CN103551393A - 一种ucmw六辊冷连轧机的刚度计算方法及其处理系统 - Google Patents

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CN103551393A CN201310542581.7A CN201310542581A CN103551393A CN 103551393 A CN103551393 A CN 103551393A CN 201310542581 A CN201310542581 A CN 201310542581A CN 103551393 A CN103551393 A CN 103551393A
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Abstract

本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法及其处理系统，方法包括：构建刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)，并确定模型中的b1、b2及b3的值。根据工作辊接触长度x的值及刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)计算所述冷连轧机的刚度值。处理系统主要采用处理器进行刚度计算模型常数的计算。本发明提供的UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法及其处理系统，通过构建刚度计算模型，能够根据不同的工作辊接触长度x计算出UCMW六辊冷连轧机的刚度，提高了生产中带钢的厚度精度，实现了对带钢厚度的高精度控制和对带钢的板形的精确控制。

Description

一种UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法及其处理系统
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法及其处理系统。
背景技术
轧机刚度是轧机最主要的性能参数之一，它与钢板轧制质量息息相关，轧机的调零操作、辊缝设定、厚度控制及轧机的设计等都要用到轧机刚度的概念。在实际钢卷轧制时，轧制力通过轧辊、轴承、压下螺丝等传至机架，轧机上这些受力部件在轧制力的作用下产生了弹性变形。因此，轧机受力时轧辊之间的实际间隙比空载时大，轧机的辊缝增大量称为弹跳值。反映弹跳值随轧制力变化的曲线称为轧辊的弹性曲线，它并不是一条直线，在小压力范围内，为一弯曲段，然后近似成为一直线。通常把直线部分的斜率称为轧机的刚性系数，并用K表示，即K＝Δp/Δf，其中，Δp为轧制力的变化量，Δf为辊缝变化量，即弹跳量。由于在轧制过程中，辊缝的变化量等于轧机轧出厚度的变化量，若将f换成轧出板厚h，并将空载辊缝S'0考虑进去，则弹性变形方程如下式所示，h＝S'0+SC+P/K，h＝S0+P/K，其中，S'0为空载辊缝，SC为弹性曲线弯曲段的辊缝值，S0相当于空载辊缝，P为轧制力。由以上轧机的弹跳方程可以看出，轧机刚度系数是一个十分重要的参数，轧机刚度的精度直接影响了实际生产中带钢的厚度精度。现有的轧机刚度计算方法主要存在计算精度低、计算复杂的缺点，因此在生产过程严重影响了带钢的厚度精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够准确的计算UCMW六辊冷连轧机刚度的UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法，包括：构建刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)，并确定模型中的b1、b2及b3的值；所述D为支撑辊直径，所述D0为冷连轧机刚度测定时支撑辊的直径，所述x为工作辊接触长度，所述b1、b2及b3分别为模型系数。根据工作辊接触长度x的值及刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)计算所述冷连轧机的刚度值。
进一步地，所述构建刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)，并确定模型中的b1、b2及b3的值包括：对所述冷连轧机进行校准、标定，控制所述冷连轧机空转，并获取所述冷连轧机刚度计算所需的数据。分别将所述冷连轧机的中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn进行设置，当中间辊处于X1、X2、X3……Xn中的每个位置时均依次施加一组轧制力P1、P2、P3……Pn并停止稳定1-2秒。在施加轧制力P1、P2、P3……Pn时分别获取出轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，并判断测量的辊缝值是否有效，中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出n组辊缝值。根据K=ΔP/ΔS计算所述冷连轧机的刚度值，所述K为所述冷连轧机的刚度值，所述ΔP为施加的一组轧制力P1、P2、P3……Pn中轧制力的变化量，所述ΔS为一组轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值中辊缝值的变化量；中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共计算出n个刚度值，分别表示为K1、K2……Kn。根据x＝2·(S+ε)及ε＝L-2·Smax计算出工作辊接触长度x的值；所述ε为基准位置，所述Smax为0、X2、X3……Xn中的最大值；中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值，得到n个工作辊接触长度x的值，分别为表示为x1、x2……xn。将x1、x2……xn的值及K1、K2……Kn的值代入到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)计算得出b1、b2及b3的值。
进一步地，所述对所述冷连轧机进行校准、标定，控制所述冷连轧机空转，并获取所述冷连轧机刚度计算所需的数据包括：调节所述冷连轧机上各机架的工作辊辊径差小于或等于10mm、中间辊的辊径差小于或等于15mm。对所述冷连轧机进行标定，标定完成后控制所述冷连轧机空转，并从所述冷连轧机的控制系统获取工作辊长度L的值。
进一步地，所述判断测量的辊缝值是否有效包括：绘制轧制力P1、P2、P3……Pn的变化曲线及轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值的变化曲线，若两条变化曲线能够拟合，则说明测量的辊缝值有效；若两条变化曲线不能拟合，则说明测量的辊缝值无效。
