CN105701326A - 一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法 - Google Patents
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- CN105701326A CN105701326A CN201410695817.5A CN201410695817A CN105701326A CN 105701326 A CN105701326 A CN 105701326A CN 201410695817 A CN201410695817 A CN 201410695817A CN 105701326 A CN105701326 A CN 105701326A
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Abstract
本发明涉及一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）数学模型的输入和输出参数；2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过程；3）卷取计算结构模型；4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；5）、卷取机侧导板压力的数学模型。该技术方案通过热轧卷取机侧导板最佳控制压力计算数学模型发明技术的实施，在卷取设备参数一定的情况下，准确地计算出了轧制不同钢种、规格带钢时，卷取侧导板所需的最佳控制压力，从而有效地解决了原来卷形质量中存在的塔形、错层、出边等质量缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种模型建立方法，尤其是涉及一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，属于热轧卷取侧导板控制技术领域。
背景技术
卷取机是热轧钢板生产中重要的设备，负责把钢板卷成钢卷，便于运输和销售。卷取钢板的质量直接影响实际使用，产品的成品率，以及生产厂家的销售量和企业形象，所以各大钢铁企业都对卷取机如何提高卷取质量进行了大量的研究。
带钢尾部离开精轧机末端机架后，精轧末端机架与卷取机之间建立的稳定张力消失，带钢尾部在层流辊道上极易产生左右摆动，而此时层流辊道、夹送辊提供的带钢后张力又不足，从而造成卷形尾部容易形成塔形、错层、出边等质量缺陷。为了解决这一问题，国内大部分钢厂、例如首钢、攀钢、太钢、梅钢等都通过对卷取侧导板进行压力控制来改善，但是，目前这些钢厂仅仅借鉴国外经验和自身生产经验，对侧导板压力进行经验性的估算，导致侧导板的控制压力值或大、或小，对卷形尾部形成塔形、错层、出边等质量缺陷不能得到有效解决，并且也带来了另一种豁边缺陷。所以，如果能够从侧导板的压力控制对带钢产生的运动作用机理上进行分析，掌握不同的侧导板压力对带钢造成的位移变化情况，就可以在侧导板的控制中采用最佳的压力值，从根本上解决上述存在卷形的质量缺陷问题。因此，建立以热轧产品参数、卷取设备参数为要素的卷取侧导板最佳控制压力计算模型就十分必要。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，根据热轧产品参数、卷取设备参数，准确计算侧导板所需的最佳控制压力，供卷形控制使用，以带钢尾部离开精轧机到卷取结束整个过程为研究对象，利用三维弹塑性板壳理论和板壳失稳理论，建立热轧产品参数、卷取设备参数为要素的卷取机侧导板最佳控制压力计算数学模型，解决卷形质量中存在的塔形、错层、出边等质量缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）数学模型的输入和输出参数；2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过程；3）卷取计算结构模型；4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；5）、卷取机侧导板压力的数学模型。
作为本发明的一种改进，所述步骤1中，1）数学模型的输入和输出参数具体如下，
模型的输入参数：
热轧产品：
11）钢种；
12）常温屈服强度、常温弹性模量；
13）卷取带钢温度；
14）板宽、板厚；
卷取设备参数：
15）卷取速度；
16）夹送辊平行度，垂直度；
17）卷筒平行度，垂直度；
18）侧挡板接触带钢长度。
模型的输出参数：
侧导板最佳控制压力。
