CN102921743A - 一种确定五机架冷连轧机压下分配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种确定五机架冷连轧机压下分配的方法，根据冷连轧机的工艺要求和钢卷的原始数据，设计了适合冷连轧机的轧制策略模式及各种分级表，先根据所选择的压下分配轧制策略模式和压下分配比例系数，然后选择分级表中的数据及设备能力表中的轧机的设备参数，建立压下分配计算模型，再利用轧制工艺数学模型对轧制工艺参数进行计算，采用拟牛顿法求解此非线性方程组模型，计算获得的满意的压下分配，最后将此压下分配数据保存到数据库中，为设定计算模型准备数据。本方法根据冷连轧机的工艺特点，提出了适用的轧制策略模式，建立了压下分配计算模型，原理简单、实现容易、便于操作。

Description

一种确定五机架冷连轧机压下分配的方法

技术领域

本发明涉及冶金自动化领域，尤其涉及一种确定五机架冷连轧机压下分配的方法。

背景技术

冷轧机压下分配是冷轧轧制中轧机设定计算的重要组成部分，它根据带钢特性、轧机特性和工艺要求计算出特定意义下最佳的厚度分配。合理的压下分配既可以有效地利用现有设备，充分发挥设备潜力，提高轧机的产品质量，同时还能降低轧制能耗。因此，寻找一种合理的压下分配计算方法对于实际生产有着重要的现实意义。

压下分配最主要功能是在带钢钢种、张力、带钢来料厚度、成品厚度及宽度、设备能力参数等已知的情况下，确定带钢的总压下量合理地在各个机架进行分配，同时得到相关的轧制工艺参数。

五机架冷连轧机过程控制通常采用以下两种压下分配方式：一种是传统的按经验查表的方法，直接将各种钢种、规格产品的压下分配数据保存到数据库中，在轧制特定钢种、规格的产品时，查询数据库表得到相应的压下分配数据；另一种方法是在考虑工艺和设备的约束条件下建立压下分配目标函数，并通过寻优方法得到压下分配的结果。

上述两种方法各有利弊，第一种方法简单、稳定、容易理解，但缺乏灵活性，同时表中的数据很大程度上依赖于工艺人员和操作工的技术水平和经验，压下分配不理想；第二种方法计算结果为最佳压下分配，但目标函数和约束条件结构复杂，计算过程复杂，寻优计算时间长，求解困难。

本发明根据冷连轧机工艺特点，根据不同的轧制工艺条件设计不同的压下分配策略模式及压下分配比例系数，建立压下分配求解的非线性模型，得到待轧带钢在各机架的最佳的厚度分配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种确定五机架冷连轧机压下分配的方法，得到待轧带钢在各机架的最佳的厚度分配。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种确定五架冷连机压下分配的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

（1）根据五架冷连轧机的工艺特点及需轧制钢材的品种、规格和轧制目标建立分级表和压下分配轧制策略模式；所述分级表包括来料厚度分级表、成品厚度分级表和宽度分级表；所述轧制策略模式包括按功率进行负荷分配、按轧制力进行负荷分配和按压下率方式进行分配。

（2）根据连轧机的秒流量恒定原理和负荷成比例原则，建立冷连轧机压下分配计算模型；进一步的，建立冷连轧机压下分配计算模型的具体步骤为：

（2.1）根据工艺要求和品种、规格查询数据库表，选择确定针对特定规格带钢的轧制策略模式、各机架间的张力制度和末机架的带钢出口速度；

（2.2）根据连轧机的秒流量恒定原理和负荷成比例原则，建立冷连轧机压下分配计算模型。

冷连轧机压下分配计算模型为以下非线性方程组：

α2f1(h0，h1)-α1f2(h1，h2)＝0；

α3f2(h1，h2)-α2f3(h2，h3)＝0；

α4f3(h2，h3)-α3f4(h3，h4)＝0；（a）

α5f4(h3，h4)-α4f5(h4，h5)＝0；

方程组（a）中，fi[h(i-1)，hi]＝Pi，Pi(i＝1，2，…，5)为第i机架的负荷函数，αi为负荷分配比例系数；

（3）求解步骤（2）中的冷连轧机压下分配计算模型，获得最终的压下分配。步骤（3）求解冷连轧机压下分配计算模型的具体步骤为：

（3.1）获取带钢原始数据、设备参数、设备能力参数、模型系数、负荷分配比例系数和工艺要求；所述带钢原始数据包括钢种、来料厚度、成品厚度和宽度；所述的设备参数包括工作辊直径、工作辊泊松系数和杨氏弹性模量；所述设备能力参数包括最大轧制力、主电机额定功率和轧机最大出口速度；

