控制轧制过程的方法和计算机程序技术

本发明专利技术涉及一种用于控制轧制过程的方法，其中借助至少一个轧辊轧扁金属带。从现有技术中已知，所谓的中性点的相对位置是轧制过程的当前稳定性的尺度。然而用于计算中性点位置的传统方法仅仅相当不准确地代表了金属的实际特征，并且因此仅有条件地适用于关于轧制过程的稳定性的陈述。为了能够在金属带的实际特性方面较好地控制用于轧制金属带的轧制过程，根据本发明专利技术建议一种用于计算中性点的相对位置的新的方法，其中尤其是一同考虑均匀的屈服应力ｋ↓［ｅ］和中性点中的静压压力ｐ↓［Ｎ］↑［Ｈ］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制轧制过程的方法和计算机程序本专利技术涉及用于控制轧制过程的方法和计算机程序，其中借助 至少两个轧辊轧扁金属带。本专利技术基本上涉及诸如冷轧、热轧或精轧的所有种类的轧制过程；但是本专利技术优选在冷轧过程中得到应 用。在现有技术中，例如从日本的专利申请JP 55061309A中基本上 公知了 一种这样的方法。在那里说明轧制过程的稳定性与所谓的中 性点的相应位置有关。中性点在此表示在工作轧辊圆周上的该定 位，在该定位时，工作轧辊的圆周速度与所轧制的材料的速度一致。 为了确保轧制过程的稳定性，所述的日本的专利申请教导，如此来 调节带张力，使得中性点的位置总是位于轧辊和所轧制的材料的接当然中性点的位置的计算仅对于理想塑性材料是平常的，并且 只能对于这样的材料来从轧制过程的可测量的参数中求出。因此在 非理想塑性材料情况下、即尤其是弹塑性的材料(诸如实际金属) 情况下，只是有限制地可以将中性点的传统计算的(相对)位置采 用为轧制过程稳定性的准则。其原因在于，借助可测量的轧制参数 按惯例只能相当不准确地为实际金属的轧制过程确定中性点的(相 对)位置。从该现有技术出发，本专利技术所基于的任务在于，关于在轧制过 程期间金属带的实际特性，按照在轧辊和要轧制的金属带之间的中 性点的相对位置来改善用于控制轧制过程的公知方法和计算机程 序。通过在权利要求1中所要求的方法来解决该任务。该方法的特 征在于，分别借助单独的轧制过程的数学模型基于第一和第二组可 测量的过程参数将金属带的均匀的屈服应力ke的大小和在中性点中 的静压压力pnh的大小作为不可直接测量的过程参数来估计，并且基于对于均匀的屈服应力ke的和静压压力PnH的所估算的大小基于第一组可测量的过程参数、以及基于金属带的均匀的弹性模量E+和金 属带的可压缩性K来计算中性点的相对位置。<formula>formula see original document page 5</formula>通过考虑金属带的均匀的屈服应力和在中性点中的静压压力的 大小，可以比这在过去的情况下更精确地、即更接近真实和更准确 地计算中性点的相对位置。因为在考虑静压压力的情况下，金属带 在轧制过程期间的体积压缩进入中性点的相对位置的计算中。此外 还考虑了该带在通过了轧辊间隙的最窄处之后的弹性变形。这种考 虑尤其对于围绕零的超前的参数值是特别重要的。关于中性点实际 位置的根据本专利技术可能更接近真实的信息使观察或控制轧制过程的 控制设备或操作人员可以更快和更有效地干预轧制过程，以便确保 其稳定性。由于参数屈服应力和在中性点中的静压压力虽然对于中性点的 相对位置的更精确计算是必要的，但是在轧制过程期间不能简单地 作为测量参数来测量，所以它们根据本专利技术借助数学模型被仿真和 优选实时地被计算，以便及时可用于中性点的实际位置的计算，所 述数学模型可以单独地与每一个单个的轧制过程相匹配。但是有利地仅仅将在轧制过程期间可被测量的过程参数采用为数学模型的输 入量。根接本专利技术，有利地根据下式来计算中性点的相对位置g :其中fslip表示超前；CT A 表示带输出端应力；K 表示金属带的可压缩性；pN 表示在轧辊间隙中在中性点中垂直(法向)于金属带的 压力；qN 表示在轧辊间隙中在中性点中在金属带的纵向上的压力；ke 表示均匀的屈月l应力(Flie!5spannung);E*表示金属带的均匀的弹性模量；hE 表示在输入端处的带厚度；和 hA表示在输出端处的带厚度。如果中性点相对位置的所计算的值g位于约0.12的下阈值和约 0.4的上阈值之间，则将轧制过程归为稳定运行的。如果值g位于下 阈值之下，则这是轧制过程不稳定的标志；该轧制过程于是可以通 过适当的措施、诸如提高在输出端处的带张力、降低在输入端处的 带张力、或提高在轧辊间隙中的摩擦来重新稳定。在当中性点相对位置的值g位于约0.4的上阈值之上时的另一 种情况下，这是轧辊间隙中的摩擦太高和轧辊的磨损因此同样太高 的标志；于是可以通过适当的措施相应地反控制。如果优选地经由其时间过程来存储中性点的根据本专利技术所计算 的相对位置，则对文献资料汇编的目的是有利的。与此无关地，如 果在显示设备上优选实时地为操作人员说明中性点的根据本专利技术所 计算的相对位置，则对于快速开始用于稳定轧制过程的措施、或对 于消除在轧辊间隙中的太高的摩擦力是有利的。所要求的方法的其它有利的扩展方案是从属权利要求的主题。此外通过用于根据上迷方法控制轧制过程的控制设备用的计算 机程序来解决本专利技术的上述任务。总共给本说明书附上了三个图，其中附图说明图1展示了用于构成具有所穿过的金属带的轧辊间隙的轧辊对；图2展示了用于表明本专利技术方法的框图；和 图3展示了在轧辊间隙中的中性点相对位置的不同可能的定位 范围。以下根据所述图以实施例的形式来详细说明本专利技术。 图1展示了具有轧辊对的轧机机架，其中轧辊200上下垂直地 布置，并且其中在两个轧辊200之间构成了轧辊间隙。为了执行轧 制过程，将金属带100移动穿过轧辊间隙，并且在此将之轧扁。上 和下(工作)轧辊200在此都在接触弧中接触金属带100，该接触弧 在上轧辊200中是通过角度cc的孤长表示的。在本专利技术的框架内，将所谓的中性点的相对位置采用为单独的 轧制过程稳定性的尺度或准则。在图1中用参考符号N示范性地表 示中性点。中性点表示在轧辊圆周上的该定位，在该定位时，轧辊的圆周速度与所轧制的材料、尤其是所轧制的金属带的速度一致。在图1中通过水平的箭头指明材料流动方向；在那里，所述材 料流动方向从左向右延伸。参数R表示轧辊200的半径，参数Ve表 示金属带IOO在轧辊间隙的输入端处的速度，参数Va表示金属帶在 轧辊间隙的输出端处的速度，和参数Vn表示金属帶100在中性点N 的高度上的速度。下面详细阐述在图1中示出的所有其它参数。能够越准确地进行关于轧制过程稳定性的估计和关于引入用于 稳定轧制过程的措施的决定，则越精确或越接近真实地知道中性点 的当前的定位。因此借助图2来阐述本专利技术方法，借助该方法在轧制过程期间 随时都可以很精确和接近真实地计算中性点的相对位置。根据本专利技术，根据下式来实现中性点N的相对位置g的计算其中fslip表示超前；表示带输出端应力； K 表示金属带(100)的可压缩性；pN 表示在中性点中在轧辊间隙中垂直(法向)于金属带的 压力；qN 表示在中性点中在轧辊间隙中在金属带的纵向上的压力；ke 表示均匀的屈服应力；E* 表示金属带(100)的均匀的弹性模量；hE 表示在输入端处的带厚度；和hA 表示在轧辊间隙的输出端处的带厚度。在图2中在方框A中实现中性点的相对位置g的计算。在此在 图2中同样示出了进入g的计算中的上述参数。从这些参数中，超 前(Voreilung) fslip、金属带在轧辊间隙的输入端处的高度HE、在轧 辊间隙的输出端处的高度hA、以及在轧辊间隙的输出端处的带应力(7 A形成了在轧制过程期间随时可以直接测量的第 一组过程参数。金属带100的均匀的弹性模量E*、以及金属带的可压缩性K原则上是 已知的。相反，对于根据本专利技术计算中性点的相对位置g进一步所需要的、针对均匀的屈服应力ke和在轧辊间隙中在中性点本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制轧制过程的方法，其中借助至少一个轧辊（２００）轧扁金属带（１００），包括：检测在金属带（１００）和轧辊（２００）之间的接触弧中的中性点的相对位置（Ｎ）；和必要时按照中性点的位置ξ（Ｎ）通过用适当的措施干预轧制过程来稳定轧制过程；其特征在于，　　　　分别借助单独的轧制过程的数学模型基于第一和第二组可测量的过程参数来估计金属带的均匀的屈服应力ｋ↓［ｅ］的大小和在中性点中的静压压力ｐ↓［Ｎ］↑［Ｈ］的大小作为不可直接测量的过程参数；和　　　　基于均匀的屈服应力ｋ↓［ｅ］的和静压压力ｐ↓［Ｎ］↑［Ｈ］的所估计的大小、基于第一组可测量的过程参数、以及基于金属带的均匀的弹性模量Ｅ↑［＊］和金属带的可压缩性Ｋ来计算中性点的相对位置ξ（Ｎ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H帕维尔斯基，
申请(专利权)人：SMS迪马格股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]