CN102553966B - 带钢卷取品质在线综合判断方法 - Google Patents
带钢卷取品质在线综合判断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102553966B CN102553966B CN201210015510.7A CN201210015510A CN102553966B CN 102553966 B CN102553966 B CN 102553966B CN 201210015510 A CN201210015510 A CN 201210015510A CN 102553966 B CN102553966 B CN 102553966B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- strip
- coil
- steel
- batching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种带钢卷取工艺技术,特别涉及一种工程上实用的在线综合判断带钢卷取品质的工艺方法。
背景技术
无论是冷轧带钢还是热轧带钢,在之后的卷取过程中,来料本身所具有的板形缺陷、板凸度缺陷、热轧来料所带有的热轧高点及卷取时张力的不合理设定等都会影响带钢的卷取品质,严重的甚至导致废卷的出现,造成大量的浪费。热轧钢卷存在卷取疏松、带钢起筋、带钢翘曲等缺陷,冷轧钢卷同样存在带钢起筋、带钢翘曲、心型卷等缺陷。实际生产中,无论是热轧卷取还是冷轧卷取均应考虑到被卷取带钢的板形、板凸度、带钢表面质量及来料规格,以相关机理模型为依据,求解出被卷取带钢板形、板凸度、带钢表面质量与上述各种缺陷之间的定量关系进而通过合理设定卷取张力、对上游轧制过程质量控制提出相关要求进而解决卷取不紧密、心型卷等问题,实现卷取高点、卷取翘取的预防与控制,这需要建立带钢卷取过程中钢卷内部应力分布数学模型并通过合适的算法实现钢卷应力场的快速求解以满足现场的需要。带钢卷取过程中钢卷内部应力的变化是一个极其复杂的过程,目前国内关于带钢卷取过程中钢卷内部应力场分布的一些研究主要包括二维应力场计算模型和三维应力场计算模型。二维应力场计算模型计算量小,但没有考虑到卷取与轧制过程的连续性,因而就忽略掉了带钢的板形、板凸度对卷取过程的影响,导致与实际情况差别较大;在《中国机械工程》,2004年第15期第94-97页中的《钢卷卷取及卸卷过程中内部应力分布的研究[J]》(文献1)和2009.机械工业出版社出版的《冷连轧机高速生产过程核心工艺数学模型[M]》(文献2)一书中,虽然提出了一套描述冷轧带钢卷取过程中钢卷内部三维应力场的计算方法,但该模型含有多个变量,涉及到反复求解大型方程组,计算量大、计算时间长、计算速度慢,只能实现离线模拟而不能实现在线模拟,无法满足现场需要。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种带钢卷取品质在线综合判断方法。
为了实现以上目的,本发明采用以下技术方案:带钢卷取品质在线综合判断方法,包括以下步骤:
(d)求解卷取第层时第层带钢在第条处的内半径、卷取第层时第层带钢在第条处的内半径、卷取第层时第层带钢与第层带钢在第条处的径向压应力、卷取第层时第层带钢头部在第条处的周向应力、卷取第层时第层带钢与第层带钢在第条处的摩擦应力、卷取第层时第层带钢与第层带钢在第条处的紧密系数及卷取第层时卷筒外表面位移;
(f)判断钢卷卷取紧密综合判断不等式是否成立,如果成立,说明此时钢卷卷取紧密,转入步骤(g),如果不成立说明钢卷卷取较为疏松,需要进行张力调整以优化卷取品质,转入步骤(d);
(k)卷取品质判断完毕,结束计算。
所属的步骤(d)包括以下步骤:
所属的步骤d3)包括以下步骤:
d3-10)计算出参数计算的目标函数
d3-11)判断Powell条件是否成立,若不成立,调整,重复步骤d3-2)至d3-10),直至Powell条件成立,得出最优周向应力影响系数,若成立则直接转入步骤d4)。
所述的步骤d8)包括以下步骤:
d8-11)计算出参数计算的目标函数
;
d8-12)判断Powell条件是否成立,若不成立,调整,重复步骤d8-2)至d8-11),直至Powell条件成立,得出最优周向应力影响系数。
由于采用上述技术方案,本发明提供的一种带钢卷取品质在线综合判断方法,与现有技术相比,具有这样的有益效果:
