CN103372575B - 一种酸轧轧机负荷分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种酸轧轧机负荷分配方法，其特征在于当出口厚度大于0.35mm时，采用毛棍轧制方式，当出口厚度小于0.35mm时，采用压下率分配比方式，采用基于压下率分配比方式，用1-5机架的相对压下比，代替原先的1-5机架功率平衡系数，同规格每个机架的出口厚度不变，从而保证同规格各机架负荷不变，手动干预率从原来的36.4%降为目前的2.1%，厚度命中率±0.5%比之前提高了2.4%，±1%比之前提高了0.7%，实现了酸轧薄规格带钢的稳定轧制，提高了酸轧机组成材率。

Description

一种酸轧轧机负荷分配方法

技术领域

本发明涉及冷连轧机自动控制领域，采用合理的负荷分配方式，确保轧机机架压下量即负荷保持稳定，尤其是涉及一种酸轧轧机负荷分配方法。

背景技术

现有技术中的负荷分配方式，1-2机架之间采用轧制力平衡方式，2-5机架采用功率平衡方式，由于受摩擦系数或轧制力自适应的影响，负荷波动较大，特别是1#或2#机架单独换辊前后，1#机架的负荷超过50%或低于35%，按计算的结果根本无法轧钢，只能手动干预，操作工劳动强度大，负荷手动干预率在95%以上，而轧机负荷对出口板形的影响较大，经常发生由于负荷波动，板形不良封闭率高，出现花边、边浪等质量问题，严重影响酸轧产品一次合格率和企业经济效益，为提高酸轧生产运行的稳定性，降低酸轧出口板形不良率，所以要寻找一种比功率平衡方式更加合理的负荷分配方式即压下率分配比方式，代替原先的功率平衡方式，主要用于极薄料镀锡板的轧制，可确保同规格轧制负荷无波动，手动干预率控制在3%以内。

经过检索，与本案有关的负荷分配方法的专利如下：专利申请号为CN200910057514.X，本发明公开了一种不锈钢冷连轧负荷分配调整方法，首先将各机架相对压下率初始化为设定值，然后计算第1机架的轧制力平衡值，分别计算第2机架到第M机架的马达功率平衡值，根据计算得到的第1机架的轧制力平衡值、第2机架到第M机架的马达功率平衡值进行判断，对各机架相对压下率进行调整。该方法，能根据实际轧制过程中实际条件调整各机架的相对压下率，达到各机架负荷分配平衡。

CN200910235653.7，本发明涉及一种双机架中厚板生产线压下负荷分配方法，属于中厚板轧制生产线生产过程优化控制领域。本发明在满足待温条件的基础上，根据罚函数求解带约束问题的基本思想，构造了基于轧线生产效率最高为优化目标的优化函数，采用黄金分割法进行迭代寻优，实现了双机架之间进行总压下量的负荷分配，有效的提高了轧线的生产效率。

以上两专利都是基于发挥轧机最大产能的基础上来计算轧机各机架的负荷分配，而本发明主要是为了提高酸轧薄料负荷设定精度，减少负荷波动，提高酸轧产品成材率。

发明内容

本发明针对现有技术中负荷分配方式的手动干预强度大，对出口板形的影响较大，造成板形不良封闭率高，并且容易出现花边、边浪等质量问题而提出的一种技术方案。

本发明的技术方案如下：一种酸轧轧机负荷分配方法，当出口厚度大于0.35mm时，采用毛棍轧制方式，在毛辊轧制方式下，采用功率平衡方式，可发挥机组的最大产能，此方式较为合适，当出口厚度小于0.35mm时，采用压下率分配比方式，该方式用于镀锡板轧制的生产控制，对改善酸轧出口板形及提高带钢的厚度控制精度非常有利。

作为本发明的一种改进，所述压下率分配比方式包括以下步骤：以5个机架采用压下率分配比方式设定，

a) 第一步 确定n机架的连轧机的入口厚度h ₀和出口厚度h ₅ ；

如果连轧机所有的机架都按压下率分配比方式设定，此时入口厚度和出口厚度就是热轧来料厚度和轧机的目标出口厚度；

b) 第二步 计算平均压下率                                                

 

c) 第三步 按宽度厚度从压下比系数表中获取1-5机架压下值（压下率比例值），求出各机架的初始压下率

 