（3.2）根据工艺要求和钢种、规格选择轧制策略模式和分级表中的数据；

（3.3）给定各机架带钢出口厚度初值：将总压下率在各机架进行平均分配，计算得到的厚度分配作为迭代计算的初始值；

（3.4）确定带钢单位张力：采用插值或人工或查带钢单位张力表确定各机架带钢的单位前张力和单位后张力；

（3.5）确定各机架轧制速度初值：给定机组最大轧制速度，按照速度计算模型确定各机架的轧制速度初值；

（3.6）利用工艺数学模型计算轧制工艺参数，工艺参数包括材料变形抗力、摩擦系数、前滑、轧制力、压扁半径、轧制速度、轧制力矩、电机输出轴力矩、电机功率等；

（3.7）利用拟牛顿法求解压下分配非线性方程组（a）；

（3.8）判断算法是否收敛，如果收敛，则继续执行下一步骤，否则给出出错报警信息，调整负荷分配比例系数或带钢单位张力，并返回到步骤（3.2）继续执行；

（3.9）得到机架间的带钢厚度及相关轧制工艺参数，对设备能力进行极限校核，判断工艺参数是否超限；如果工艺参数不超限，则继续执行下一步骤，如果工艺参数超限，则对超限的工艺参数进行修正计算，返回到步骤（3.2）继续执行；

步骤（3.9）中所述修正计算的方法为：

当出现轧制力计算值超限时，通过调整超限机架与非超限机架的轧制力负荷分配比例系数对轧制力超限值进行修正；此时修正计算都按照轧制力平衡策略修正负荷分配比例系数，重新确定轧制力负荷非线性方程组（a）并计算；

如果所有机架都超限出现轧制力计算值超限，则给出提示异常信息并结束修正计算；

当出现电机功率超限情况，通过修正最大带钢速度以降低轧制速度。

（3.10）根据计算结果得到最终的机架间厚度分配和相关轧制工艺参数。

本发明的工作原理为：根据冷连轧机的工艺要求、钢卷的原始数据，选择压下分配轧制策略模式和压下分配比例系数，然后选择分级表中的数据及设备能力表中的轧机的设备参数，建立压下分配计算模型，然后根据轧制工艺数学模型对轧制工艺参数进行计算，采用拟牛顿法求解此非线性方程组，在迭代计算过程中对设备能力进行极限校核，如果超限则对超限的工艺参数进行修正计算，对于不同的工艺参数分别采用不同的参数调整策略，继续进行迭代计算，直到满足算法的收敛条件为止，如果超过系统最大迭代次数或不满足收敛条件，则在画面上显示出错信息提示操作工，修改压下分配比例系数或者张力分配后重新进行计算，直到获得的满意的压下分配为止，最后将此压下分配保存到数据库中，为设定计算模型准备数据。

本发明的有益效果为：

1、本方法根据冷连轧机的工艺特点，提出了适用的轧制策略模式，建立了压下分配计算模型，原理简单、实现容易、便于操作；

2、本方法采用拟牛顿法求解非线性方程组模型，得到待轧带钢在各机架的最佳的压下分配，为过程控制系统设定计算模型提供数据准备；

3、本方法具有推广应用价值，可推广应用于单机架冷轧机的压下分配及过程控制中。

附图说明

图1为本发明一个实施例的工作流程图。

具体实施方式

本实施例公开的是某五机架冷连轧机过程控制系统中，确定五机架冷轧机压下分配的方法。该轧机可轧制的产品包括普碳钢、高强钢等。本实施例轧制的是普碳钢。

本实施例提供的确定五机架冷连轧机压下分配的方法如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、根据冷连轧机组的工艺特点及所轧制的品种、规格建立分级表及压下分配轧制策略模式；