由于经过大量的现场试验与理论分析,充分结合卷取机的设备与工艺特点,针对带材一层层绕上卷筒的实际情况,考虑到钢卷径向弹性模量与周向弹性模量的不同及带材初始缝隙的存在,以实现快速准确求解为目的,采用高次曲线拟合卷取过程中钢卷内部应力分布的方式,建立了一套适合于在线综合判断带钢卷取品质的解决方法。该方法无论对于热轧带钢卷取还是冷轧带钢卷取均适用,操作简单、通用性强,避免了求解大型矩阵,革除了以往技术计算量大、计算速度慢、只能用于离线模拟的弊端,能及时有效地判断出卷取过程中钢卷的卷取品质情况,使得钢卷内部应力分布更趋合理,对保证生产现场实现良好的卷取品质,减少卷取缺陷的产生,对提高下游机组的生产效率、保证产品质量与成材率提供了保障。
附图说明
图1是带钢卷取品质在线综合判断技术总流程图;
图3是卷取第层带钢时优化周向应力影响系数求解流程图;
图5是本发明第一实施例中所求得的卷取第1000层时钢卷内部径向压应力分布图;
图6是本发明第一实施例中所求得的卷取第1000层时钢卷内部周向应力分布图;
图7是本发明第一实施例中所求得的卷取第1000层时钢卷内部摩擦应力分布图;
图8是本发明第一实施例中所求得的卷取第1000层时钢卷半径分布图;
图9是本发明第一实施例中所求得的卷取第1000层时钢卷紧密系数分布图;
图10是本发明第二实施例中所求得的卷取第1500层时钢卷内部径向压应力分布图;
图11是本发明第二实施例中所求得的卷取第1500层时钢卷内部周向应力分布图;
图12是本发明第二实施例中所求得的卷取第1500层时钢卷内部摩擦应力分布图;
图13是本发明第二实施例中所求得的卷取第1500层时钢卷内部半径分布图;
图14是本发明第二实施例中所求得的卷取第1500层时钢卷内部紧密系数分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细具体的说明。
实施例一
随后,在步骤2中,收集被卷取带钢的品种规格范围及工艺参数,主要包括:带钢在第条处的厚度、带钢宽度、带钢弹性模量、带钢泊松比、带钢紧密系数公式中考虑理论与实际存在差别的修正系数、带材表面不平度的最大值;
随后,在步骤15中,计算出参数计算的目标函数
;
随后,在步骤21中,给定卷取第1000层时的钢卷周向应力影响系数的初始值;
随后,在步骤31中,计算出参数计算的目标函数
;
随后,在步骤32中,判断Powell条件是否成立,若不成立,调整,重复步骤22至31,直至Powell条件成立,得出最优周向应力影响系数;
随后,在步骤35中,记录出现的层数;
最后,在步骤39中,卷取品质判断完毕,结束计算。
实际计算表明,利用本技术进行求解卷取第1000层带钢时的钢卷内部应力场分布用时仅为15秒左右,基本可以满足现场的需要,而相同情况下,利用文献1和文献2中所述模型进行求解时则需要几个小时的时间,速度明显提高;从计算结果上进行对比,可以发现利用本技术所求得的结果与文献1和文献2求得的结果基本吻合,径向压应力、周向应力、摩擦应力及半径分布数值相差大约5~8%左右。可见,本技术在满足计算准确度上前提下,计算速度明显快于以往技术,这对满足现场对快速性的要求,及时实现对钢卷卷取品质的预报判断无疑具有重要意义。
实施例二
随后,在步骤2中,收集被卷取带钢的品种规格范围及工艺参数,主要包括:带钢在第条处的厚度、带钢宽度、带钢弹性模量、带钢泊松比、带钢紧密系数公式中考虑理论与实际存在差别的修正系数、带材表面不平度的最大值;
随后,在步骤11中,计算卷取第75层时卷筒的位移值;
随后,在步骤15中,计算出参数计算的目标函数
随后,在步骤31中,计算出参数计算的目标函数
最后,在步骤39中,卷取品质判断完毕,结束计算。
经实际计算表明,利用本技术进行求解卷取第1500层时的钢卷内部应力场分布用时仅为20秒左右,基本可以满足现场的需要,而相同情况下,利用文献1和文献2中所述模型进行求解时则需要相当长的时间,基本无法满足现场的要求。
Claims (4)
1.带钢卷取品质在线综合判断方法,其特征在于:它包括以下可由计算机执行的步骤:
(a)收集卷取机的设备及工艺参数,主要包括:卷筒内半径ra、外半径rb、卷筒的弹性模量E1、卷筒的泊松比v1、带钢在第s条处的卷取张力Ts,正在卷取层数n,带钢横向条元数z;
(b)收集被卷取带钢的品种规格范围及工艺参数,主要包括:带钢在第s条处的厚度hs、带钢宽度B、带钢弹性模量E2、带钢泊松比v2、带钢紧密系数公式中考虑理论与实际存在差别的修正系数k0、带材表面不平度的最大值δmax;
(c)给定计算过程参数,主要包括:收敛精度ε1、ε2、加权系数α、卷取紧密目标值M、最大允许滑移层数[H_Y]、最大允许不均匀度[φ];