作为本发明的一种改进，所述步骤2中，2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过
程具体如下，21）热轧产品参数输入带钢温度，常温屈服强度，常温弹性模量带钢板宽，带钢板厚；22）卷取设备参数输入，卷速，侧挡板有效接触长度，夹送辊平行度和垂直度，卷筒平行度和垂直度；23）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；24）热轧卷取机侧导板压力控制数学模型。
作为本发明的一种改进，所述步骤4中，4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；具体操作如下，
4.1带钢横向偏移量数学公式，
在侧导板压力P作用下，卷取过程带钢的横向偏移量数学模型为
（1）
在公式（1）中：
U-卷取过程带钢的横向偏移量，单位m；
W-带钢宽度，单位m；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
WtL-侧导板有效接触区带钢体积，单位m3；
e-弹塑性应变，单位为应变；
F-板侧向弯曲变形项，单位m-4;
Y u-横向偏移系数，无量纲；
4.2弹塑性应变，
弹塑性应变e包括两部分：弹性压缩应变e e 和塑性压缩应变e p
（2）
在公式（2）中：
e-弹塑性应变，单位为应变；
e e -弹性压缩应变，单位为应变；
e p -塑性弯曲应变，单位为应变；
弹性压缩应变e e 为
（3）
在公式（3）中：
e e -弹性压缩应变，单位为应变；
P-侧导板推力，单位N；
E-带钢高温弹性模量，单位N/m2；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
塑性压缩应变e p 为
（4）
在公式（4）中：
e p -塑性压缩应变，单位为应变；
P-侧导板推力，单位N；
s s -带钢高温屈服强度，单位Pa；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m;
Y p -塑性临界失稳应变值，单位为应变；
4.3塑性临界失稳应变Yp，
塑性临界失稳应变与夹送辊的平行度和垂直度有关，也与卷筒的平行度和垂直度有关，夹送辊和卷筒的平行度越大，越容易发生塑性失稳，带钢横向偏移量越大；
（5）
在公式（5）中：
Y p -塑性临界失稳应变值，单位为应变；
Y p0-理想工况塑性临界失稳应变值，单位为应变；
Y D -实际工况修正系数，单位为应变；
k 1-夹送辊平行度，单位m/m；
k 2-夹送辊垂直度，单位m/m；
k 3-卷筒平行度，单位m/m；
k 4-卷筒垂直度，单位m/m；
D 1-夹送辊平行度修正系数，无量纲；
D 2-夹送辊垂直度修正系数，无量纲；
D 3-卷筒平行度修正系数，无量纲；
D 4-卷筒垂直度修正系数，无量纲；
4.4横向偏移系数Yu，
横向偏移系数Y u与卷取速度相关
（6）
在公式（6）中：
Y U -横向偏移系数，无量纲；
Y U0-横向偏移基准系数，无量纲；
V-卷取线速度，单位m/s；
V 0-卷取基准线速度，单位m/s；
n-速度影响指数，无量纲；
f-正负号系数，无量纲，V≥V0，f=1；V<V0，f=-1；
4.5带钢侧向弯曲变形项F，
带钢侧向弯曲变形项包括板型项和侧导板推力影响项两部分：
（7）
在公式（7）中：
F-板侧向弯曲变形项，单位m-4；
m-板型系数，无量纲；
W-带钢宽度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
P-侧导板推力，单位N；
D W -带钢抗弯刚度，单位Nm；
带钢抗弯刚度D W 的计算公式为
（8）
在公式（8）中：
D W -带钢抗弯刚度，单位Nm；
E-带钢高温弹性模量，单位Pa；
t-带钢厚度，单位m；
μ-带钢泊松比，无量纲。
4.6高温弹性模量E，
带钢高温弹性模量与温度相关，为
（9）
在公式（9）中：
E-带钢高温弹性模量，单位Pa；
E 0-带钢常温弹性模量，单位Pa；
T-带钢卷取温度，单位oC；
b 0-带钢高温弹性模量基准系数，无量纲；
b 1-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-1；
b 2-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-2；
b 3-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-3；
4.7高温屈服强度s s ，
带钢高温屈服强度与温度相关，为
（10）
在公式（10）中：
s s -带钢高温屈服强度，单位Pa；
