CN101422785A - 一种调整二次冷轧荫罩带钢机组中间辊窜动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种调整二次冷轧荫罩带钢机组的中间辊窜动量的方法，其特点是充分考虑二次冷轧机组的设备与生产工艺特点，在把成品板形质量最佳为优化目标函数、各个机架辊间压力的均匀程度作为约束条件的前提下，将两个机架中间辊的窜动量作为一个整体来协调综合控制，而不是单独控制。采用本发明所提供的相关技术，不但可以提高二次冷轧机组窜动对板形的控制能力，充分发挥窜动的作用提高成品的板形质量，而且可以提高轧辊的使用寿命，给企业带来经济效益。本发明方法的原理清晰明了，计算速度快，适于在线使用。

Description

一种调整二次冷轧荫罩带钢机组中间辊窜动的方法

技术领域：

本发明涉及一种带材的轧制方法，特别地涉及一种调整冷轧荫罩带钢机组中间辊窜动的方法。

背景技术：

如今热轧带钢生产远远不能满足各行各业发展的需要，因此，在轧制机械设备和工艺过程的不断完善中，冷轧带钢的生产被越来越多的运用。当需要生产厚度减小到一定尺寸的薄带钢时，大多数都采用冷轧方式。因为采用冷轧方式为提高带钢表面质量、改善力学性能和获得精确的尺寸偏差提供了保证。

附图1为二次冷轧生产工艺及设备布置示意图。如附图1所示，带材1从开卷机2卷出后送至机架，经过两个机架的轧制，带材1达到规定的厚度并被送至卷取机3回卷。每个机架的轧辊包括工作辊4和中间辊5以及支撑辊6，工作辊与带材表面直接接触。为了控制板形，在轧制过程中，中间辊可以有一定量的窜动，如附图2所示。

在实际生产过程中，中间辊窜动量一旦设定完毕后，在生产过程中将不进行任何调整。因为在高速轧制过程中，如果调整轧辊窜动量，将容易造成轧辊表面与带材之间的擦划伤。而如果停机调整，则又影响生产效率。因此中间辊窜动量的设定值越精确则最后成品的质量越好。但是，以往在操作中一般是依靠操作人员的经验估计并设定窜动量，因此往往造成产品板形不好控制，质量不稳定。

对于双六辊机型的二次冷轧机组而言，其中间辊窜动量的设定(见附图2)实际上包括第一机架中间辊窜动量的设定、第二机架中间辊窜动量的设定两个部分。对于现有技术，在二次冷轧生产过程中，上述两个部分中间辊窜动量的设定相互独立，即先单独考虑第一机架的各个参数并设定第一机架的窜动量，之后再考虑第二机架的各个参数并设定第二机架的窜动量。但是在实际过程中，由于第一机架的出口板形与断面形状就是第二机架的入口板形与入口断面形状，因此机组的成品板形质量实际上是两个机架中间辊窜动综合作用的效果。

由于二次冷轧机组在生产宽厚料时，中间辊的允许窜动范围比较小，机架间中间辊窜动即使独立设定，问题也不太突出。但当生产薄窄料时，由于机架中间辊的允许窜动范围增大，此时如果两个机架的中间辊窜动是分别独立设定的，则非常容易出现两个机架中间辊窜动作用出现相互抵消的现象，从而削弱了窜动对板形的控制效果；更为严重的是，当两个机架中间辊的窜动量设定不协调时，综合作用后甚至会带来新的附加局部浪形问题；同时，还有可能出现一个机架中间辊窜动量过大而另外一个机架中间辊窜动量较小，这样不但会使得相关机架的辊间压力出现很大的尖峰分布，进而影响轧辊的使用寿命，而且也使得偏高部分窜动没有调节的余地。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种调整二次冷轧荫罩带钢机组中间辊窜动的方法，该方法能够同时调整并相互协调第一和第二机架的窜辊量。