(d)求解卷取第n层带钢时第i层带钢在第s条处的内半径rsi、卷取第n-1层时第i层带钢在第s条处的内半径r01si、卷取第n层时第i层带钢与第i-1层带钢在第s条处的径向压应力psi、卷取第n层时第i层带钢头部在第s条处的周向应力qsi、卷取第n层时第i层带钢与第i-1层带钢在第s条处的摩擦应力τsi、卷取第n层时第i层带钢与第i-1层带钢在第s条处的紧密系数msi及卷取第n层时卷筒外表面位移us;
(e)计算钢卷卷取紧密的目标函数值
(f)判断钢卷卷取紧密综合判断不等式f(msi)≤M是否成立,如果成立,说明此时钢卷卷取紧密,转入步骤(g),如果不成立说明钢卷卷取较为疏松,需要进行张力调整以优化卷取品质,转入步骤(d);
(g)记录出现τsi≥μpsi的层数H_Y,μ为摩擦系数;
(h)判断H_Y<[H_Y]是否成立,如果成立,转入步骤(i),如果不成立,则进行卷取张力优化后转入步骤(d);
(j)判断φ≤[φ]是否成立,如果成立,转入步骤(k),如果不成立,则进行卷取张力优化后转入步骤(d);
(k)卷取品质判断完毕,结束计算。
2.根据权利要求1所述的带钢卷取品质在线综合判断方法,其特征在于:所属的步骤(d)包括以下步骤:
d1)定义Δ为每卷取上一层后,各层带钢所产生的压缩变形量,给定卷取第n-1层时的钢卷半径的初始分布曲线r00si=rb+(i-1)·hs+Δ,i=1,2,…,n;
d2)定义中间变量j,并令j=1,给定卷取第kj(注:kj为小于卷取层数的随机数,0<k1<k2<k3<…<k20<n由小到大总共取20个)层时的钢卷半径的初始分布rsi=rb+(i-1)·hs,i=1,2,…,kj,kj+1;
d3)优化求解出卷取第kj层时的周向应力影响系数X={a0,a1,a2,a3};
d5)判断j≤20是否成立,如果成立,则令j=j+1,转入步骤d2);如果不成立,转入步骤d6);
d6)利用rsxj,j=1,2,…,20曲线拟合卷取即第n-1层时钢卷半径的分布曲线r′01si,i=1,2,…,n;
d8)优化求解出卷取第n层时的周向应力影响系数X={a0,a1,a2,a3},
3.根据权利要求2所述的带钢卷取品质在线综合判断方法,其特征在于:所属的步骤d3)包括以下步骤:
d3-1)给定卷取第kj层时的钢卷周向应力影响系数的初始值X0={a0,a1,a2,a3};
d3-6)计算卷取第kj层时卷筒的位移值
d3-7)计算卷取第kj层时第一层带钢的内半径r′s1=rb-us;
d3-8)求解卷取第kj层时钢卷的半径分布
d3-10)计算出参数计算的目标函数
d3-11)根据优化理论判断Powell条件是否成立,若不成立,调整X0,重复步骤d3-2)至d3-10),直至Powell条件成立,得出最优周向应力影响系数,若成立则直接转入步骤d4)。
4.根据权利要求2所述的带钢卷取品质在线综合判断方法,其特征在于:所述的步骤d8)包括以下步骤:
d8-1)给定卷取第n层时的钢卷周向应力影响系数的初始值X0={a0,a1,a2,a3};
d8-2)给定卷取第n层时的钢卷半径的初始分布rsi=rb+(i-1)·hs,i=1,2,…,n,n+1;
d8-3)令卷取第n层时的钢卷周向应力
d8-4)根据τsn+1=0,求解卷取第n层时的钢卷各层的摩擦应力
d8-5)根据psn+1=0,求解卷取第n层时钢卷各层的径向应力psi,
d8-8)计算卷取第n层时第一层带钢的内半径r′s1=rb-us;
d8-9)求解卷取第n层时钢卷的半径分布
d8-10)计算并判断目标函数的具体数值是否成立,如果成立,转入步骤d8-11);如果不成立,则令rsi=r′si,转入步骤d8-3);
d8-11)计算出参数计算的目标函数
d8-12)根据优化理论判断Powell优化条件是否成立,若不成立,调整X0,重复步骤d8-2)至d8-11),直至Powell条件成立,得出最优周向应力影响系数。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210015510.7A CN102553966B (zh) | 2012-01-18 | 2012-01-18 | 带钢卷取品质在线综合判断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210015510.7A CN102553966B (zh) | 2012-01-18 | 2012-01-18 | 带钢卷取品质在线综合判断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102553966A CN102553966A (zh) | 2012-07-11 |
CN102553966B true CN102553966B (zh) | 2014-04-16 |
Family