求得1-5机架的近似值，

d) 第四步 分别计算出1-5机架的临时出口厚度，因为轧机入口来料的厚度h ₀是确定的，因此计算应从1机架开始；

e) 第五步 判别目标出口厚度h ₅的精度

判别

其中Δ=0.00000001

如果满足，则经上述步骤计算出来的各机架的出口厚度就是所求的厚度，否则使用迭代法，用h5与h5,j之间差值来修正各个机架的压下率，其中β为修正系数，α的值初始时设为0.9，视迭代收敛情况而进行修改；

       

       

计算出新的压下率，从步骤四开始重复，如果满足判别精度，则h_5,j就是最终的计算结果，同样h_1,j、h_2,j、h_3,j和h_4,j也就是所要求的各机架出口厚度。

相对于现有技术，采用基于压下率分配比方式，用1-5机架的相对压下比，代替原先的1-5机架功率平衡系数，同规格每个机架的出口厚度不变，从而保证同规格各机架负荷不变，手动干预率从原来的36.4%降为目前的2.1%，厚度命中率±0.5%比之前提高了2.4%，成材率±1%比之前提高了0.7%，实现了酸轧薄规格带钢的稳定轧制，提高了酸轧机组成材率。

附图说明

图1为压下计算流程图；

图2为100卷T4料，每卷的负荷分配结果图；

图3为100卷T5料，每卷的负荷分配结果图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图对本发明作进一步说明。图1为本发明压下计算流程图，开始时，检查当前的轧制方式，当出口厚度大于0.35mm时，采用毛棍轧制方式，当出口厚度小于0.35mm时，采用压下率分配比方式，当检测到是毛棍轧制方式时，按照原方式初始化压下负荷，进一步的进入压下负荷分配调整程序，依次完成计算张力、计算轧制速度，轧制力、功率等，基于马达做大功率计算秒流量，再次判断是否是压下分配比方式，不是，就直接计算AGC/FGC参数，否则进入马达功率平衡检查，符合要求则计算AGC/FGC参数，否则修改压下负荷，进入压下负荷分配调整循环。如果不是毛棍轧制方式，判断是否是压下分配比模式，是的话，采用压下比迭代算法计算各机架的负荷，依次进入压下负荷分配调整，重复上述步骤。

实施例1：图2为100卷T4料，入口2.0mm，宽度800-900mm，出口厚度0.201mm规格每卷的负荷分配结果，sr1-sr5为1-5机架的负荷。

本发明在梅钢1420五机架六辊UCM 酸轧轧机自动控制中得到了应用，在调整压下比系数的基础上，也可应用于其他类型的轧机。

表1  梅钢1420酸轧轧机设备参数

序号	设备名称	参数
			1	工作辊尺寸mm	φ435/φ385X1420
2	中间辊尺寸mm	φ490/φ440X1400
			3	支撑辊尺寸mm	φ1300/φ1150×1420
4	电机功率kw	4600
			5	电机转速rpm	400/1200
6	中间辊窜辊量mm	0/380
			7	工作辊弯辊kn	-180/400
8	中间辊弯辊kn	10/500

酸轧生产中，产品规格很多，为了便于负荷计算，根据产品宽度和厚度不同，结合轧机产品大纲，划分为不同等级，划分方法：根据带钢的宽度不同划分为三个宽度等级，每个宽度等级内根据出口厚度划分为11个厚度等级。

表2 宽度等级对应表

等级	宽度范围（mm）
		1	700 ≦  宽度  < 800
2	800 ≦  宽度  < 900
		3	900 ≦  宽度  < 1000

表3 厚度等级对应表

等级	厚度范围（mm）
		1	0      ≦   厚度 < 0.17
2	0.17    ≦  厚度  < 0.18
		3	0.18    ≦  厚度  < 0.19
4	0.19    ≦  厚度  < 0.20
		5	0.20    ≦  厚度  < 0.22
6	0.22    ≦  厚度  < 0.25
		7	0.25    ≦  厚度  < 0.30
8	0.30    ≦  厚度  < 0.35
		9	0.35    ≦  厚度  < 0.40
10	0.40    ≦  厚度  < 0.45
		11	0.45    ≦  厚度  < 0.55

表4 T4料1-5机架压下比系数

T4料，规格：入口厚度为2.0mm，出口厚度为0.201mm，宽度为856mm加以说明，计算步骤如下：

第一步 确定n机架的连轧机的入口厚度2.0和出口厚度0.201；

第二步，计算平均压下率

=0.36841；

第三步，根据带钢的出口宽度856mm，查询表2，求得宽度等级为2, 根据带钢的出口厚度0.201mm，查询表3，求得厚度等级为5,根据前面求得宽度等级、厚度等级，通过查询表4，得知该规格1-5机架的压下比系数A1-A5分别为27.3、28.0 、24.3、 18.5、 19.0，再根据下面公式