一种调整二次冷轧荫罩带钢机组中间辊窜动的方法，所述机组包括第一机架和第二机架，包括如下步骤：

(A)确定所述冷轧机组以及待轧制带材的相关参数；

(B)将确定的参数输入控制运算器中；

(C)控制运算器根据输入的数值得到中间辊的窜动量；

(D)根据得到的窜动量调整中间辊窜动。

特别地，上述步骤(A)中所述的冷轧机组相关参数包括：第一和第二机架工作辊直径D_w1，D_w2；第一和第二机架中间辊直径D_m1，D_m2；第一和第二机架支撑辊直径D_b1，D_b2；第一机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布ΔD_1wi，ΔD_1mi，ΔD_1bi；第二机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布ΔD_2wi，ΔD_2mi，ΔD_2bi；第一和第二机架工作辊辊身长度L_w1，L_w2；第一和第二机架中间辊辊身长度L_m1，L_m2；第一和第二机架支撑辊辊身长度L_b1，L_b2；第一和第二机架工作辊压下螺丝中心距l_w1，l_w2；第一和第二机架中间辊压下螺丝中心距l_m1，l_m2；第一和第二机架支撑辊压下螺丝中心距l_b1，l_b2；第一机架中间辊许用最大窜动量δ_1max；第二机架中间辊许用最大窜动量δ_2max；第一机架工作辊与中间辊的最大弯辊力

第二机架工作辊与中间辊的最大弯辊力 $S_{2w\max }^{+},S_{2w\max }^{-},S_{2m\max }^{+},S_{2m\max }^{-}.$

并且，步骤(A)中所述待轧制带材的相关参数包括：带材来料的厚度横向分布值H_i；来料板形的横向分布值L_i；带材的宽度B；平均后张力T_o；平均中张力T_m；平均前张力T₁；延伸率设定值ε₀；机架间延伸率分配系数ξ。

特别地，步骤(D)中所述的调整通过如下步骤完成：首先根据运算控制器得出的中间辊窜动量来设定液压缸中的油压；设定完成后，液压缸推动活塞并进而带动连杆移动，所述连杆的移动量与所设定的油压相对应；由于连杆通过联轴器与中间辊相联结，因而，之后中间辊也能相应地移动，并最终完成中间辊窜动的调整。

特别地，在所述步骤(C)中，所述运算控制器通过如下步骤得到中间辊的窜动量：

(1)给定板形目标函数的初始设定值，窜辊量设定步长Δδ，辊间压力许用不均匀系数η。

(2)确定第一机架中间过程计算参数k₁；

(3)确定第一机架中间辊窜动量δ₁＝k₁·Δδ；

(4)确定第二机架中间过程计算参数k₂；

(5)确定第二机架中间辊窜动量δ₂＝k₂·Δδ；

(6)计算出当前窜辊情况下所对应的代表成品板形质量的第二机架前张力横向分布值σ_21i、第一与第二机架工作辊与中间辊的辊间压力分布值q_1mwi、q_2mwi、第一与第二机架中间辊与支撑辊的辊间压力分布值Q_1mbi、Q_2mbi；

(7)判断不等式： $\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\·\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{1\mathrm{mwi}}}\≤\mathrm{\η},$ $\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\·\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}\≤\mathrm{\η},$ $\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)}{\frac{1}{n}\·\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{1\mathrm{mbi}}}\≤\mathrm{\η},$ $\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\·\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}\≤\mathrm{\η}$

是否同时成立，若同时成立，则转入步骤(8)，否则转入步骤(9)；

(8)计算板形控制目标函数F(X)＝(max(σ_21i)-min(σ_21i))/T₁，并比较F(X)与F₀的大小，如果不等式F(X)<F₀，则F₀＝F(X)、 ${\mathrm{\&delta;}}_1^{*}={\mathrm{\&delta;}}_1,$ ${\mathrm{\&delta;}}_2^{*}={\mathrm{\&delta;}}_2;$

(9)判断不等式 $k_2<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{2\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 是否成立？如不等式 $k_2<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{2\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 成立，则令k₂＝k₂+1转入步骤(5)；否则转入步骤(10)；

(10)判断不等式 $k_1<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{1\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 是否成立？如不等式 $k_1<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{1\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 成立，令k₁＝k₁+1转入步骤(3)；否则转入步骤(11)；

(11)输出第一、第二机架最佳窜动量综合设定值 ${\mathrm{\&delta;}}_{1y}={\mathrm{\&delta;}}_1^{*},$ ${\mathrm{\&delta;}}_{2y}={\mathrm{\&delta;}}_2^{*}.$