ID=46401339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210015510.7A Expired - Fee Related CN102553966B (zh) | 2012-01-18 | 2012-01-18 | 带钢卷取品质在线综合判断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102553966B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104338786A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-02-11 | 武汉钢铁(集团)公司 | 带钢处理线卷取区张力控制方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103084428B (zh) * | 2013-01-14 | 2015-01-07 | 燕山大学 | 冷轧钢卷心型卷缺陷治理方法 |
CN103223424B (zh) * | 2013-04-18 | 2015-01-07 | 燕山大学 | 热轧钢卷鼓肚缺陷在线预报方法 |
CN104128387B (zh) * | 2014-06-19 | 2016-03-16 | 中国重型机械研究院股份公司 | 一种极薄带钢高速精整机组正次品分选卷取工艺 |
CN106140876B (zh) * | 2015-04-28 | 2017-11-28 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种基于带钢卷取质量的卷轴参数设定值优化方法 |
CN108246952B (zh) * | 2018-03-27 | 2019-07-26 | 燕山大学 | 一种用于锻造操作机的液压缸位移求解器的实现方法 |
CN111924331B (zh) * | 2020-07-16 | 2022-02-08 | 燕山大学 | 一种用于钢卷运输及静置过程立托架结构优化方法及系统 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1311806A1 (ru) * | 1985-10-08 | 1987-05-23 | Липецкий политехнический институт | Способ намотки холоднокатанной полосы в рулон на барабане моталки |
CN1640572A (zh) * | 2004-01-16 | 2005-07-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 冷带钢连轧机轧制规程的综合优化控制方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6033739B2 (ja) * | 1979-09-26 | 1985-08-05 | 住友金属工業株式会社 | ストリツプの巻取制御方法 |
JP2550177B2 (ja) * | 1989-03-30 | 1996-11-06 | 川崎製鉄株式会社 | コイル巻取方法 |
JP3139726B2 (ja) * | 1992-10-30 | 2001-03-05 | 古河電気工業株式会社 | 金属帯板のコイル巻取り方法 |
-
2012
- 2012-01-18 CN CN201210015510.7A patent/CN102553966B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1311806A1 (ru) * | 1985-10-08 | 1987-05-23 | Липецкий политехнический институт | Способ намотки холоднокатанной полосы в рулон на барабане моталки |
CN1640572A (zh) * | 2004-01-16 | 2005-07-20 | 宝山钢铁股份有限公司 | 冷带钢连轧机轧制规程的综合优化控制方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
JP平2-255217A 1990.10.16 |
JP昭56-48350A 1981.05.01 |
JP特开平6-142760A 1994.05.24 |