求得1-5机架的近似值为0.4335、0.4446 、0.3859、 0.2938、 0.3017；

第四步 根据下面公式，计算1-5机架的临时出口厚度

1-5机架的临时出口厚度分别为1.1329、0.6292 、0.3864、 0.2729、 0.1906；

第五步 判别目标出口厚度h ₅的精度

    | 1-0.201/0.1906 |=0.05456

因为0.05456>0.00000001，用h5与h5,j之间差值来修正各个机架的压下率，其中β为修正系数。

      =0.9904

求得1-5机架的修正值为0.4294、0.4404 、0.3822、 0.2910、 0.2988,

重复第四步，通过18次迭代，求得1-5机架的出口厚度分别为1.14825、0.64670 、0.40156、 0.28567、 0.200999，进而得到1-5机架负荷分别为45.5、46.4 、38.2、 28.2、 29.3。从图1中可以看出100卷T4料1-5机架负荷分配情况，实现了同钢种同规格的负荷保持不变，现场也无需干预，设定精度得到了提高。

实施例2：图3为100卷T5料，入口2.0mm，宽度800-900mm，出口厚度0.183mm规格每卷的负荷分配结果，sr1-sr5为1-5机架的负荷。

表5 T5料1-5机架压下比系数

以T5料，规格：入口厚度为2.0mm，出口厚度为0.183mm，宽度为836mm加以说明，计算步骤如下：

第一步 确定n机架的连轧机的入口厚度2.0和出口厚度0.183；

第二步，计算平均压下率

=0.38015；

第三步，根据带钢的出口宽度836mm，查询表2，求得宽度等级为2, 根据带钢的出口厚度0.183mm，查询表3，求得厚度等级为3,根据前面求得宽度等级、厚度等级，通过查询表5，得知该规格1-5机架的压下比系数A1-A5分别为28.2、28.8 、23.7、 17.5、 18.2，再根据下面公式

求得1-5机架的近似值为0.4581、0.4679 、0.3850、 0.2843、 0.2957；

第四步 根据下面公式，计算1-5机架的临时出口厚度

1-5机架的临时出口厚度分别为1.0837、0.5767 、0.35460、 0.2538、 0.1788；

第五步 判别目标出口厚度h ₅的精度

    | 1-0.183/0.1788 |=0.02349；

因为0.02349>0.00000001，用h5与h5,j之间差值来修正各个机架的压下率，其中β为修正系数。

      =0.9958

求得1-5机架的修正值为0.4562、0.4659 、0.3834、 0.2831、 0.2944,

重复第四步，通过15次迭代，求得1-5机架的出口厚度分别为1.0905、0.5840 、0.3608、 0.2590、 0.18299，进而得到1-5机架负荷分别为45.5、46.4 、38.2、 28.2、 29.3。从图3中可以看出100卷1-5机架负荷分配情况，实现了同钢种同规格的负荷保持不变，现场也无需干预，设定精度得到了提高。

Claims (1)

1.一种酸轧轧机负荷分配方法，其特征在于：当出口厚度大于0.35mm时，采用毛棍轧制方式，当出口厚度小于0.35mm时，采用压下率分配比方式；所述压下率分配比方式包括以下步骤：以5个机架采用压下率分配比方式设定，

第一步 确定n机架的连轧机的入口厚度h ₀和出口厚度h ₅ ；

如果连轧机所有的机架都按压下率分配比方式设定，此时入口厚度和出口厚度就是热轧来料厚度和轧机的目标出口厚度；

第二步 计算平均压下率                                                

 

第三步 按宽度厚度从压下比系数表中获取1-5机架压下值（压下率比例值），求出各机架的初始压下率

 

求得1-5机架的近似值，

第四步 分别计算出1-5机架的临时出口厚度，因为轧机入口来料的厚度h ₀是确定的，因此计算应从1机架开始；

第五步 判别目标出口厚度h ₅的精度

判别

其中Δ=0.00000001

如果满足，则经上述步骤计算出来的各机架的出口厚度就是所求的厚度，否则使用迭代法，用h5与h5,j之间差值来修正各个机架的压下率，其中β为修正系数，α的值初始时设为0.9，视迭代收敛情况而进行修改；

      

计算出新的压下率，从步骤四开始重复，如果满足判别精度，则h_5,j就是最终的计算结果，同样h_1,j、h_2,j、h_3,j和h_4,j也就是所要求的各机架出口厚度。