更佳地，在所述步骤(1)中，将弯辊设在基态；在上述步骤(2)中所述第一机架中间过程计算参数k₁＝1；在上述步骤(4)中所述第二机架中间过程计算参数k₂＝1。

特别地，所述步骤(6)中各值的计算通过以下步骤完成：

(a)确定第一、第二机架出口带材的轧制压力横向分布初始值q′_1i，q′_2i(i＝1，2，…，n)(n—横向条元数)；

(b)根据步骤(a)确定的值，计算出相应的第一、第二机架轧后带材的出口厚度分布值h_1i，h_2i、第一与第二机架工作辊与中间辊的辊间压力分布值q_1mwi、q_2mwi、第一与第二机架中间辊与支撑辊的辊间压力分布值Q_1mbi、Q_2mbi；

(c)计算出在厚度横向分布为h_1i，h_2i(i＝1，2，…，n)时二次冷轧机组轧制过程中第一、第二机架的出口板形σ_1i、σ_2i，基本方程为σ_11i＝f₁(h_1i，H_i，L_i，B，T_O，T_m)、σ_21i＝f₂(h_2i，h_1i，σ_11i，B，T_m，T₁)；

(d)利用轧制压力模型计算出在在厚度横向分布为h_1i，h_2i、出口板形分布为σ_1i，σ_2i时的第一、第二机架的轧制压力分布值q_1i，q_2i；

(e)比较q′_1i，q′_2i与q_1i，q_2i的值，如果满足不等式

$\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}[{({q\&prime;}_{1i}-q_{1i})}^2+{({q\&prime;}_{2i}-q_{2i})}^2]}\&le;0.1,$ 则完成当前窜辊情况下的板形设定计算，否则取q′_1i＝q_1i，q′_2i＝q_2i，转入第(b)步，直到满足不等式

$\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}[{({q\&prime;}_{1i}-q_{1i})}^2+{({q\&prime;}_{2i}-q_{2i})}^2]}\&le;0.1$ 为止。

更佳地，所述步骤(b)中的各值通过辊系弹性变形模型计算出，所述步骤(c)中的各值通过金属三维变形模型计算出。

采用本发明所述的轧制带材方法与现有技术相比，所具有的有益效果是：

1、改变了现有技术中对两个机架中间辊窜动量单独考虑的设定方法，以成品板形质量最佳作为优化目标函数，同时将各个机架辊间压力的均匀程度作为约束条件，实现了中间辊窜动的综合优化设定。