s 0-带钢常温屈服强度，单位Pa；
T-带钢卷取温度，单位oC；
a 0-带钢高温屈服强度基准系数，无量纲；
a 1-带钢高温屈服强度系数，单位(oC)-1；
a 2-带钢高温屈服强度系数，单位(oC)-2。
作为本发明的一种改进，所述步骤5中，5）卷取机侧导板压力的数学模型，具体步骤如下，由卷取过程带钢横向偏移量数学模型，计算出横向偏移量U随侧导板压力P曲线，侧导板控制压力P control为
（11）
在公式（11）中：
P control-侧导板控制压力；
P-对应不同横向偏移量的侧导板压力；
U min -最小横向偏移量。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：该技术方案开发了一种热轧卷取机侧导板最佳控制压力计算数学模型，根据热轧产品参数、卷取设备参数，准确计算侧导板所需的最佳控制压力，供卷形控制使用，解决了热轧企业对侧导板控制压力只能进行经验性的估算，侧导板的控制压力值存在或大、或小的问题，提高了工作效率和确保了侧压板控制压力的精度；
通过热轧卷取机侧导板最佳控制压力计算数学模型发明技术的实施，在卷取设备参数一定的情况下，准确地计算出了轧制不同钢种、规格带钢时，卷取侧导板所需的最佳控制压力，从而有效地解决了原来卷形质量中存在的塔形、错层、出边等质量缺陷。
附图说明
图1是卷曲计算结构模型；
图2夹送辊平行度和垂直度
图3卷筒平行度和垂直度；
图4为实施例1U-P曲线；
图5为实施例2U-P曲线；
图中：1-带钢，2-侧导板，3-上夹送辊，4-上挡板，5-助卷辊，6-卷筒，7-下挡板，8-下夹送辊，9-侧挡板，L-侧导板有效接触长度，W-热轧带钢板宽，V-卷取线速度，x-轧制和卷取方向，y-热轧带钢宽度方向，z-高度方向。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
实施例1：一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，所述方法包括以下步骤：1）数学模型的输入和输出参数；2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过程；3）卷取计算结构模型；4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；5）、卷取机侧导板压力的数学模型。
所述步骤1中，1）数学模型的输入和输出参数具体如下，
模型的输入参数：
热轧产品：
11）钢种；
12）常温屈服强度、常温弹性模量；
13）卷取带钢温度；
14）板宽、板厚；
卷取设备参数：
15）卷取速度；
16）夹送辊平行度，垂直度；
17）卷筒平行度，垂直度；
18）侧挡板接触带钢长度。
模型的输出参数：
侧导板最佳控制压力；
所述步骤2中，2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过程具体如下，21）热轧产品参数输入带钢温度，常温屈服强度，常温弹性模量带钢板宽，带钢板厚；22）卷取设备参数输入，卷速，侧挡板有效接触长度，夹送辊平行度和垂直度，卷筒平行度和垂直度；23）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；24）热轧卷取机侧导板压力控制数学模型；
所述步骤3中，3）卷取计算结构模型；具体过程如下，热轧带钢在卷取过程中高速运动，整个卷取过程的机构动作复杂，通过正确认知带钢卷取过程运动机理，准确计算带钢的动态位移，所建立的结构模型应符合实际卷取状况。通过整个卷取过程的研究分析，对结构进行简化，仅仅考虑对卷取过程有较大影响的结构部件，得到合理的结构模型，不仅让分析模型符合实际生产情况，又可以减少生成数学模型的计算时间，提高计算效率。因此，图1选择的结构模型部件包括：带钢，输出辊道，侧导板，夹送辊，上下挡板和侧挡板，卷筒和助卷辊。图2和图3为夹送辊和卷筒平行度和垂直度的定义。
作为本发明的一种改进，所述步骤4中，4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；具体操作如下，
4.1带钢横向偏移量数学公式，
在侧导板压力P作用下，卷取过程带钢的横向偏移量数学模型为
（1）
在公式（1）中：
U-卷取过程带钢的横向偏移量，单位m；
W-带钢宽度，单位m；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
WtL-侧导板有效接触区带钢体积，单位m3；
e-弹塑性应变，单位为应变；
F-板侧向弯曲变形项，单位m-4;
Y u-横向偏移系数，无量纲；
4.2弹塑性应变，