首先，建立各种分级表；

钢种代码表（STEEL_CODE）

材料编号	钢种牌号	钢种
			1	Q195	CQ
2	Q215	CQ
			3	Q235	CQ
4	Q345	CQ
			5	DQ1	DQ
6	DQ2	DQ
			7	35K-DDQ	DDQ
8	40K-DDQ	DDQ
			9	45K-DDQ	DDQ
10	EDDQ1	EDDQ
			11	EDDQ2	SEDDQ
12	HSS1	HSS
			13................
14................
			15........................................

表1钢种代码表

热轧来料厚度分级表(INCOMING_THICKNESS_CLASS)

（单位：mm）：

来料厚度等级代码	厚度下限	厚度上限
			1	2.0	2.2
2	2.2	2.3
			3	2.3	2.5
4	2.5	2.8
			5	2.8	3.0
6	3.0	3.2
			7	3.2	3.5
8	3.5	6.0

表2热轧来料厚度分级表

成品厚度分级表(PRODUCT_THICKNESS_CLASS)

（单位：mm）：

成品厚度等级代码	厚度下限	厚度上限
			1	0.3	0.33
2	0.33	0.35

3	0.35	0.37
			4	0.37	0.40
5	0.40	0.43
			6	0.43	0.45
7	0.45	0.47
			8	0.47	0.50
9	0.50	0.55
			10	0.55	0.60
11	0.60	0.65
			12	0.65	0.70
13	0.70	0.75
			14	0.75	0.80
15	0.80	2.0

表3成品厚度分级表

宽度分级表(WIDTH_CLASS)

（单位：mm）：

宽度等级代码	厚度下限	厚度上限
			1	800	900
2	900	1000
			3	1000	1100
4	1100	1200
			5	1200	1300
6	1300	1400
			7	1400	1750

表4带钢宽度分级表

然后建立冷连轧机压下分配轧制策略模式；

如表5所示，根据冷连轧机的工艺特点，设计了7种轧制策略（功率平衡、轧制力平衡、相对压下率平衡、绝对压下率和功率平衡、绝对压下率和轧制力平衡、绝对压下率和相对压下率平衡、毛面辊轧制策略）。1～3策略模式是按同一负荷的一定比例进行分配。4～6策略模式是在原料厚度和成品厚度已知的条件下，预先给定第1、第5机架带钢的压下率，只将2～4机架按同一负荷一定比例进行分配。第7种策略模式是给定单位宽度轧制力，保证第5机架轧制力恒定的条件下，按功率分配1～4机架的负荷。

按功率进行负荷分配可以在接近电机功率最大许可条件下获得机组最大生产率，在追求产量的情况下可采用此方式。按轧制力进行负荷分配主要是考虑带钢的板形质量，因为过大或过小的轧制力会使板形恶化。按压下率方式进行分配有利于了解机架间压下率的比例关系，便于生产操作。

表5冷连轧机组轧制策略模式

以上各负荷分配目标值（例如功率平衡模式，αP1∶αP2∶αP3∶αP4∶αP5）都是由数据库表数据得到的。压下分配策略模式也是由工艺要求和带钢的品种、规格通过查询数据库表中的数据选择得到。

当第5机架使用光面辊轧制时，以上No.1～No.6模式都可以使用；而当第5机架使用毛面辊轧制时，只能选择No.7模式。

步骤2、建立冷连轧机压下分配计算模型；

图1为该实施例的压下分配方法的主要计算流程图。首先根据工艺要求和品种、规格查询数据库表，得到针对特定规格带钢的轧制策略模式和负荷分配比例系数，以及各机架间的张力制度和末机架的带钢出口速度Vn。该轧制策略模式只选取一种作为主要负荷（轧制力、功率或者压下率），建立单一负荷目标函数如下：（本实例选取功率平衡策略模式，即No.1模式，保证轧机获得最大产量）

P1∶P2：…∶Pn＝αp1∶αp2∶…∶αpn    (1)