本发明还提供了一种UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法的处理系统，包括处理器，所述处理器包括：处理模块，用于获取计算所述刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)的参数b1、b2及b3所需要的n个刚度值以及n个工作辊接触长度x。计算模块，用于从所述数据获取模块中获取n个刚度值以及n个工作辊接触长度x，并将n个刚度值以及n个工作辊接触长度x代入到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)中计算得到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)的参数b1、b2及b3的值。
进一步地，所述处理模块包括：第一处理模块，用于对所述冷连轧机进行校准、标定，控制所述冷连轧机空转，并获取所述冷连轧机刚度计算所需的数据。第二处理模块，用于控制所述冷连轧机的中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn进行设置；当中间辊处于X1、X2、X3……Xn中的每个位置时控制所述冷连轧机依次施加一组轧制力P1、P2、P3……Pn并均停止稳定1-5秒；在施加轧制力P1、P2、P3……Pn时分别获取出所述轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后所述第二处理模块共得到n组辊缝值。第三处理模块，用于从所述第二处理模块中获取施加轧制力P1、P2、P3……Pn的值及中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出n组辊缝值；且根据K=ΔP/ΔS计算所述冷连轧机的刚度值，所述K为所述冷连轧机的刚度值，所述ΔP为施加的一组轧制力P1、P2、P3……Pn中轧制力的变化量，所述ΔS为一组轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值中辊缝值的变化量；中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后所述第三处理模块共计算出n个刚度值，分别表示为K1、K2……Kn。第四处理模块，用于从所述第一处理模块中获取所述冷连轧机刚度计算所需的数据，以及从所述第二处理模块中获取中间辊横移量S的停留位置X1、X2、X3……Xn的值；且根据x＝2·(S+ε)及ε＝L-2·Smax计算出工作辊接触长度x的值，所述ε为基准位置；所述Smax为X1、X2、X3……Xn中的最大值；中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值，得到n个工作辊接触长度x的值，分别为表示为x1、x2……xn。
进一步地，还包括：判断模块，用于从所述第一处理模块得到在施加轧制力P1、P2、P3……Pn时所述轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，并分析轧制力P1、P2、P3……Pn的变化曲线及轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值的变化曲线，若两条变化曲线能够拟合，则判定测量的辊缝值有效；若两条变化曲线不能拟合，则判定测量的辊缝值无效。
进一步地，还包括：存储模块，用于存储所述冷连轧机刚度计算所需的数据、中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出的n组辊缝值、中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共计算出的n个刚度值及中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值后得到的n个工作辊接触长度x的值。
本发明提供的UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法及其处理系统，通过构建刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)，能够根据不同的工作辊接触长度x计算出UCMW六辊冷连轧机的刚度，提高了生产中带钢的厚度精度，实现了轧制过程中对带钢厚度的高精度控制和对带钢的板形的精确控制。可通过处理器自动进行刚度计算模型的参数计算，方便快捷。
附图说明
图1为本发明实施例提供的UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法流程图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供了一种UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法，包括：
步骤A：构建刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)，并确定模型中的b1、b2及b3的值；其中，D为支撑辊直径，D0为冷连轧机刚度测定时支撑辊的直径，x为工作辊接触长度，b1、b2及b3分别为模型系数，具体为：
步骤A1：对冷连轧机进行校准、标定，控制所述冷连轧机空转，并获取冷连轧机刚度计算所需的数据，具体为：调节冷连轧机上各机架的工作辊辊径差小于或等于10mm、中间辊的辊径差小于或等于15mm。对冷连轧机进行标定，标定完成后控制冷连轧机空转，并从冷连轧机的控制系统获取工作辊长度L的值。
步骤A2：分别将冷连轧机的中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn进行设置，其中，X1、X2、X3……Xn为中间辊横移量S，是一组距离值。当中间辊处于X1、X2、X3……Xn中的每个值的位置时依次施加一组轧制力P1、P2、P3……Pn（依次按照从大到小的顺序及从小到大的顺序分别施加两次），并在施加每个轧制力时均停止稳定1-5秒（如1秒、3秒或5秒）。本实施例设置的中间辊位置X1、X2、X3……Xn及轧制力P1、P2、P3……Pn的设置如表1所示：
Figure BDA0000408682930000051
Figure BDA0000408682930000061
表1
即n=5，X1=385mm、X2=290mm、X3=190mm、X4=95mm、X5=0mm。在施加如表1所示的轧制力P1、P2、P3……Pn时分别获取轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，并判断测量的辊缝值是否有效，判断方法为：绘制加载轧制力P1、P2、P3……Pn和降低轧制力Pn……P3、P2、P1所对应的辊缝值的变化曲线，若两条变化曲线能够拟合，则说明获取的轧制力和辊缝值有效；若两条变化曲线不能拟合，则说明测量的轧制力和辊缝值无效。中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出n组辊缝值。