弹塑性应变e包括两部分：弹性压缩应变e e 和塑性压缩应变e p
（2）
在公式（2）中：
e-弹塑性应变，单位为应变；
e e -弹性压缩应变，单位为应变；
e p -塑性弯曲应变，单位为应变。
弹性压缩应变e e 为
（3）
在公式（3）中：
e e -弹性压缩应变，单位为应变；
P-侧导板推力，单位N；
E-带钢高温弹性模量，单位N/m2；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
塑性压缩应变e p 为
（4）
在公式（4）中：
e p -塑性压缩应变，单位为应变；
P-侧导板推力，单位N；
s s -带钢高温屈服强度，单位Pa；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m;
Y p -塑性临界失稳应变值，单位为应变；
4.3塑性临界失稳应变Yp，
塑性临界失稳应变与夹送辊的平行度和垂直度有关，也与卷筒的平行度和垂直度有关，夹送辊和卷筒的平行度越大，越容易发生塑性失稳，带钢横向偏移量越大；
（5）
在公式（5）中：
Y p -塑性临界失稳应变值，单位为应变；
Y p0-理想工况塑性临界失稳应变值，单位为应变；
Y D -实际工况修正系数，单位为应变；
k 1-夹送辊平行度，单位m/m；
k 2-夹送辊垂直度，单位m/m；
k 3-卷筒平行度，单位m/m；
k 4-卷筒垂直度，单位m/m；
D 1-夹送辊平行度修正系数，无量纲；
D 2-夹送辊垂直度修正系数，无量纲；
D 3-卷筒平行度修正系数，无量纲；
D 4-卷筒垂直度修正系数，无量纲；
4.4横向偏移系数Yu，
横向偏移系数Y u与卷取速度相关
（6）
在公式（6）中：
Y U -横向偏移系数，无量纲；
Y U0-横向偏移基准系数，无量纲；
V-卷取线速度，单位m/s；
V 0-卷取基准线速度，单位m/s；
n-速度影响指数，无量纲；
f-正负号系数，无量纲，V≥V0，f=1；V<V0，f=-1；
4.5带钢侧向弯曲变形项F，
带钢侧向弯曲变形项包括板型项和侧导板推力影响项两部分：
（7）
在公式（7）中：
F-板侧向弯曲变形项，单位m-4；
m-板型系数，无量纲；
W-带钢宽度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
P-侧导板推力，单位N；
D W -带钢抗弯刚度，单位Nm；
带钢抗弯刚度D W 的计算公式为
（8）
在公式（8）中：
D W -带钢抗弯刚度，单位Nm；
E-带钢高温弹性模量，单位Pa；
t-带钢厚度，单位m；
μ-带钢泊松比，无量纲。
4.6高温弹性模量E，
带钢高温弹性模量与温度相关，为
（9）
在公式（9）中：
E-带钢高温弹性模量，单位Pa；
E 0-带钢常温弹性模量，单位Pa；
T-带钢卷取温度，单位oC；
b 0-带钢高温弹性模量基准系数，无量纲；
b 1-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-1；
b 2-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-2；
b 3-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-3；
4.7高温屈服强度s s ，
带钢高温屈服强度与温度相关，为
（10）
在公式（10）中：
s s -带钢高温屈服强度，单位Pa；
s 0-带钢常温屈服强度，单位Pa；
T-带钢卷取温度，单位oC；
a 0-带钢高温屈服强度基准系数，无量纲；
a 1-带钢高温屈服强度系数，单位(oC)-1；
a 2-带钢高温屈服强度系数，单位(oC)-2。
作为本发明的一种改进，所述步骤5中，5）卷取机侧导板压力的数学模型，具体步骤如下，由卷取过程带钢横向偏移量数学模型，计算出横向偏移量U随侧导板压力P曲线，侧导板控制压力P control为
（11）
在公式（11）中：
P control-侧导板控制压力；
P-对应不同横向偏移量的侧导板压力；
U min -最小横向偏移量。
应用实施例1：
应用实例1的结构、材料和工艺参数
(1)在带钢高温屈服强度s s的计算中，a 0=2.93，a 1=-6.3×10-3(oC)-1，a 2=3.53×10-6(oC)-2，T=540oC，s 0=300×106Pa，按公式（10）计算得到
s s=300×106×(2.93-6.3×10-3×540+3.53×10-6×5402)=167.2044×106Pa