上式中，Pi(i＝1，2，…，5)为第i机架的负荷函数，

根据连轧机的秒流量恒定原理，可知，该负荷函数可以表示为该机架入口厚度h(i-1)和出口厚度hi的函数，即：

Pi＝fi[h(i-1)，hi](2)

再根据“负荷成比例原则”，可以建立如下的非线性方程组模型：

α2f1(h0，h1)-α1f2(h1，h2)＝0；

α3f2(h1，h2)-α2f3(h2，h3)＝0；

α4f3(h2，h3)-α3f4(h3，h4)＝0；（3）

α5f4(h3，h4)-α4f5(h4，h5)＝0。

在式（3）中，已知带钢的来料厚度h0和成品厚度h5，4个方程、4个未知数，通过求解

方程组（3）可以得到h1,h2,h3,h4。

步骤3、求解冷连轧机压下分配计算模型；

步骤3.1、输入带钢原始数据、设备参数、设备能力参数、负荷分配比例系数、模型系数和工艺要求；

所述带钢原始数据包括钢种、来料厚度、成品厚度和宽度；

以钢种Q195（普碳钢）为例，来料厚度h0=3.0mm，成品厚度h5=0.7，宽度b=900mm；

所述的设备参数包括工作辊直径、工作辊泊松系数和杨氏弹性模量；

本实施例中工作辊直径wr_diam=455mm，工作辊泊松系数=0.3，工作辊杨氏弹性模量=20600kg/mm²。

所述设备能力参数包括最大轧制力、主电机额定功率和轧机最大出口速度；

本实施例中轧机各机架最大轧制力Fmax=2500000kg，第1机架主电机额定功率Nmax1=4000kW，第2机架主电机额定功率Nmax2=5750kW第3机架主电机额定功率Nmax3=5750kW第4机架主电机额定功率Nmax4=5750kW，第5机架主电机额定功率Nmax5=4000kW；轧机最大出口速度vmax=1650m/min。

步骤3.2、根据工艺要求和钢种、规格选择轧制策略模式和分级表中的数据；

根据带钢原始数据可得：Passmode[材料编号，来料厚度等级代码，成品厚度等级代码，宽度代码]=passmode[1，6，13,2]；

轧制策略模式选择第1种，

根据工艺要求：功率平衡负荷分配比例系数为：

αp1∶αp2∶αp3∶αp4∶αp5=0.696∶1.0∶1.0∶1.0∶0.696。

步骤3.3、给定各机架带钢出口厚度初值：将总压下率在各机架进行平均分配，计算得到的厚度分配作为迭代计算的初始值；

$h\left[i\right]=h[i-1]\×{\left(\frac{\mathrm{hn}}{h0}\right)}^{\frac{1}{n}}---\left(4\right)$

上式中，h[0，j]为第0次迭代时各机架轧制带钢出口厚度；j为机架号，j＝1，2，3，…，n；hn为成品带钢厚度；h0为原料带钢厚度；n为冷连轧机机架数，n=5（五机架连轧机）。

步骤3.4、确定带钢单位张力：查带钢单位张力表确定各机架带钢的单位前张力和单位后张力，如果此表中没有，则采用插值或人工输入确定；

在本实例中查带钢单位张力表得到的单位张力表6所示：

表6带钢单位张力表

步骤3.5、确定各机架轧制速度初值：给定机组最大轧制速度，按照速度计算模型确定各机架的轧制速度初值；

给定轧机最大出口速度vmax=1650m/min，根据连轧机秒流量恒定原理，可以根据末机架的出口速度计算第i机架的轧制速度vi：

vi＝vmax*h5/hi    （5）

上式中，h5为末机架的带钢出口厚度（即成品厚度），hi为第i机架的带钢出口厚度，i为机架号，i＝1，2，3，4；

步骤3.6、利用工艺数学模型计算轧制工艺参数，工艺参数包括材料变形抗力、摩擦系数、前滑、轧制力、压扁半径、轧制速度、轧制力矩、电机输出轴力矩、电机功率等；

步骤3.7、利用拟牛顿法求解压下分配非线性方程组模型（3）；

步骤3.8、判断算法是否收敛，如果收敛，则执行步骤3.9，否则返回到步骤3.2重新执行，并提示出错报警信息；

步骤3.9、得到机架间的带钢厚度及相关轧制工艺参数，对设备能力进行极限校核，判断工艺参数是否超限；如果工艺参数不超限，则执行下一步骤，如果超限则返回到步骤3.2执行，对超限的工艺参数进行修正计算；