2、由于保证了辊间压力分布均匀，因此削减辊间压力的尖峰分布，延长轧辊使用寿命。

3、本发明的轧制带材方法通过运算控制器得到中间辊窜动量的值，

而不像现有技术中依靠操作人员的经验估计得到，因而本发明的方法显著提高最后成品的质量。

附图说明：

通过以下结合附图对本发明较佳实施例的描述，可以进一步理解本发明的目的、特征和优点，其中：

图1是本发明的二次冷轧生产工艺及设备布置示意图；

图2是本发明的二次冷轧机组中间辊窜动情况示意图；

图3是本发明的二次冷轧机组中间辊窜动量调整方法的示意图；

图4是按照本发明所述的运算控制器的计算流程图；

图5是图4中步骤6的计算流程图；

图6是第一实施例中按照本发明所述方法而得出的中间辊窜动量与按照传统方法所得出的工作辊窜动量的对比图；

图7是第一实施例中采用本发明所得出的中间辊窜动量时出口带材的板形分布情况；

图8是第一实施例中采用传统方法得出的工作辊窜动量时出口带材的板形分布情况；

图9是第一实施例中采用本发明所得出的中间辊窜动量时辊间压力横向分布情况；

图10是第一实施例中采用传统方法得出的工作辊窜动量时辊间压力横向分布情况；

图11是第二实施例中按照本发明所述方法而得出的中间辊窜动量与按照传统方法所得出的工作辊窜动量的对比图；

图12是第二实施例中采用本发明所得出的中间辊窜动量时出口带材的板形分布情况；

图13是第二实施例中采用传统方法得出的工作辊窜动量时出口带材的板形分布情况；

图14是第二实施例中采用本发明所得出的中间辊窜动量时辊间压力横向分布情况；

图15是第二实施例中采用传统方法得出的工作辊窜动量时辊间压力横向分布情况。

图16所示是中间辊调整装置实施例的示意图。

具体实施方式

以下借助附图描述本发明的较佳实施例

一台二次冷轧机组，其包括第一机架和第二机架，每个机架包括工作辊4，中间辊5，支撑辊6。一种调整二次冷轧机组中间辊窜动的方法，其包括如下步骤：

(A)确定所述冷轧机组以及待轧制带材1的相关参数；

(B)将确定到的参数输入控制运算器中；

(C)控制运算器根据输入的数值得到中间辊的窜动量；

(D)根据得到的窜动量调整中间辊窜动。

如图4所示，上述步骤(C)中的运算控制器通过如下步骤得到中间辊的窜动量：

(1)给定板形目标函数的初始设定值，窜辊量设定步长Δδ，辊间压力许用不均匀系数η。

(2)确定第一机架中间过程计算参数k₁；

(3)确定第一机架中间辊窜动量δ₁＝k₁·Δδ；

(4)确定第二机架中间过程计算参数k₂；

(5)确定第二机架中间辊窜动量δ₂＝k₂·Δδ；

(6)计算出当前窜辊情况下所对应的代表成品板形质量的第2机架前张力横向分布值σ_21i、第一与第二机架工作辊与中间辊的辊间压力分布值q_1mwi、q_2mwi、第一与第二机架中间辊与支撑辊的辊间压力分布值Q_1mbi、Q_2mbi；

(7)判断不等式 $\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{1\mathrm{mwi}}}\&le;\mathrm{\&eta;},$ $\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}\&le;\mathrm{\&eta;},$ $\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{1\mathrm{mbi}}}\&le;\mathrm{\&eta;},$ $\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}\&le;\mathrm{\&eta;}$

是否同时成立，若同时成立，则转入步骤(8)，否则转入步骤(9)；

(8)计算板形控制目标函数F(X)＝(max(σ_21i)-min(σ_21i))/T₁，并比较F(X)与F₀的大小，如果不等式F(X)<F₀，则F₀＝F(X)、 ${\mathrm{\&delta;}}_1^{*}={\mathrm{\&delta;}}_1,$ ${\mathrm{\&delta;}}_2^{*}={\mathrm{\&delta;}}_2;$

(9)判断不等式 $k_2<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{2\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 是否成立？如不等式 $k_2<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{2\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 成立，则令k₂＝k₂+1转入步骤(5)；否则转入步骤(10)；

(10)判断不等式 $k_1<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{1\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 是否成立？如不等式 $k_1<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{1\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 成立，则令k₁＝k₁+1转入步骤(3)；否则转入步骤(11)；

(11)输出第一、第二机架最佳窜动量综合设定值 ${\mathrm{\&delta;}}_{1y}={\mathrm{\&delta;}}_1^{*},$ ${\mathrm{\&delta;}}_{2y}={\mathrm{\&delta;}}_2^{*}$ 。

在本发明的第一实施例中，所述带材为来料牌号为BDAK、规格为0.26×750mm、性能为60HR_30t64的荫罩带钢。

在步骤(A)中确定的一二次冷轧机组的设备参数，主要包括：第一和第二机架工作辊直径D_w1＝560mm，D_w2＝560mm；第一和第二机架中间辊直径

D_m1＝560mm，D_m2＝560mm；第一和第二机架支撑辊直径

D_b1＝1000mm，D_b2＝1000mm；第一机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布

ΔD_1wi＝0，ΔD_1mi＝0，ΔD_1bi＝0；第二机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布

ΔD_2wi＝0，ΔD_2mi＝0，ΔD_2bi＝0；第一和第二机架工作辊辊身长度

L_w1＝1220mm，L_w2＝1220mm；第一和第二机架中间辊辊身长度

L_m1＝1220mm，L_m2＝1220mm；第一和第二机架支撑辊辊身长度

L_b1＝1220mm，L_b2＝1220mm；第一和第二机架工作辊压下螺丝中心距

l_w1＝2200mm，l_w2＝2200mm；第一和第二机架中间辊压下螺丝中心距

l_m1＝2210mm，l_m2＝2210mm；第一和第二机架支撑辊压下螺丝中心距

l_b1＝2210mm，l_b2＝2210mm；第一机架中间辊许用最大窜动量δ_1max＝300mm；第二机架中间辊许用最大窜动量δ_2max＝300mm；第一机架工作辊与中间辊的最大弯辊力 $S_{1w\max }^{+}=30t,$ $S_{1w\max }^{-}=-30t,$ $S_{1m\max }^{+}=30t,$ $S_{1m\max }^{-}=-30t;$ 第二机架工作辊与中间辊的最大弯辊力 $S_{2w\max }^{+}=30t,$ $S_{2w\max }^{-}=-30t,$ $S_{2m\max }^{+}=30t,$ $S_{2m\max }^{-}=-30t.$