(2)在带钢高温弹性模量E的计算中，b 0=1.5397，b 1=-6.0468×10-3(oC)-1，b 2=9.47619×10-6(oC)-2，b 3=-5.0088×10-9(oC)-3，T=540oC，E 0=210×109Pa，按公式（9）计算得到
E=210×109×(1.5397-6.0468×10-3×540+9.4762×10-6×5402-5.0088×10-9×5403)
=52.286×109Pa
(3)在塑性临界失稳应变值Y p 计算中，Y p0 =0.01，k 1=0.0001m/m，k 2=0m/m，k 3=0m/m，k 4=0m/m，D 1=1.0，D 2=0.3，D 3=0.5，D 4=0.2，Y D =17.0，按照公式（5）计算得到
Y p =0.01-17.0×(1.0×0.0001+0.3×0+0.5×0+0.2×0)=0.0083
(4)在横向偏移系数Y U 计算中，Y U0=84.8，f=1，V 0=11.5m/s，V=12m/s，n=0.85，按照公式（6）计算得到
Y U =84.8+1×|12.0/11.5-1|0.85=84.86
(5)在弹性压缩应变e e 计算中，E=52.286×109Pa，t=0.002m，L=5.51m，按照公式（3）计算得到
e e =P/(52.286×109×0.002×5.51)=1.73553×10-9 P
(6)在塑性压缩应变e p 计算中，s s=167.2044×106Pa，t=0.002m，L=5.51m,Y p =0.0083，按照公式（4）计算得到
e p =(2P/(167.2044×106×0.002×5.51)-0.0083)2=(1.085427×10-6 P-0.0083)2
(7)在弹塑性应变e计算中，弹性压缩应变e e =1.73553×10-9 P，塑性压缩应变e p =(1.085427×10-6 P-0.0083)2，按照公式（2）计算得到
e=e e +e p =1.73553×10-9 P+(1.085427×10-6 P-0.0083)2
(8)在带钢抗弯刚度D W 计算中，E=52.286×109Pa，t=0.002m，μ=0.3，按照公式（8）计算得到
D W =52.286×109×0.0023/12/(1-0.32)=38.30476Nm
(9)在板侧向弯曲变形项F计算中，m=32，W=1.1m，L=5.51m，D W =38.30476Nm，按照公式（7）计算得到
F=32×(1/1.12 +1/5.512)2-P/(3.142×1.12×5.51×38.30476)=23.6333-3.971467×10-4 Pm-4
(10)在卷取过程带钢的横向偏移量U计算中，Y U =84.86，W=1.1m，t=0.002m，L=5.51m,e=1.73553×10-9 P+(1.085427×10-6 P-0.0083)2，F=23.6333-3.971467×10-4 P，按照公式（1）计算得到
U=84.86×3.142/(4×1.1×0.002×5.51)×(1.73553×10-9 P+(1.085427×10-6 P-0.0083)2)/(23.6333-3.971467×10-4 P)
U=1.725552×104×(1.73553×10-9 P+(1.085427×10-6 P-0.0083)2)/(23.6333-3.971467×10-4 P)
计算得到的U-P曲线见图4；
(11)在侧导板控制压力P control计算中，按照公式（11）在计算得到U-P曲线（图4）找到最小横向偏移量U min =0.01047m，对应于U min =0.01047m得到
P control=7040N。
应用实施例2：
(1)在带钢高温屈服强度s s的计算中，a 0=2.93，a 1=-6.3×10-3(oC)-1，a 2=3.53×10-6(oC)-2，T=540oC，s 0=300×106Pa，按公式（10）计算得到
s s=300×106×(2.93-6.3×10-3×540+3.53×10-6×5402)=167.2044×106Pa
(2)在带钢高温弹性模量E的计算中，b 0=1.5397，b 1=-6.0468×10-3(oC)-1，b 2=9.47619×10-6(oC)-2，b 3=-5.0088×10-9(oC)-3，T=540oC，E 0=210×109Pa，按公式（9）计算得到
E=210×109×(1.5397-6.0468×10-3×540+9.4762×10-6×5402-5.0088×10-9×5403)=52.286×109Pa
(3)在塑性临界失稳应变值Y p 计算中，Y p0 =0.01，k 1=0.0001m/m，k 2=0.0001m/m，k 3=0m/m，k 4=0.0001m/m，D 1=1.0，D 2=0.3，D 3=0.5，D 4=0.2，Y D =17.0，按照公式（5）计算得到
