CN106269888B - 一种实现esp精轧机组在线换辊的逆流换辊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，用于六机架布置的ESP无头轧制精轧机组在线换辊设备，正常轧制生产时，任意五机架投入运用，一机架为待命机架，所述方法采用逆流换辊策略，包括以下步骤：(1)收集并输入收集工艺、板带、轧机参数；(2)换辊机架F_i轧辊抬升并调速阶段；(3)过渡机架F_i+1辊速调节并调整辊缝阶段；(4)过渡机架F_i+2辊速调节并调整辊缝阶段；(5)调节待命机架F_j上游各过渡机架阶段；(6)待命机架F_j轧辊压下及辊速调节阶段。根据本发明提出的数学模型控制换辊过程，不仅可以提高换辊效率和换辊过程的稳定性，而且有利于提高产品厚度控制精度，能够达到工业应用精度要求。

Description

一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法

技术领域

本发明涉及冶金连铸连轧领域，尤其涉及一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法。

背景技术

热轧薄带钢可用作成品或冷轧的原料，其需求在世界范围内持续增长，但是传统带钢热轧工艺环境污染严重、能源消耗巨大，不利于节能环保型社会建设。目前国内外的研究热点是开发薄板坯连铸连轧工艺，“以热代冷”生产薄规格板带产品，从而减小能源消耗和环境污染。热轧板带无头轧制技术(Endless Strip Production，ESP)是目前国内外短流程热轧带钢领域的前沿技术，能够充分利用钢水热能，在高效、紧凑的生产线上生产出能够替代冷轧产品的优质薄规格热轧带钢。但是由于ESP生产线产品主要以薄规格板带材产品为主，轧制过程中精轧机组的轧辊磨损非常严重，换辊周期一般是常规轧制换辊周期的两倍，换辊频繁。由于ESP生产线是连铸连轧，下游的精轧机组换辊期间，上游的连铸便无法继续进行，生产线只能被迫停止，严重影响薄板坯连铸连轧的生产效率。

一种ESP无头轧制中精轧机组在线换辊设备是将原来的五机架(F_1～F₅)布置改为六机架(F_1～F₆)布置，轧制时五机架投入使用，一架机架处于换辊待命状态，当任意一架轧机需要换辊时，待命机架投入使用，待换辊的轧机在换辊过程完成后成为新的待命轧机。要实现待命轧机投入使用和换辊轧机退出轧制同步进行,必须为此在线换辊设备提供一种新的换辊工艺方法。

发明内容

针对上述在线换辊设备，本发明旨在提供一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，即用待命机架F_j替换换辊机架F_i(j＞i)，在保证轧机稳定轧制的前提下完成换辊过程。

本发明目的通过下述技术方案实现：

一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，用于六机架布置的ESP无头轧制精轧机组在线换辊设备，正常轧制生产时，任意五机架投入运用，一机架为待命机架，所述方法采用逆流换辊策略分别调节换辊机架F_i、各个过渡机架(为处在换辊机架F_i下游和待命机架F_j上游间的各个机架)阶段、待命机架F_j的轧辊转速和辊缝，包括以下步骤：

(1)收集并输入工艺、板带、轧机参数；

(2)换辊机架F_i轧辊抬升并调速阶段：

2a)换辊机架F_i轧辊抬升并调速：

换辊机架F_i轧辊抬升过程中，通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速，使换辊机架F_i改变辊缝时过渡机架F_i+1单位后张力保持不变，抬升时对下游机架轧制无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开换辊机架F_i的距离，将变厚度区控制在两个机架内，设变厚度区从产生到达到过渡机架F_i+1的入口所需的时间为T_MAX，

其中L为机架间距离，V_f,i为换辊机架F_i轧辊线速度，则整个抬升过程的时间T应小于T_MAX；

2b)机架F_i-1辊速调节并调整辊缝：

通过辊缝控制模型一和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，使换辊机架F_i改变辊缝时机架F_i-1单位前张力值变为换辊机架F_i的单位前张力值，同时改变辊缝使机架F_i-1出口厚度保持不变；