步骤A3：根据K=ΔP/ΔS计算所述冷连轧机的刚度值，K为冷连轧机的刚度值，ΔP为施加的一组轧制力P1、P2、P3……Pn中轧制力的变化量；本实施例中，轧机刚度K=（Kup+Kdown）/2，Kup为轧制力P1、P2、P3……Pn按照从小到大的顺序施加时计算得到的轧机刚度，Kdown为轧制力P1、P2、P3……Pn按照从大到小的顺序施加时计算得到的轧机刚度。ΔS为一组轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值中辊缝值的变化量；中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共计算出n个刚度值，分别表示为K1、K2……Kn；
步骤A4：根据x＝2·(S+ε)及ε＝L-2·Smax计算出工作辊接触长度x的值；ε为基准位置，Smax为X1、X2、X3……Xn中的最大值；中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值（本实施例中，S分别取值385mm、290mm、190mm、95mm、0mm），得到n个工作辊接触长度x的值，分别为表示为x1、x2……xn；将x1、x2……xn的值及K1、K2……Kn的值代入到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)计算得出b1、b2及b3的值。在实际应用中，支撑辊直径D与冷连轧机刚度测定时支撑辊的直径D0基本相等，即D-D0近似等于零。
步骤B：根据工作辊接触长度x值及刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)计算冷连轧机的刚度值。
本发明实施例还提供了一种UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法的处理系统，包括处理器，处理器包括：处理模块，用于获取计算所述刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)的参数b1、b2及b3所需要的n个刚度值以及n个工作辊接触长度x。计算模块，用于从所述数据获取模块中获取n个刚度值以及n个工作辊接触长度x，并将n个刚度值以及n个工作辊接触长度x代入到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)中计算得到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)的参数b1、b2及b3的值。判断模块，用于从第一处理模块得到在施加轧制力P1、P2、P3……Pn时轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，并分析轧制力P1、P2、P3……Pn的变化曲线及轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值的变化曲线，若两条变化曲线能够拟合，则判定测量的辊缝值有效；若两条变化曲线不能拟合，则判定测量的辊缝值无效。存储模块，用于存储冷连轧机刚度计算所需的数据、中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出的n组辊缝值、中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共计算出的n个刚度值及中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值后得到的n个工作辊接触长度x的值。下面进一步地对处理器的软件单元进行说明：处理模块包括：第一处理模块，用于对冷连轧机进行校准、标定，控制冷连轧机空转，并获取冷连轧机刚度计算所需的数据。第二处理模块，用于控制冷连轧机的中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn进行设置；当中间辊处于X1、X2、X3……Xn中的每个位置时控制冷连轧机依次施加一组轧制力P1、P2、P3……Pn并均停止稳定1-5秒；在施加轧制力P1、P2、P3……Pn时分别获取出轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后第二处理模块共得到n组辊缝值。第三处理模块，用于从第二处理模块中获取施加轧制力P1、P2、P3……Pn的值及中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出n组辊缝值；且根据K=ΔP/ΔS计算冷连轧机的刚度值，K为所述冷连轧机的刚度值，ΔP为施加的一组轧制力P1、P2、P3……Pn中轧制力的变化量，ΔS为一组轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值中辊缝值的变化量；中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后第三处理模块共计算出n个刚度值，分别表示为K1、K2……Kn。第四处理模块，用于从第一处理模块中获取冷连轧机刚度计算所需的数据，以及从第二处理模块中获取中间辊横移量S的停留位置X1、X2、X3……Xn的值；且根据x＝2·(S+ε)及ε＝L-2·Smax计算出工作辊接触长度x的值，ε为基准位置；Smax为X1、X2、X3……Xn中的最大值；中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值，得到n个工作辊接触长度x的值，分别为表示为x1、x2……xn。
本发明实施例具有以下有益效果：
1、通过构建刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)，能够根据不同的工作辊接触长度x计算出UCMW六辊冷连轧机的刚度，提高了生产中带钢的厚度精度，实现了轧制过程中对带钢厚度的高精度控制和对带钢的板形的精确控制。
2、计算方法简单，可通过处理器自动进行刚度计算模型的参数计算，便于在工业生产中广泛应用。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种UCMW六辊冷连轧机的刚度计算方法，其特征在于，包括：
构建刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)，并确定模型中的b1、b2及b3的值；所述D为支撑辊直径，所述D0为冷连轧机刚度测定时支撑辊的直径，所述x为工作辊接触长度，所述b1、b2及b3分别为模型系数
根据工作辊接触长度x的值及所述刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)计算所述冷连轧机的刚度值。
2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述构建刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)，并确定模型中的b1、b2及b3的值包括：