Y p =0.01-17.0×(1.0×0.0001+0.3×0.0001+0.5×0+0.2×0.0001)=0.00745
(4)在横向偏移系数Y U 计算中，Y U0=84.8，f=-1，V 0=11.5m/s，V=11m/s，n=0.85，按照公式（6）计算得到
Y U =84.8-1×|11.0/11.5-1|0.85=84.73
(5)在弹性压缩应变e e 计算中，E=52.286×109Pa，t=0.003m，L=5.51m，按照公式（3）计算得到
e e =P/(52.286×109×0.003×5.51)=1.15702×10-9 P
(6)在塑性压缩应变e p 计算中，s s=167.2044×106Pa，t=0.003m，L=5.51m,Y p =0.0083，按照公式（4）计算得到
e p =(2P/(167.2044×106×0.003×5.51)-0.00745)2=(0.72361×10-6 P-0.00745)2
(7)在弹塑性应变e计算中，弹性压缩应变e e =1.15702×10-9 P，塑性压缩应变e p =(0.72361×10-6 P-0.00745)2，按照公式（2）计算得到
e=e e +e p =1.15702×10-9 P+(0.72361×10-6 P-0.00745)2
(8)在带钢抗弯刚度D W 计算中，E=52.286×109Pa，t=0.003m，μ=0.3，按照公式（8）计算得到
D W =52.286×109×0.0033/12/(1-0.32)=129.27836Nm
(9)在板侧向弯曲变形项F计算中，m=32，W=1.05m，L=5.51m，D W =129.27836Nm，按照公式（7）计算得到
F=32×(1/1.052 +1/5.512)2-P/(3.142×1.052×5.51×129.27836)=28.2732-1.291471×10-4 Pm-4
(10)在卷取过程带钢的横向偏移量U计算中，Y U =84.73，W=1.05m，t=0.003m，L=5.51m,e=1.15702×10-9 P+(0.72361×10-6 P-0.00745)2，F=28.2732-1.291471×10-4 P，按照公式（1）计算得到
U=84.73×3.142/(4×1.05×0.003×5.51)×(1.15702×10-9 P+(0.72361×10-6 P-0.00745)2)/(28.2732-1.291471×10-4 P)
U=1.203301×104×(1.15702×10-9 P+(0.72361×10-6 P-0.00745)2)/(28.2732-1.291471×10-4 P)
计算得到的U-P曲线见图5；
(11)在侧导板控制压力P control计算中，按照公式（11）在计算得到U-P曲线（图4）找到最小横向偏移量U min =0.005m，对应于U min =0.005m得到
P control=9300N；
通过热轧卷取机侧导板最佳控制压力计算数学模型发明技术的实施，在卷取设备参数一定的情况下，准确地计算出了轧制不同钢种、规格带钢时，卷取侧导板所需的最佳控制压力，从而有效地解决了原来卷形质量中存在的塔形、错层、出边等质量缺陷。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (5)
1.一种热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）数学模型的输入和输出参数；2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过程；3）卷取计算结构模型；4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；5）、卷取机侧导板压力的数学模型。
2.根据权利要求1所述的热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述步骤1中，1）数学模型的输入和输出参数具体如下，
模型的输入参数：
热轧产品：
11）钢种；
12）常温屈服强度、常温弹性模量；
13）卷取带钢温度；
14）板宽、板厚；
卷取设备参数：
15）卷取速度；
16）夹送辊平行度，垂直度；
17）卷筒平行度，垂直度；
18）侧挡板接触带钢长度；
模型的输出参数：
侧导板最佳控制压力。
3.根据权利要求2所述的热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述步骤2中，2）热轧卷取机侧导板控制压力数学模型的生成过程具体如下，21）热轧产品参