2c)机架F_i-2及其上游机架辊速调节：

通过轧辊速度控制模型二对机架F_i-2及其上游各机架进行辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定；

(3)过渡机架F_i+1辊速调节并调整辊缝阶段：

3a1)变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i，当满足L_i-L≥0时，过渡机架F_i+1开始抬升和调速；

3a2)过渡机架F_i+1轧辊抬升并调速：通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速，使过渡机架F_i+1改变辊缝时过渡机架F_i+2单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定；

3b)机架F_i-1辊速调节并调整辊缝：

机架F_i-1通过辊缝控制模型一和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，使机架F_i-1辊缝改变以保证出口厚度不变，并使过渡机架F_i+1改变辊缝时机架F_i-1单位前张力值由换辊机架F_i的单位前张力值重新变为原值；

3c)机架F_i-2及其上游各机架辊速调节：

机架F_i-2及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二对各机架辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定；

(4)过渡机架F_i+2辊速调节并调整辊缝阶段：

4a1)变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i，当满足L_i-2L≥0时，过渡机架F_i+2开始抬升和调速；

4a2)过渡机架F_i+2调节辊缝并调速：过渡机架F_i+2轧辊抬升，使变厚度区通过后过渡机架F_i+2出口厚度为过渡机架F_i+1出口厚度，并按张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速，使过渡机架F_i+2改变辊缝时过渡机架F_i+3单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定；

4b)过渡机架F_i+1辊缝和辊速进行调节：

过渡机架F_i+1通过辊缝控制模型三和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，使过渡机架F_i+1辊缝值调整为换辊机架F_i的辊缝值以保证换辊机架F_i的出口厚度值，并使过渡机架F_i+1单位前张力值变为换辊机架F_i单位前张力值；

4c)机架F_i-1及其上游机架辊速调节：

机架F_i-1及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二对各机架辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定；

(5)调节待命机架F_j上游的各机架阶段：

变厚度点每移动到下游机架时参照所述步骤(4)进行调整，进而对待命机架F_j上游的各机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，直到变厚度点到达待命机架F_j前时(如若机架F_i+3与换辊机架F_j不为同一机架，则机架F_i+3为过渡机架，那么参照(4)步骤，此时过渡机架F_i+3、F_i+2、F_i+1...的调节方式便和步骤(4)中的机架F_i+2、F_i+1、F_i-1...调节相似；如若机架F_i+3是换辊机架F_j，那么便直接开始步骤(6)的执行)；

(6)待命机架F_j轧辊压下及辊速调节阶段：

6a1)变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i，当满足L_i-(j-i)L≥0时，待命机架F_j开始抬升和调速；

6a2)待命机架F_j轧辊压下及辊速调节：待命机架F_j轧辊压下并通过辊缝控制模型二，使待命机架F_j出口厚度变为过渡机架F_j-1出口厚度，并通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速，使待命机架F_j改变辊缝时过渡机架F_j+1单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定；

6b)过渡机架F_j-1辊缝及辊速的调节：

过渡机架F_j-1通过辊缝控制模型三和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，使过渡机架F_j-1辊缝值调整为过渡机架F_j-2辊缝值以保证过渡机架F_j-2出口厚度值，并使过渡机架F_j-1单位前张力值变为过渡机架F_j-2的单位前张力值；

6c)过渡机架F_j-2及其上游机架辊速的调节：

过渡机架F_j-2及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二进行辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定。

本发明步骤(1)中，所述的工艺、板带、轧机参数包括：工作辊直径D，轧机刚度K_m，机架间距离L，六机架F₁～F₆入口厚度H₁～H₆、出口厚度h₁～h₆、单位前张力σ_f,1～σ_f,6、单位后张力σ_b,1～σ_b,6，钢板宽度b，末机架出口速度V。

本发明步骤2a)、3a1)、4a1)、6a1)中，所述的距离模型如下：

L_i＝∑V_R,i(1+S_f,i)Δt

其中V_R,i为机架F_i轧辊转速，S_f,i为机架F_i轧件的前滑系数，Δt为时间步长。

本发明步骤2a)、3a2)、4a2)、6a2)中，所述的张力控制模型如下：

其中n为下脚标表示当前时刻正处于调节状态轧机的机架号即表示机架F_n为轧辊正在压下或抬升的机架，σ_b,n+1为机架F_n+1的单位后张力，H_n+1为机架F_n+1的入口厚度，为τ时刻F_n机架单位前张力，为τ时刻机架F_n的出口厚度；

所述的轧辊速度控制模型一如下：

V_f,n＝V_b,n+1

V_f,n＝V_R,n(1+S_f,n)

V_b,n+1＝V_R,n+1(1-S_b,n+1)

其中V_f,n为机架F_n轧件出口速度，V_b,n+1为机架F_n+1轧件入口速度，S_f,n为机架F_n轧件的前滑系数，S_b,n+1为机架F_n+1轧件的后滑系数，V_R,n为机架F_n轧辊转速，V_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，ΔS_f,n为机架F_n轧件的前滑系数改变量。

本发明步骤2b)、3b)中，所述的辊缝控制模型一如下：

其中ΔS_n-1为F_n-1机架辊缝改变量，h_n-1为F_n-1机架轧件出口厚度，ΔP_n-1为F_n-1机架轧制力变化量，K_m为轧机刚度。

本发明步骤2b)、3b)、4b)、6b)中，所述的张力变换及轧辊速度控制模型如下：

其中V_f,n-1为机架F_n-1轧件出口速度，V_b,n为机架F_n轧件入口速度，L为机架间距离，E为轧件的弹性模量，Δt为时间步长，σ_f,target为机架F_n-1单位前张力的目标值，σ_f,now为机架F_n-1单位前张力的当前值，ΔV_R,n-1为机架F_n-1轧辊转速改变量，S_f,n-1为机架F_n-1轧件的前滑系数，S_b,n为机架F_n轧件的后滑系数，ΔS_f,n-1为机架F_n-1轧件的前滑系数改变量。

本发明步骤2c)、3c)、4c)、6c)中，所述的轧辊速度控制模型二如下：

……

其中ΔV_R,n-2为机架F_n-2轧辊转速改变量，ΔV_R,n-1为机架F_n-1轧辊转速改变量，S_b,n-1为机架F_n-1轧件的后滑系数，ΔS_b,n-1为机架F_n-1轧件的后滑系数改变量，V_R,n-2为机架F_n-2轧辊转速，S_f,n-2为机架F_n-2轧件的前滑系数，S_b,n-2为机架F_n-2轧件的后滑系数，V_R,n-3为机架F_n-3轧辊转速，ΔV_R,n-3为机架F_n-3轧辊转速改变量，S_f,n-3为机架F_n-3轧件的前滑系数，ΔV_R,2为机架F₂轧辊转速改变量，S_b,2为机架F₂轧件的后滑系数，ΔV_R,1为机架F₁轧辊转速改变量，S_f,1为机架F₁轧件的前滑系数。

本发明步骤6a2)中，所述的辊缝控制模型二如下：

其中ΔS_n为机架F_n辊缝改变量，h_n为机架F_n轧件出口厚度，ΔP_n为机架F_n轧制力变化量。

本发明步骤4b)、6b)中，所述的辊缝控制模型三如下：

其中ΔS_n-1为机架F_n-1辊缝改变量，h_n-2为机架F_n-2轧件出口原始厚度，ΔP_n-1为机架F_n-1轧制力变化量。

本发明的有益效果是：该发明在大量理论研究的基础上，结合一种六机架布置的ESP无头轧制精轧机组在线换辊设备，充分考虑各机架间张力和轧件的厚度控制，提出一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，建立动态换辊时的数学模型，调节换辊过程中各个过渡阶段的轧辊转速和辊缝，在保证稳定轧制的前提下完成换辊过程。根据本发明提出的数学模型控制换辊过程，不仅可以提高换辊效率和换辊过程的稳定性，而且有利于提高产品厚度控制精度，能够达到工业应用精度要求。

附图说明

图1为总程序流程图。

图2为换辊机架退出轧制过程流程图。

图3为过渡机架调整过程流程图。

图4为待命机架投入使用过程流程图。

图5为换辊过程张力变化图。

图6为换辊过程板厚变化图。

图7为换辊过程对最终产品板厚的影响图。

具体实施方法

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

参照图1～4，本发明实施例的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法包括以下步骤：

步骤1：收集并输入工艺、板带、轧机参数：

所述的工艺、板带、轧机参数包括工作辊直径D，轧机刚度K_m，机架间距离L，机架F₁～F₆入口厚度H₁～H₆、出口厚度h₁～h₆、单位前张力σ_f,1～σ_f,6、单位后张力σ_b,1～σ_b,6，钢板宽度b，末机架出口速度V；

步骤2：换辊机架F_i轧辊抬升并调速阶段：

2.1)换辊机架F_i轧辊抬升并调速：

2.1a)从换辊机架F_i轧辊抬升的时刻起，其出口厚度便有了变化，轧制时变厚度区的存在将会造成轧制过程的波动，因此必须将变厚度区控制在两个机架内。设变厚度区从产生到达到过渡机架F_i+1的入口所需的时间为T_MAX，

式中：L为机架间距离，V_f,i为换辊机架F_i轧辊线速度，则整个抬升过程的时间T应小于T_MAX。

2.1b)抬升过程为了保证连轧状态的稳定进行，不出现断带等事故，最大限度的确保产品厚度的精度，需通过如下的张力控制模型和轧辊速度控制模型来调速，确保换辊机架F_i改变辊缝时过渡机架F_i+1的单位后张力保持不变，使换辊机架F_i换辊时对下游机架轧制无影响。

张力控制模型为：

轧辊速度控制模型为：

将换辊过程离散化，每一个微分单元的速度控制模型为：

2.2)机架F_i-1辊速调节并调整辊缝：

通过如下的张力变换及轧辊速度控制模型调节机架F_i-1辊速使机架F_i-1的单位前张力与换辊机架F_i的单位前张力相等，同时由于张力变化会使机架F_i-1的轧制力变化导致其出口厚度出现波动，需要通过如下的辊缝控制模型及时调整辊缝保证出口厚度精度。

张力变换及轧辊速度控制模型为：

辊缝控制模型为：

2.3)机架F_i-2及其上游机架辊速调节：

由于机架F_i-1的辊速、辊缝及单位前张力的变化，其机架轧件的入口厚度必然改变。因此需要通过如下的轧辊速度控制模型依次调节机架F_i-2及其上游机架的辊速以保证上游各机架间的张力稳定。

轧辊速度控制模型为：

……

步骤3：过渡机架F_i+1辊速调节并调整辊缝阶段：

3.1a)变厚度区追踪(长度追踪)：变厚度区的移动，会造成过渡机架F_i+1入口厚度的变化，需要对变厚度区进行追踪，以便精确计算过渡机架F_i+1的入口厚度，使待命机架压下系统和调速系统和变厚度区完全协调。当换辊机架F_i开始抬升时应该计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i以此对其进行追踪。但当变厚度区到达过渡机架F_i+1时，由于入口厚度的变化使得后滑系数的改变造成了轧机入口速度改变，由如下距离模型进行不断的累积计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i：

L_i＝∑V_R,i(1+S_f,i)Δt

当满足L_i-L≥0时，过渡机架F_i+1开始抬升和调速。

3.1b)过渡机架F_i+1轧辊抬升并调速：在抬升的同时也会造成轧机前后滑系数的变化，因此需要通过如下张力控制模型和轧辊速度控制模型来调速进行动态调整。调整策略与换辊机架轧辊抬升时相似，使过渡机架F_i+1改变辊缝时过渡机架F_i+2单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定。最终抬升完毕后其轧件出口厚度为h_i；

张力控制模型为：

轧辊速度控制模型为：

3.2)机架F_i-1辊速调节并调整辊缝

通过如下辊缝控制模型和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，将机架F_i-1的轧制状态调整为变化前的状态，首先使机架F_i-1的辊缝复位，然后使过渡机架F_i+1改变辊缝时机架F_i-1单位前张力值由σ_f,i重新变为原值σ_f,i-1