并且同时在步骤(A)中，确定的待设定窜辊量的带材轧制工艺参数，主要包括：带材来料的厚度横向分布值H_i＝{0.26，0.26，0.26，0.26，0.26，0.26，0.26，0.26，0.26，0.26}；来料板形的横向分布值L_i＝{0，0，0，0，0，0，0，0，0，0}；带材的宽度B＝750mm；平均后张力T_O＝28Mpa；平均中张力T_m＝56Mpa；平均前张力T₁＝28Mpa；延伸率设定值ε₀＝1％；机架间延伸率分配系数ξ＝0.7；

然后，如图3所示将上述得到的各个数据输入到控制运算器中。如图4所示，在上述运算控制器通过多个步骤得到中间辊的窜动量。在步骤(1)中，给定板形目标函数的初始设定值F₀＝1.0×10²⁰，窜辊量设定步长Δδ＝2mm，辊间压力许用不均匀系数η＝0.6，同时为了保证弯辊对板形有足够的调节范围，因此将弯辊设在基态，即 $S_{w1}=\frac{S_{w1\max }^{+}+S_{w1\max }^{-}}{2}=0,$ $S_{m1}=\frac{S_{m1\max }^{+}+S_{m1\max }^{-}}{2}=0,$

$S_{w2}=\frac{S_{w2\max }^{+}+S_{w2\max }^{-}}{2}=0,$ $S_{m2}=\frac{S_{m2\max }^{+}+S_{m2\max }^{-}}{2}=0;$

随后，在步骤(2)中，设定第一机架中间过程计算参数k₁＝1；

随后，在步骤(3)中，给定第1机架中间辊窜动量初始值δ₁＝k₁·Δδ＝2mm；

随后，在步骤(4)中，设定2机架中间过程计算参数k₂＝1；

随后，在步骤(5)中，设定第2机架中间辊窜动量δ₂＝k₂·Δδ＝2mm；

随后，在步骤(6)中，通过如图5所示的计算流程，计算出当前窜辊情况下所对应的代表成品板形质量的第2机架前张力横向分布值σ_21i＝{120，125，130，120，125，300，326，432，267，324}、第一与第二机架工作辊与中间辊的辊间压力分布值q_1mwi＝{190，225，230，420，325，200，226，132，167，124，67，789，321，432}、q_2mwi＝{230，215，330，440，225，250，276，232，367，424，267，289，121，232}、第一与第二机架中间辊与支撑辊的辊间压力分布值

Q_1mbi＝{130，217，330，240，285，250，276，272，367，324，277，279，221，332}、

Q_2mbi＝{234，275，138，343，264，350，476，272，357，224，257，229，123，262}；

随后，在步骤(7)中，计算出 $\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{1\mathrm{mwi}}}=0.46,$

$\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}=0.55,$ $\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{1\mathrm{mbi}}}=0.42,$

$\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}=0.52,$

显然，经过判断，不等式

$\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{1\mathrm{mwi}}}\&le;0.6,$ $\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}\&le;0.6,$

$\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{1\mathrm{mbi}}}\&le;0.6,$ $\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}\&le;0.6$

同时成立，转入步骤(8)；

随后，在步骤(8)中，计算出板形控制目标函数

F(X)＝(max(σ_21i)-min(σ_21i))/T₁＝2.2，显然，经过比较，F(X)<F₀，则F₀＝F(X)＝2.2、 ${\mathrm{\&delta;}}_1^{*}=2\mathrm{mm},$ ${\mathrm{\&delta;}}_2^{*}=2\mathrm{mm};$

随后，在步骤(9)中，经过判断不等式 $k_2<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{2\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 成立，令k₂＝2转入步骤(5)继续计算；

随后，在步骤(10)中，经过判断不等式 $k_1<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{1\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 成立，令k₁＝2转入步骤(3)；

随后，在步骤(11)中，根据迭代计算结果，输出第一、第二机架最佳窜动量综合设定值 ${\mathrm{\&delta;}}_{1y}={\mathrm{\&delta;}}_1^{*}=88\mathrm{mm},$ δ_2y＝94mm；

如图3和图16所示，根据步骤11所得出的中间辊窜动量来设定液压缸9中的油压；设定完成后，液压缸9推动活塞10并进而带动连杆8移动，该连杆8的移动量与所设定的油压相对应；由于连杆8通过联轴器7与中间辊5相联结，因而，之后中间辊5也能相应地移动，并最终完成窜动量的设定。

而采用传统方法，对于该规格的荫罩带钢在生产中其窜动量的设定为δ₁₀＝75mm、δ₂₀＝75mm。

与传统方法相比，采用本发明所述技术之后，所得出的第一、第二机架工作辊的窜动量更加符合实际操作，相应的产品板形质量大大提高而辊耗也有较大幅度的下降。以下将详细分析：

如图7、图8所示，采用本发明所述优化方法，表征板形指标的带材前张力横向分布要比采用传统方法均匀得多(前者最大值为158、最小值为144，差值仅为14；而后者最大值为178，最小值为108，差值达到70)，因此采用本发明所述技术大大提高了板形质量，前张力不均匀度从70降低到14，下降了80％。

如图9、图10所示，采用本发明所述优化方法，表征辊耗指标的辊间压力横向分布要比采用传统方法均匀得多(前者最大值为7160、最小值为6440，差值仅为720；而后者最大值为6160，最小值为7560，差值达到1400)，因此采用本发明所述技术大大降低了辊耗，辊间压力不均匀度从1400降低到720，下降了50％。

此外，本发明不仅适用于窄带材也同样适用于宽带材。在本发明的第二实施例中，所述带材为来料牌号为BDAK、规格为0.16×1200mm、性能为70HR_30t64的荫罩带钢。该实施例中所述二次冷轧机组的设备参数，主要包括：第一和第二机架工作辊直径D_w1＝520mm，D_w2＝520mm；第一和第二机架中间辊直径D_m1＝520mm，D_m2＝520mm；第一和第二机架支撑辊直径

D_b1＝1100mm，D_b2＝1100mm；第一机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布

ΔD_1wi＝0，ΔD_1mi＝0，ΔD_1bi＝0；第二机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布

ΔD_2wi＝0，ΔD_2mi＝0，ΔD_2bi＝0；第一和第二机架工作辊辊身长度

L_w1＝1420mm，L_w2＝1420mm；第一和第二机架中间辊辊身长度

L_m1＝1420mm，L_m2＝1420mm；第一和第二机架支撑辊辊身长度

L_b1＝1420mm，L_b2＝1420mm；第一和第二机架工作辊压下螺丝中心距

l_w1＝2400mm，l_w2＝2400mm；第一和第二机架中间辊压下螺丝中心距

l_m1＝2410mm，lm₂＝2410mm；第一和第二机架支撑辊压下螺丝中心距

l_b1＝2410mm，l_b2＝2410mm；第一机架中间辊许用最大窜动量δ_1max＝250mm；第二机架中间辊许用最大窜动量δ_2max＝250mm；第一机架工作辊与中间辊的最大弯辊力 $S_{1w\max }^{+}=40t,$ $S_{1w\max }^{-}=-40t,$ $S_{1m\max }^{+}=40t,$ $S_{1m\max }^{-}=-40t;$ 第二机架工作辊与中间辊的最大弯辊力 $S_{2w\max }^{+}=40t,$ $S_{2w\max }^{-}=-40t,$ $S_{2m\max }^{+}=40t,$ $S_{2m\max }^{-}=-40t.$

所述轧制工艺参数主要包括：带材来料的厚度横向分布值H_i＝{0.16，0.16，0.16，0.16，0.16，0.16，0.16，0.16，0.16，0.16}；来料板形的横向分布值L_i＝{0，0，0，0，0，0，0，0，0，0}；带材的宽度B＝1200mm；平均后张力T_O＝32Mpa；平均中张力T_m＝64Mpa；平均前张力T₁＝32Mpa；延伸率设定值ε₀＝0.8％；机架间延伸率分配系数ξ＝0.6；