根据不同的工艺参数超限情况采取不同的修正策略：

(1)轧制力上限值检查：如果超限，修正轧制力负荷分配比例系数

当出现轧制力计算值超限时，通过调整超限机架与非超限机架的轧制力负荷分配比例系数对轧制力超限值进行修正。在这种情况下，无论按哪种轧制策略进行负荷分配，最终修正计算都按照第2种轧制策略重新计算。根据修正后的负荷分配比例系数，重新建立轧制力负荷非线性方程组，利用迭代法求解。

具体方法如下：

设机架号为i(i＝1，2…n，n为机架数)，其中轧制力超限的机架号为i＝j，轧制力不超限的机架号为i=k。按照原负荷分配比例系数，由模型计算出的超限机架轧制力超限量为：

ΔFj＝Fj-ηjFlimit_j  （6）

上式中，ΔFj为轧制力超限量；Fj为轧制力超限机架的轧制力计算值；ηj为轧制力富余系数；Flimit_j为轧制力极限值。

在冷连轧机组中，各超限机架轧制力超限量总和sumΔF和非超限机架轧制力总和sumF，由下式计算：

sumΔF＝∑ΔFj

sumF＝∑ΔFk    (7)

所有机架轧制力平均值为：

$\mathrm{Favg}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{Fi}}{n}$

则修正后超限机架负荷分配比例系数ratioj和非超限机架负荷分配比例系数ratiok，由下式确定：

$\mathrm{ratioj}=\frac{\mathrm{\ηjFlimit}\_j}{\mathrm{Favg}}$

$\mathrm{ratiok}=(1+\frac{\mathrm{sum\ΔF}}{\mathrm{sumF}})\frac{\mathrm{Fk}}{\mathrm{Favg}}---\left(8\right)$

如果所有机架都超限，则不可能通过修正功能进行修正，给出提示异常信息，不再进行修正计算。

(2)电机功率上限值检查：如果超限，修正最大带钢速度。

如果出现电机功率超限情况，修正最大带钢速度以降低轧制速度。

(3)调整策略：根据超限机架额定功率的反算各机架合适的轧制速度，然后再按秒流量恒定原则确定各机架的轧制速度。

(4)步骤3.10、得到最终的机架间厚度分配和相关轧制工艺参数，经过工艺工程师和操作工确认后保存到数据库中。

表7为本实施例的计算结果，由此表可知，采用本方法能够得到在满足功率平衡的条件下，同时满足在设备能力允许范围内的最佳的压下分配。

机架号	压下率(％)	出口厚度(mm)	轧制力(kN)	电机功率(kW)
					1	30.40	2.088	8131.8	3015.8
2	31.03	1.440	6662.5	4706.6
					3	27.47	1.045	5779.9	4847.8
4	25.89	0.774	5711.7	4884.9
					5	9.58	0.700	4237.5	2804.3

表7实施例压下分配计算结果表

基于本发明的确定五机架冷连轧机压下分配的方法，也可适用于单机架冷轧机的压下分配。

本实施例步骤3.6中所采用的主要工艺数学模型：

1．变形抗力模型

kp＝k0×(ε+m)ⁿ

上式中：ε为对数应变系数，k0、m、n为模型系数，kp为带钢的平均变形抗力。

ε＝ln(H1/hm)，其中H1为热轧后带钢来料厚度，hm为平均带钢厚度。

hm＝(1-β)×H+β×h，其中H为入口带钢厚度，h为出口带钢厚度，β为加权系数＝0.75。

2．摩擦模型

$\mathrm{\μ}=m0+\frac{m1}{m2+\mathrm{vr}}$

上式中：μ为摩擦系数，vr为轧制速度，m0、m1、m2为模型系数。

3.轧制力模型

$A1=1.79\×\mathrm{\μ}\×r\×\sqrt{r}\×R$

$A2=\frac{1}{\mathrm{KP}\×\mathrm{nt}}-\frac{A1\×\mathrm{CH}}{H-h}$

A3＝1.08-1.02×r

$A4=\frac{A1}{A2}-\frac{R\×\mathrm{CH}}{2}{\left(\frac{A3}{A2}\right)}^2$

$A5={\left(\frac{A1}{A2}\right)}^2+R(H-h){\left(\frac{A3}{A2}\right)}^2$

$A6=\sqrt{{A4}^2-A5}$

F＝b×(A4+A6)