冷轧钢卷卷取过程内部应力三维分布的研究;白振华等;《钢铁》;20010930;第36卷(第9期);第42-45页 * |
白振华等.冷轧钢卷卷取过程内部应力三维分布的研究.《钢铁》.2001,第36卷(第9期),第42-45页. |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104338786A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-02-11 | 武汉钢铁(集团)公司 | 带钢处理线卷取区张力控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102553966A (zh) | 2012-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102553966B (zh) | 带钢卷取品质在线综合判断方法 | |
CN101602067B (zh) | 五机架ucm冷连轧机组板形与板凸度在线综合控制方法 | |
CN101776908B (zh) | 脱脂机组卷取工艺综合优化方法 | |
CN102513384B (zh) | 一种利用轧后冷却设备实现中厚板中间坯冷却的方法 | |
CN102921750B (zh) | 一种消除带钢表面亮带的方法 | |
CN101543843B (zh) | 基于分步优化和影响因素补偿的板形标准曲线制定方法 | |
CN102581039A (zh) | 纯钛板带的轧制方法 | |
TW200806984A (en) | Rolling line material quality prediction and control apparatus | |
CN110434172B (zh) | 一种炉卷和精轧机组连轧的负荷分配计算方法 | |
CN1270838C (zh) | 金属板带轧制自动控制工艺参数的优化方法 | |
CN101507978A (zh) | 冷连轧机基于机理与工况相结合的工作辊磨损预报方法 | |
CN101648208A (zh) | 铝单机架冷轧机的轧制规程制定方法 | |
CN106991242A (zh) | 一种钢板性能优化的控制方法 | |
CN102688896B (zh) | 四辊冷连轧机组基于机理模型的虚拟凸度仪设定方法 | |
CN114818456A (zh) | 一种冷连轧带钢全长变形抗力预测方法及优化方法 | |
CN104881707A (zh) | 一种基于集成模型的烧结能耗预测方法 | |
CN103559373B (zh) | 一种基于模糊灰关联的环件冷辗扩工艺参数优化方法 | |
CN101412182A (zh) | 一种gh150合金高压压气机动、静叶片冷辊轧工艺 | |
CN102527736B (zh) | 确定冷轧带钢卷取半径的方法 | |
CN107626751A (zh) | 热连轧线超快速冷却的控制方法 | |
CN102527737B (zh) | 冷轧机板形调控功效系数离线自学习系统 | |
CN101633004B (zh) | 厚板轧后控制冷却广义观测器设计方法 | |
CN107234135B (zh) | 一种适用于热连轧机组出口带钢表面粗糙度控制方法 | |
CN111250546A (zh) | 一种基于内点惩罚函数法的边部减薄多点优化控制方法 | |
CN107392491A (zh) | 一种评价冷轧带钢生产综合能量效率的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160516 Address after: 252500, 389, Zhenxing East Road, Liaocheng, Shandong, Guanxian Patentee after: Shandong Guanzhou Co., Ltd. Address before: Hebei Street West Harbor area, 066004 Hebei city of Qinhuangdao province No. 438 Patentee before: Yanshan University |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140416 Termination date: 20190118 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |