CN104741390A - 一种基于φ函数的连轧机压下规程设定方法 - Google Patents

Abstract

一种基于函数的连轧机压下规程设定方法，属于板带热连轧技术领域，其特征在于实施步骤对应生产中的两种情况：第一种情况，现有压下规程较为合理，其实施步骤如下：（1）按钢种收集压下规程；（2）计算累积能耗负荷分配系数，建立典型规格的Φ函数库：（3）根据Φ函数库进行各道次压下量分配，完成压下规程的制定；（4）如果产品规格不在Φ函数库中，可通过插值法计算Φ函数值。第二种情况，现有压下规程并不完全合理，其实施步骤如下：（1）选择一种较为合理的规程作为典型规程，并根据该典型规程计算各道次的Φ函数值作为标准Φ函数；（2）对其它规格的产品可根据步骤（1）确定的标准Φ函数完成压下规程的制定。

Description

一种基于Φ函数的连轧机压下规程设定方法

技术领域

本发明属于板带热连轧技术领域，具体涉及一种基于Φ函数的连轧机压下规程的设定方法。

背景技术

连轧机各机架压下量的分配即负荷分配是轧制规程设定的核心内容。由于各机架的压下量分配会直接影响到轧机出入口的厚度、轧制力、轧制功率等参数，所以连轧机轧制过程中的负荷分配也可以用各机架压下量的分配即压下规程来表示。负荷分配的合理与否不仅可以通过能耗、设备损耗、生产效率等因素体现，也会影响到产品的组织性能和外观质量。因此，科学实用的压下规程设定方法一直是轧钢工作者不断追求的目标。

目前，我国钢铁企业热连轧机压下规程的设定主要采用分配系数法。鞍钢1700、宝钢2050、武钢1700和攀钢1450等热连轧生产线均采用分配系数法。虽然分配系数法应用较广，但由于分配系数法存在迭代的过程，计算复杂、使用效率低。

日本学者今井一郎对在压下规程设定中应用比较广泛的能耗曲线法进行了改进，提出了一种新的能耗曲线法。应用此模型可以根据各机架的能耗分配系数计算各道次压下量为：

$h_i=\frac{\mathrm{Hh}}{{[h^m+{\mathrm{\Φ}}_i(H^m-h_m)]}^{\frac{1}{m}}}---\left(1\right)$

式中H为原料厚度，mm；h为成品厚度，mm；Φ_i为第i机架的累积能耗负荷分配系数，m为今井一郎根据生产经验归纳整理的系数，

$m=0.31+\frac{0.21}{h}---\left(2\right)$

由于今井一郎公式中的累积能耗分配系数Φ_i的确定涉及各道次能耗的测量，而能耗的精确测量并不容易，所以在实际生产中并不方便使用。张进之在对今井一郎能耗曲线分配法进行深入研究后，从公式(1)中反推出参数Φ_i的计算公式为：

${\mathrm{\Φ}}_i=\frac{{\left(\frac{\mathrm{Hh}}{h_i}\right)}^m-h^m}{H^m-h^m}---\left(3\right)$

生产中各道次压下量h_i的测量很方便，而且公式(3)的计算不需要迭代过程，这就大大简化了现有的负荷分配模型，目前此方法已成功应用到板带热连轧生产中。

发明内容

本发明提供一种基于Φ函数负荷分配法的连轧机压下规程设定方法，可以实现降低生产成本、提高产品质量的目的。

本发明的特征在于其实施步骤对应实际生产中的两种情况分别为：

第一种情况，现有产品的压下规程较为合理，此时实施步骤如下：

(1)对产品按钢种进行分类，收集该钢种的压下规程，即来料厚度H、各道次出口厚度h_i及成品厚度h；

(2)根据下式计算不同压下规程下各道次的累积能耗负荷分配系数Φ_i，建立该钢种典型规格的Φ函数库：

${\mathrm{\Φ}}_i=\frac{{\left(\frac{\mathrm{Hh}}{h_i}\right)}^m-h^m}{H^m-h^m}---\left(3\right)$

式中H为原料厚度，mm；h为成品厚度，mm；h_i为第i机架压下量，其计算式为：

$h_i=\frac{\mathrm{Hh}}{{[h^m+{\mathrm{\Φ}}_i(H^m-h_m)]}^{\frac{1}{m}}}---\left(1\right)$

m为今井一郎根据生产经验归纳整理的系数，其值为：

$m=0.31+\frac{0.21}{h}---\left(2\right)$

(3)根据Φ函数库及公式(1)、公式(2)便可以进行不同规格原料对应的各道次压下量分配，完成压下规程的制定；

(4)如果所要生产的产品规格不在Φ函数库中，可以根据相邻Φ函数值通过插值法计算出该规格产品的Φ函数值。

第二种情况，现有产品的压下规程并不完全合理，其实施步骤如下：

(1)对同一钢种不同规格产品的现有压下规程进行分析，根据最终板形板厚的质量情况选择一种较为合理的规程作为典型规程，并根据该典型规程各道次的压下量计算各道次的Φ函数值作为标准Φ函数；