上式中：r为压下率

μ为摩擦系数，R为工作辊半径，H为入口带钢厚度，h为出口带钢厚度，b为带钢宽度，kp为平均变形抗力，nt为张力影响系数，CH为压扁系数，A1，A2，A3，A4，A5，A6为中间变量，F为轧制力。

$\mathrm{nt}=(1-\frac{\mathrm{tb}}{\mathrm{kp}})\×(1.05+0.1\×\frac{(1-\frac{\mathrm{tf}}{\mathrm{kp}})}{(1-\frac{\mathrm{tb}}{\mathrm{kp}})}-0.15\×\frac{(1-\frac{\mathrm{tb}}{\mathrm{kp}})}{(1-\frac{\mathrm{tf}}{\mathrm{kp}})})$

其中，tb为单位后张力，tf为单位前张力，kp为平均变形抗力。

4.工作辊压扁半径模型

$R^{\′}=(1+\frac{\mathrm{CH}\×F}{b(H-h)})\×R$

上式中：R’为工作辊压扁半径，R为工作辊半径，CH为压扁系数，F为轧制力，b为带钢宽度，H为入口带钢厚度，h为出口带钢厚度

5.中性角模型

$\mathrm{\φ}=\sqrt{\frac{h}{R^{\′}}}\·\tan \{\frac{1}{2}\·{\sin }^{-1}\sqrt{r}+\frac{1}{4\mathrm{\α\μ}}\·\sqrt{\frac{h}{R^{\′}}}\·\ln (\frac{h}{H}\·\frac{1-\frac{\mathrm{tb}}{\mathrm{kb}}}{1-\frac{\mathrm{tf}}{\mathrm{kf}}})\}$

上式中：R’为工作辊压扁半径，r为压下率，H为入口带钢厚度，h为出口带钢厚度，tb为单位后张力，tf为单位前张力，kp为平均变形抗力，μ为摩擦系数，α为模型系数。

6.前滑模型

$f=\frac{R^{\′}}{h}\·{\mathrm{\φ}}^2:\mathrm{\φ}\≥0$

f=0：φ<0

Ф为中性角。

7.轧制力矩、张力力矩、损失力矩模型

轧制力矩GR模型：

GR＝b×kp×R×(H-h)×DG

$\mathrm{DG}=1.05+(0.07+1.32\&times;r)\&times;\mathrm{\&mu;}\&times;\sqrt{\frac{R^{\&prime;}}{H}}-0.85\&times;r$

上式中，R为工作辊半径，R为工作辊压扁半径，r为压下率，H为入口带钢厚度，h为出口带钢厚度，b为带钢宽度，kp为平均变形抗力，μ为摩擦系数。

张力力矩GT模型

GT＝R×b×(tb ×H-tf×h)

上式中R为工作辊半径，tb为单位后张力，tf为单位前张力，H为入口带钢厚度，h为出口带钢厚度，b为带钢宽度。

损失力矩GL模型

$\mathrm{GL}=\mathrm{KL}\&times;F\&times;V\&times;\frac{1}{60000}$

上式中，KL为模型系数，F为轧制力，V为轧制速度。

8.电机转矩模型

GM＝GR+GT+GL

9.电机功率模型

H_P=0.2192×10^-3·(v/R)·G_M/1.34

上式中，v为轧制速度，R为工作辊半径，GM为电机转矩。

Claims (6)

1.一种确定五架冷连机压下分配的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

（1）根据五架冷连轧机的工艺特点及需轧制钢材的品种、规格和轧制目标建立分级表和压下分配轧制策略模式；所述分级表包括来料厚度分级表、成品厚度分级表和宽度分级表；所述轧制策略模式包括按功率进行负荷分配、按轧制力进行负荷分配和按压下率方式进行分配；