第二实施例所述的调整方法基本与第一实施例相同，通过所述方法可以得到中间辊窜动量的设定值为 ${\mathrm{\&delta;}}_{1y}={\mathrm{\&delta;}}_1^{*}=112\mathrm{mm},$ δ_2y＝116mm；而采用传统方法，对于该规格的荫罩带钢在生产中其窜动量的设定为δ₁₀＝85mm、δ₂₀＝85mm，两者对比情况见图11。

因此，如图12、图13所示，采用本发明所述优化方法，表征板形指标的带材前张力横向分布要比采用传统方法均匀得多(前者最大值为153、最小值为143，差值仅为10；而后者最大值为160.4，最小值为140.4，差值达到20)，因此采用本发明所述技术产品板形质量有了提高，前张力不均匀度从20降低到10，下降了50％。

如图14、图15所示，采用本发明所述优化方法，表征辊耗指标的辊间压力横向分布要比采用传统方法均匀得多(前者最大值为4960、最小值为4080，差值为880；而后者最大值为5120，最小值为3920，差值达到1200)，因此说明采用本发明所述技术大大降低了辊耗，辊间压力不均匀度从1200降低到880，下降了26.7％。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施例的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。

Claims (12)

1、一种调整二次冷轧荫罩带钢机组中间辊窜动的方法，所述机组包括第一机架和第二机架，每个机架包括工作辊，中间辊和支撑辊，其特征在于，包括如下步骤：

(A)确定所述冷轧机组以及待轧制带材的相关参数；

(B)将确定的参数输入控制运算器中；

(C)控制运算器根据输入的数值得到中间辊的窜动量；

(D)根据得到的窜动量调整中间辊窜动。

2、如权利要求1所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，在步骤(C)中所述运算控制器通过如下步骤得到中间辊的窜动量：

(1)给定板形目标函数的初始设定值，窜辊量设定步长Δδ，辊间压力许用不均匀系数η。

(2)确定第一机架中间过程计算参数k₁；

(3)确定第一机架中间辊窜动量δ₁＝k₁·Δδ；

(4)确定第二机架中间过程计算参数k₂；

(5)确定第二机架中间辊窜动量δ₂＝k₂·Δδ；

(6)计算出当前窜辊情况下所对应的代表成品板形质量的第2机架前张力横向分布值σ_21i、第一与第二机架工作辊与中间辊的辊间压力分布值q_1mwi、q_2mwi、第一与第二机架中间辊与支撑辊的辊间压力分布值Q_1mbi、Q_2mbi；

(7)判断不等式： $\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{1\mathrm{mwi}}}\&le;\mathrm{\&eta;},\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}\&le;\mathrm{\&eta;},$

$\frac{\max \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)-\min \left(Q_{1\mathrm{mbi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{1\mathrm{mbi}}}\&le;\mathrm{\&eta;},\frac{\max \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)-\min \left(Q_{2\mathrm{mwi}}\right)}{\frac{1}{n}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{2\mathrm{mwi}}}\&le;\mathrm{\&eta;},$

是否同时成立，若同时成立，则转入步骤(8)，否则转入步骤(9)；

(8)计算板形控制目标函数F(X)＝(max(σ_21i)-min(σ_21i))/T₁，并比较F(X)与F₀的大小，如果不等式F(X)<F₀，则F₀＝F(X)、 ${\mathrm{\&delta;}}_1^{*}={\mathrm{\&delta;}}_1,$ ${\mathrm{\&delta;}}_2^{*}={\mathrm{\&delta;}}_2;$

(9)判断不等式 $k_2<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{2\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 是否成立？如不等式 $k_2<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{2\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 成立，则令k₂＝k₂+1转入步骤(5)；否则转入步骤(10)；

(10)判断不等式 $k_1<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{1\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 是否成立？如不等式 $k_1<\frac{{\mathrm{\&delta;}}_{1\max }}{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}-1$ 成立，则令k₁＝k₁+1转入步骤(3)；否则转入步骤(11)；

(11)输出第一、第二机架最佳窜动量综合设定值 ${\mathrm{\&delta;}}_{1y}={\mathrm{\&delta;}}_1^{*},$ ${\mathrm{\&delta;}}_{2y}={\mathrm{\&delta;}}_2^{*}.$