数输入带钢温度，常温屈服强度，常温弹性模量带钢板宽，带钢板厚；22）卷取设备参数输
入，卷速，侧挡板有效接触长度，夹送辊平行度和垂直度，卷筒平行度和垂直度；23）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；24）热轧卷取机侧导板压力控制数学模型。
4.根据权利要求3所述的热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述步骤4中，4）卷取过程带钢横向偏移量数学模型；具体操作如下，
4.1带钢横向偏移量数学公式，
在侧导板压力P作用下，卷取过程带钢的横向偏移量数学模型为
（1）
在公式（1）中：
U-卷取过程带钢的横向偏移量，单位m；
W-带钢宽度，单位m；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
WtL-侧导板有效接触区带钢体积，单位m3；
e-弹塑性应变，单位为应变；
F-板侧向弯曲变形项，单位m-4;
Y u-横向偏移系数，无量纲；
4.2弹塑性应变，
弹塑性应变e包括两部分：弹性压缩应变e e 和塑性压缩应变e p
（2）
在公式（2）中：
e-弹塑性应变，单位为应变；
e e -弹性压缩应变，单位为应变；
e p -塑性弯曲应变，单位为应变；
弹性压缩应变e e 为
（3）
在公式（3）中：
e e -弹性压缩应变，单位为应变；
P-侧导板推力，单位N；
E-带钢高温弹性模量，单位N/m2；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
塑性压缩应变e p 为
（4）
在公式（4）中：
e p -塑性压缩应变，单位为应变；
P-侧导板推力，单位N；
s s -带钢高温屈服强度，单位Pa；
t-带钢厚度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m;
Y p -塑性临界失稳应变值，单位为应变；
4.3塑性临界失稳应变Yp，
塑性临界失稳应变与夹送辊的平行度和垂直度有关，也与卷筒的平行度和垂直度有关，夹送辊和卷筒的平行度越大，越容易发生塑性失稳，带钢横向偏移量越大；
（5）
在公式（5）中：
Y p -塑性临界失稳应变值，单位为应变；
Y p0-理想工况塑性临界失稳应变值，单位为应变；
Y D -实际工况修正系数，单位为应变；
k 1-夹送辊平行度，单位m/m；
k 2-夹送辊垂直度，单位m/m；
k 3-卷筒平行度，单位m/m；
k 4-卷筒垂直度，单位m/m；
D 1-夹送辊平行度修正系数，无量纲；
D 2-夹送辊垂直度修正系数，无量纲；
D 3-卷筒平行度修正系数，无量纲；
D 4-卷筒垂直度修正系数，无量纲；
4.4横向偏移系数Yu，
横向偏移系数Y u与卷取速度相关
（6）
在公式（6）中：
Y U -横向偏移系数，无量纲；
Y U0-横向偏移基准系数，无量纲；
V-卷取线速度，单位m/s；
V 0-卷取基准线速度，单位m/s；
n-速度影响指数，无量纲；
f-正负号系数，无量纲，V≥V0，f=1；V<V0，f=-1；
4.5带钢侧向弯曲变形项F，
带钢侧向弯曲变形项包括板型项和侧导板推力影响项两部分：
（7）
在公式（7）中：
F-板侧向弯曲变形项，单位m-4；
m-板型系数，无量纲；
W-带钢宽度，单位m；
L-侧导板有效接触长度，单位m；
P-侧导板推力，单位N；
D W -带钢抗弯刚度，单位Nm；
带钢抗弯刚度D W 的计算公式为
（8）
在公式（8）中：
D W -带钢抗弯刚度，单位Nm；
E-带钢高温弹性模量，单位Pa；
t-带钢厚度，单位m；
μ-带钢泊松比，无量纲；
4.6高温弹性模量E，
带钢高温弹性模量与温度相关，为
（9）
在公式（9）中：
E-带钢高温弹性模量，单位Pa；
E 0-带钢常温弹性模量，单位Pa；
T-带钢卷取温度，单位oC；
b 0-带钢高温弹性模量基准系数，无量纲；
b 1-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-1；
b 2-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-2；
b 3-带钢高温弹性模量系数，单位(oC)-3；
4.7高温屈服强度s s ，
带钢高温屈服强度与温度相关，为
（10）
在公式（10）中：
s s -带钢高温屈服强度，单位Pa；
s 0-带钢常温屈服强度，单位Pa；
T-带钢卷取温度，单位oC；
a 0-带钢高温屈服强度基准系数，无量纲；