(2)在同一钢种下，对其它规格的产品可根据其原料厚度、成品厚度以及步骤(1)中确定的标准Φ函数，计算出各道次出口厚度，完成压下规程的制定。

本发明的优点及效果是：采用Φ函数负荷分配法设定连轧机的压下规程，不需要复杂的计算模型，具有使用成本低，产品质量好的特点。

具体实施方式

为了阐述本发明专利的具体实施方法，以国内某厂八机架带钢热连轧机为例，介绍应用本方法完成压下规程设定的具体实施步骤。

第一种情况，现有产品的压下规程较为合理，实施步骤如下：

(1)对该八机架带钢热连轧机现有产品按钢种进行分类，收集该钢种不同规格产品的原始压下规程，即来料厚度H、各道次出口厚度h_i及成品厚度h；

(2)根据公式(3)计算不同压下规程下各道次Φ函数值Φ_i，建立该钢种典型规格的Φ函数库；

表1为根据该八机架连轧机原始数据计算得到的某一钢种三种不同规格产品的Φ函数值：

表1

(3)根据公式(1)计算各道次出口厚度；

例如，要设定同钢种原料厚度38mm、成品厚度1.0mm的压下规程，由公式(2)可得

$m=0.31+\frac{0.21}{1.0}=0.52$

由表1查到成品厚度为1.0mm时，Φ₁＝0.088，Φ₂＝0.183，Φ₃＝0.306，Φ₄＝0.424，Φ₅＝0.577，Φ₆＝0.735，Φ₇＝0.882，Φ₈＝1.000，则由公式(1)可以计算出各道次出口厚度分别为：h₁＝17.53mm，h₂＝9.74mm，h₃＝5.54mm，h₄＝3.64mm，h₅＝2.35mm，h₆＝1.63mm，h₇＝1.23mm，h₈＝1.00mm，由此便可以设定新的压下规程，表2为基于Φ函数法确定的压下规程：

表2

机架号	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7	F8
									出口厚度hi/mm	17.53	9.74	5.54	3.64	2.35	1.63	1.23	1.00
压下量Δh/mm	20.47	7.79	4.20	1.90	1.29	0.72	0.40	0.23
									Фi	0.088	0.183	0.306	0.424	0.577	0.735	0.882	1.000

(4)若所要生产的产品规格不在Φ函数库中，可以采用线性插值的方法确定Φ函数值。例如，要设定同钢种原料厚度38mm、成品厚度1.2mm的压下规程，则可根据成品厚度1.0mm与1.3mm时各道次的Φ函数，通过插值计算得到成品厚度1.2mm时各道次的Φ函数值分别为Φ₁＝0.105，Φ₂＝0.218，Φ₃＝0.343，Φ₄＝0.473，Φ₅＝0.611，Φ₆＝0.757，Φ₇＝0.888，Φ₈＝1.000。由公式(2)得到

$m=0.31+\frac{0.21}{1.2}=0.485$

再由各道次Φ函数值及公式(1)便可得到新的压下规程，表3为成品厚度1.2mm时的压下规程：

表3

机架号	F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7	F8
									出口厚度hi/mm	17.51	9.62	5.79	3.80	2.63	1.89	1.46	1.20
压下量Δh/mm	20.49	7.89	3.83	1.99	1.17	0.74	0.43	0.23
									Фi	0.105	0.218	0.343	0.473	0.611	0.757	0.888	1.000

第二种情况，现有产品的压下规程并不完全合理，实施步骤如下：

(1)例如，在表1三种规格的产品种选择板形板厚质量较好的成品厚度为1.3mm的压下规程作为典型规程，并将其对应的Φ函数值作为标准Φ函数值；

(2)轧制的成品厚度分别为1.0mm、1.5mm时，可根据成品厚度1.3mm的标准Φ函数值制定压下规程。如原料厚度为38mm，根据公式(2)，成品厚度为1.0mm时

$m_1=0.31+\frac{0.21}{1.0}=0.52$

成品厚度为1.5mm时

$m_3=0.31+\frac{0.21}{1.5}=0.45$

再根据公式(1)计算得到各机架出口厚度，设定新的压下规程，表4为基于标准Φ函数值设定的相邻规格产品的压下规程。

表4

由上述实施步骤及实例可知，基于Φ函数负荷分配法设定压下规程极为方便，目前该方法已成功应用于热连轧板带生产线。

Claims (1)

1.一种基于Φ函数的连轧机压下规程设定方法，其特征在于实施步骤对应实际生产中的两种情况分别为：

第一种情况，现有产品的压下规程较为合理，此时实施步骤如下：

(1)对产品按钢种进行分类，收集该钢种的压下规程，即来料厚度H、各道次出口厚度h_i及成品厚度h；

(2)根据下式计算不同压下规程下各道次的累积能耗负荷分配系数Φ_i，建立该钢种典型规格的Φ函数库：

${\mathrm{\Φ}}_i=\frac{{\left(\frac{\mathrm{Hh}}{h_i}\right)}^m-h^m}{H^m-h^m}---\left(3\right)$

式中H为原料厚度，mm；h为成品厚度，mm；h_i为第i机架压下量，其计算式为：

$h_i=\frac{\mathrm{Hh}}{{[h^m+{\mathrm{\Φ}}_i(H^m-h^m)]}^{\frac{1}{m}}}---\left(1\right)$

m为今井一郎根据生产经验归纳整理的系数，其值为：

$m=0.31+\frac{0.21}{h}---\left(2\right)$

(3)根据Φ函数库及公式(1)、公式(2)便可以进行不同规格原料对应的各道次压下量分配，完成压下规程的制定；

(4)如果所要生产的产品规格不在Φ函数库中，可以根据相邻Φ函数值通过插值法计算出该规格产品的Φ函数值；

第二种情况，现有产品的压下规程并不完全合理，其实施步骤如下：

(1)对同一钢种不同规格产品的现有压下规程进行分析，根据最终板形板厚的质量情况选择一种较为合理的规程作为典型规程，并根据该典型规程各道次的压下量计算各道次的Φ函数值作为标准Φ函数；

(2)在同一钢种下，对其它规格的产品可根据其原料厚度、成品厚度以及步骤(1)中确定的标准Φ函数，计算出各道次出口厚度，完成压下规程的制定。