3、如权利要求2所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述第一机架中间过程计算参数k₁＝1。

4、如权利要求2所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，所述第二机架中间过程计算参数k₂＝1。

5、如权利要求2所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，所述步骤(6)中各值的计算通过以下步骤完成：

(a)确定第一、第二机架出口带材的轧制压力横向分布初始值q′_1i，q′_2i(i＝1，2，…，n)；

(b)根据步骤(a)确定的值，计算出相应的第一、第二机架轧后带材的出口厚度分布值h_1i，h_2i、第一与第二机架工作辊与中间辊的辊间压力分布值q_1mwi、q_2mwi、第一与第二机架中间辊与支撑辊的辊间压力分布值Q_1mbi、Q_2mbi；

(c)计算出在厚度横向分布为h_1i，h_2i(i＝1，2，…，n)时二次冷轧机组轧制过程中第一、第二机架的出口板形σ_1i、σ_2i，基本方程为σ_11i＝f₁(h_1i，H_i，L_i，B，T₀，T_m)、σ_21i＝f₂(h_2i，h_1i，σ_11i，B，T_m，T₁)；

(d)利用轧制压力模型计算出在在厚度横向分布为h_1i，h_2i、出口板形分布为σ_1i，σ_2i时的第一、第二机架的轧制压力分布值q_1i，q_2i；

(e)比较q′_1i，q′_2i与q_1i，q_2i的值，如果满足不等式：

$\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}[{({q\&prime;}_{1i}-q_{1i})}^2+{({q\&prime;}_{2i}-q_{2i})}^2]}\&le;0.1,$

则完成当前窜辊情况下的板形设定计算，否则取q′_1i＝q_1i，q′_2i＝q_2i，转入第(b)步，直到满足不等式：

$\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}[{({q\&prime;}_{1i}-q_{1i})}^2+{({q\&prime;}_{2i}-q_{2i})}^2]}\&le;0.1$ 为止。

6、如权利要求5所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，所述步骤(b)中的各值通过辊系弹性变形模型计算出。

7、如权利要求5所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，所述步骤(c)中的各值通过金属三维变形模型计算出。

8、如权利要求2所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，在步骤(1)中将弯辊设在基态。

9、如权利要求1-8中任一项所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，步骤(A)中所述的冷轧机组相关参数包括：第一和第二机架工作辊直径D_w1，D_w2；第一和第二机架中间辊直径D_m1，D_m2；第一和第二机架支撑辊直径D_b1，D_b2；第一机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布ΔD_1wi，ΔD_1mi，ΔD_1bi；第二机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布ΔD_2wi，ΔD_1mi，ΔD_2bi；第一和第二机架工作辊辊身长度L_w1，L_w2；第一和第二机架中间辊辊身长度L_m1，L_m2；第一和第二机架支撑辊辊身长度L_b1，L_b2；第一和第二机架工作辊压下螺丝中心距l_w1，l_w2；第一和第二机架中间辊压下螺丝中心距l_m1，l_m2；第一和第二机架支撑辊压下螺丝中心距l_b1，l_b2；第一机架中间辊许用最大窜动量δ_1max；第二机架中间辊许用最大窜动量δ_2max；第一机架工作辊与中间辊的最大弯辊力 $S_{1w\max }^{+}{,S}_{1w\max }^{-},S_{1m\max }^{+},S_{1m\max }^{-};$ 第二机架工作辊与中间辊的最大弯辊力

$S_{2w\max }^{-},S_{2m\max }^{+},S_{2m\max }^{-}.$

10、如权利要求1-8中任一项所述的调整中间辊的方法，其特征在于，步骤(A)中所述待轧制带材的相关参数包括：带材来料的厚度横向分布值H_i；来料板形的横向分布值L_i；带材的宽度B；平均后张力T₀；平均中张力T_m；平均前张力T₁；延伸率设定值ε₀；机架间延伸率分配系数ξ。

11、如权利要求1-8中任一项所述的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，在所述步骤(D)中所述中间辊窜动的调整根据以下方法实现：

将一连杆的一端与一推动装置相连，另一端通过联轴器与中间辊相连，所述推动装置推动连杆产生移动，移动的连杆进而带动中间辊窜动。

12、如权利要求11说书的调整中间辊窜动的方法，其特征在于，所述推动装置为液压缸。

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