（2）根据连轧机的秒流量恒定原理和负荷成比例原则，建立冷连轧机压下分配计算模型；

（3）求解步骤（2）中的冷连轧机压下分配计算模型，获得最终的压下分配。

2.如权利要求1所述的一种确定五架冷连机压下分配的方法，其特征在于：步骤（2）建立冷连轧机压下分配计算模型的具体步骤为：

（2.1）根据工艺要求和品种、规格查询数据库表，选择确定针对特定规格带钢的轧制策略模式、各机架间的张力制度和末机架的带钢出口速度；

（2.2）根据连轧机的秒流量恒定原理和负荷成比例原则，建立冷连轧机压下分配计算模型。

3.如权利要求2所述的一种确定五架冷连机压下分配的方法，其特征在于：所述步骤（2.2）中冷连轧机压下分配计算模型为：

α2f1(h0，h1)-α1f2(h1，h2)＝0；

α3f2(h1，h2)-α2f3(h2，h3)＝0；

α4f3(h2，h3)-α3f4(h3，h4)＝0；（a）

α5f4(h3，h4)-α4f5(h4，h5)＝0；

方程组（a）中，fi[h(i-1)，hi]＝Pi，Pi(i＝1，2，…，5)为第i机架的负荷函数，αi为负荷分配比例系数。

4.如权利要求3所述的一种确定五架冷连机压下分配的方法，其特征在于：步骤（3）求解冷连轧机压下分配计算模型的具体步骤为：

（3.1）获取带钢原始数据、设备参数、设备能力参数、模型系数、负荷分配比例系数和工艺要求；所述带钢原始数据包括钢种、来料厚度、成品厚度和宽度；所述的设备参数包括工作辊直径、工作辊泊松系数和杨氏弹性模量；所述设备能力参数包括最大轧制力、主电机额定功率和轧机最大出口速度；

（3.2）根据工艺要求和钢种、规格选择轧制策略模式和分级表中的数据；

（3.3）给定各机架带钢出口厚度初值：将总压下率在各机架进行平均分配，计算得到的厚度分配作为迭代计算的初始值；

（3.4）确定带钢单位张力：采用插值或人工或查带钢单位张力表确定各机架带钢的单位前张力和单位后张力；

（3.5）确定各机架轧制速度初值：给定机组最大轧制速度，按照速度计算模型确定各机架的轧制速度初值；

（3.6）利用工艺数学模型计算轧制工艺参数，工艺参数包括材料变形抗力、摩擦系数、前滑、轧制力、压扁半径、轧制速度、轧制力矩、电机输出轴力矩、电机功率等；

（3.7）利用拟牛顿法求解压下分配非线性方程组（a）；

（3.8）判断算法是否收敛，如果收敛，则继续执行下一步骤，否则给出出错报警信息，调整负荷分配比例系数或带钢单位张力，并返回到步骤（3.2）继续执行；

（3.9）得到机架间的带钢厚度及相关轧制工艺参数，对设备能力进行极限校核，判断工艺参数是否超限；如果工艺参数不超限，则继续执行下一步骤，如果工艺参数超限，则对超限的工艺参数进行修正计算，返回到步骤（3.2）继续执行；

（3.10）根据计算结果得到最终的机架间厚度分配和相关轧制工艺参数。

5.如权利要求4所述的一种确定五架冷连机压下分配的方法，其特征在于：步骤（3.9）中所述修正计算的方法为：

当出现轧制力计算值超限时，通过调整超限机架与非超限机架的轧制力负荷分配比例系数对轧制力超限值进行修正；

如果所有机架都超限出现轧制力计算值超限，则给出提示异常信息并结束修正计算；

当出现电机功率超限情况，通过修正最大带钢速度以降低轧制速度。

6.如权利要求5所述的一种确定五架冷连机压下分配的方法，其特征在于：当出现轧制力计算值超限时，修正计算都按照轧制力平衡策略修正负荷分配比例系数，重新确定轧制力负荷非线性方程组（a）并计算。

Images