对所述冷连轧机进行校准、标定，控制所述冷连轧机空转，并获取所述冷连轧机刚度计算所需的数据；
分别将所述冷连轧机的中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn进行设置，当中间辊处于X1、X2、X3……Xn中的每个位置时依次施加一组轧制力P1、P2、P3……Pn并均停止稳定1-5秒；
在施加轧制力P1、P2、P3……Pn时分别获取所述轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，并判断测量的辊缝值是否有效，中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出n组辊缝值；
根据K=ΔP/ΔS计算所述冷连轧机的刚度值，所述K为所述冷连轧机的刚度值，所述ΔP为施加的一组轧制力P1、P2、P3……Pn中轧制力的变化量，所述ΔS为一组轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值中辊缝值的变化量；中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共计算出n个刚度值，分别表示为K1、K2……Kn；
根据x＝2·(S+ε)及ε＝L-2·Smax计算出工作辊接触长度x的值；所述ε为基准位置，所述Smax为0、X2、X3……Xn中的最大值；中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值，得到n个工作辊接触长度x的值，分别为表示为x1、x2……xn；
将x1、x2……xn的值及K1、K2……Kn的值代入到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)计算得出b1、b2及b3的值。
3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述对所述冷连轧机进行校准、标定，控制所述冷连轧机空转，并获取所述冷连轧机刚度计算所需的数据包括：
调节所述冷连轧机上各机架的工作辊辊径差小于或等于10mm、中间辊的辊径差小于或等于15mm；
对所述冷连轧机进行标定，标定完成后控制所述冷连轧机空转，并从所述冷连轧机的控制系统获取工作辊长度L的值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断测量的辊缝值是否有效包括：
绘制轧制力P1、P2、P3……Pn的变化曲线及轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值的变化曲线，若两条变化曲线能够拟合，则说明测量的辊缝值有效；若两条变化曲线不能拟合，则说明测量的辊缝值无效。
5.一种权利要求4所述方法的处理系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器包括：
处理模块，用于获取计算所述刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)的参数b1、b2及b3所需要的n个刚度值以及n个工作辊接触长度x；
计算模块，用于从所述数据获取模块中获取n个刚度值以及n个工作辊接触长度x，并将n个刚度值以及n个工作辊接触长度x代入到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)中计算得到刚度计算模型K＝b1·log(x)-b2+b3·(D-D0)的参数b1、b2及b3的值。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理模块包括：
第一处理模块，用于对所述冷连轧机进行校准、标定，控制所述冷连轧机空转，并获取所述冷连轧机刚度计算所需的数据；
第二处理模块，用于控制所述冷连轧机的中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn进行设置；当中间辊处于X1、X2、X3……Xn中的每个位置时控制所述冷连轧机依次施加一组轧制力P1、P2、P3……Pn并均停止稳定1-5秒；在施加轧制力P1、P2、P3……Pn时分别获取出所述轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后所述第二处理模块共得到n组辊缝值；
第三处理模块，用于从所述第二处理模块中获取施加轧制力P1、P2、P3……Pn的值及中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出n组辊缝值；且根据K=ΔP/ΔS计算所述冷连轧机的刚度值，所述K为所述冷连轧机的刚度值，所述ΔP为施加的一组轧制力P1、P2、P3……Pn中轧制力的变化量，所述ΔS为一组轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值中辊缝值的变化量；中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后所述第三处理模块共计算出n个刚度值，分别表示为K1、K2……Kn；
第四处理模块，用于从所述第一处理模块中获取所述冷连轧机刚度计算所需的数据，以及从所述第二处理模块中获取中间辊横移量S的停留位置X1、X2、X3……Xn的值；且根据x＝2·(S+ε)及ε＝L-2·Smax计算出工作辊接触长度x的值，所述ε为基准位置；所述Smax为X1、X2、X3……Xn中的最大值；中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值，得到n个工作辊接触长度x的值，分别为表示为x1、x2……xn。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：
判断模块，用于从所述第一处理模块得到在施加轧制力P1、P2、P3……Pn时所述轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值，并分析轧制力P1、P2、P3……Pn的变化曲线及轧制力P1、P2、P3……Pn所对应的一组辊缝值的变化曲线，若两条变化曲线能够拟合，则判定测量的辊缝值有效；若两条变化曲线不能拟合，则判定测量的辊缝值无效。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：
存储模块，用于存储所述冷连轧机刚度计算所需的数据、中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共测量出的n组辊缝值、中间辊横移量S依次按X1、X2、X3……Xn设置完毕后共计算出的n个刚度值及中间辊横移量S分别按X1、X2、X3……Xn进行取值后得到的n个工作辊接触长度x的值。
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