a 1-带钢高温屈服强度系数，单位(oC)-1；
a 2-带钢高温屈服强度系数，单位(oC)-2。
5.根据权利要求4所述的热轧卷取侧导板最佳控制压力计算模型建立方法，其特征在于，所述步骤5中，5）卷取机侧导板压力的数学模型，具体步骤如下，
由卷取过程带钢横向偏移量数学模型，计算出横向偏移量U随侧导板压力P曲线，侧导板控制压力P control为
（11）
在公式（11）中：
P control-侧导板控制压力；
P-对应不同横向偏移量的侧导板压力；
U min -最小横向偏移量。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116511258A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-01 | 东北大学 | 一种基于数据驱动的热轧卷取控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004085087A2 (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-07 | Tata Steel Limited | A system and method for on-line property prediction for hot rolled coil in a hot strip mill |
| CN101036922A (zh) * | 2007-04-17 | 2007-09-19 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 特殊钢热轧变增益压下的控制方法 |
| CN101439366A (zh) * | 2008-12-25 | 2009-05-27 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 热连轧高强度中厚板卷取方法 |
| CN101583441A (zh) * | 2007-01-10 | 2009-11-18 | 西门子公司 | 用于轧制带材用的机架的控制方法 |
| CN102699135A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-10-03 | 本钢板材股份有限公司 | 调整卷取机夹送辊侧导板压力的方法 |
-
2014
- 2014-11-27 CN CN201410695817.5A patent/CN105701326A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004085087A2 (en) * | 2003-03-28 | 2004-10-07 | Tata Steel Limited | A system and method for on-line property prediction for hot rolled coil in a hot strip mill |
| CN101583441A (zh) * | 2007-01-10 | 2009-11-18 | 西门子公司 | 用于轧制带材用的机架的控制方法 |
| CN101036922A (zh) * | 2007-04-17 | 2007-09-19 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 特殊钢热轧变增益压下的控制方法 |
| CN101439366A (zh) * | 2008-12-25 | 2009-05-27 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 热连轧高强度中厚板卷取方法 |
| CN102699135A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-10-03 | 本钢板材股份有限公司 | 调整卷取机夹送辊侧导板压力的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116511258A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-01 | 东北大学 | 一种基于数据驱动的热轧卷取控制方法 |
| CN116511258B (zh) * | 2023-06-29 | 2023-10-27 | 东北大学 | 一种基于数据驱动的热轧卷取控制方法 |
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