞，周冠禹，邵健，孙文权，荆丰伟，刘超，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：