辊缝控制模型为：

张力变换及轧辊速度控制模型：

3.3)机架F_i-2及其上游各机架辊速调节

通过如下轧辊速度控制模型对各机架辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定。

轧辊速度控制模型为：

……

步骤4：过渡机架F_i+2辊速调节并调整辊缝阶段：

4.1)过渡机架F_i+2调节辊缝并调速：

4.1a)变厚度区追踪(长度追踪)：当换辊机架F_i开始抬升时应该计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i以此对其进行追踪。当满足L_i-2L≥0时，过渡机架F_i+2开始抬升和调速。

4.1b)过渡机架F_i+2抬升并调速：在抬升的同时也会造成轧机前后滑系数的变化，因此需要通过如下张力控制模型和轧辊速度控制模型来调速进行动态调整。调整策略与换辊机架轧辊抬升时相似，使过渡机架F_i+2改变辊缝时过渡机架F_i+3单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定。最终抬升完毕后其轧件出口厚度为h_i+1；

张力控制模型为：

轧辊速度控制模型为：

4.2)过渡机架F_i+1辊缝和辊速进行调节：

通过如下的辊缝控制模型和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，将过渡机架F_i+1的轧制状态调整为机架换辊F_i变换前的轧制状态，首先使其辊缝值变为变换前换辊机架F_i机架的辊缝值，其次通过辊速调节使其单位前张力值由σ_f,i+1变为换辊机架F_i机架的单位前张力值σ_f,i。

辊缝控制模型为：

张力变换及轧辊速度控制模型为：

4.3)机架F_i-1及其上游机架辊速调节：

通过如下轧辊速度控制模型对各机架辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定。

轧辊速度控制模型为：

……

步骤5：调节待命机架F_j上游的各机架阶段：

随着变厚度点的不断移动，每到下游一个机架时参照4.1)、4.2)、4.3)步骤进行相应的辊缝和辊速调整，进而对待命机架F_j上游各机架进行调整，直到变厚度点到达待命机架F_j前时。

步骤6：待命机架F_j轧辊压下及辊速调节阶段：

6.1)待命机架F_j轧辊压下及辊速调节：

6.1a)变厚度区追踪(长度追踪)

当换辊机架F_i开始抬升时应该计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i以此对其进行追踪。当满足L_i-(j-i)L≥0时，待命机架F_j开始压下和调速。

6.1b)待命机架F_j压下并调速

压下时需通过辊缝控制模型保证待命机架F_j轧件出口厚度时刻为h_j-1。在压下的同时也会造成轧机前后滑系数的变化，因此需要通过如下张力控制模型和轧辊速度控制模型来调速进行动态调整。使待命机架F_j改变辊缝时机架F_j+1单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定；

辊缝控制模型为：

张力控制模型为：

轧辊速度控制模型为：

6.2)过渡机架F_j-1辊缝及辊速的调节

通过如下的辊缝控制模型和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，将过渡机架F_j-1的轧制状态调整为过渡机架F_j-2变换前的轧制状态，首先使其辊缝值变为变换前过渡机架F_j-2的辊缝值，其次通过辊速调节使其单位前张力值由σ_f,j-1变为过渡机架F_j-2机架的单位前张力值σ_f,j-2；

辊缝控制模型为：

张力变换及轧辊速度控制模型为：

6.3)过渡机架F_j-2及其上游机架辊速的调节：

过渡机架F_j-2及其上游各机架通过如下的轧辊速度控制模型进行辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定。

轧辊速度控制模型为：

……

以机架F₅为换辊机架，机架F₆为待命机架为例，计算所采用的设备和工艺参数依据某钢厂热轧带钢生产线及实际的轧制规程，具体的工艺、板带、轧机参数为：工作辊直径D为760mm，轧机刚度Km为9.8MN/mm，机架间距L为5800mm，机架F₁～F₅入口厚度分别为18mm、8.1mm、3.3mm、1.85mm、1.25mm，出口厚度分别为8.1mm、3.3mm、1.85mm、1.25mm、1mm，单位前张力分别为3MPa、4.8MPa、5.5MPa、7MPa、3MPa，单位后张力分别为1.5MPa、3MPa、4.8MPa、5.5MPa、7MPa，钢板宽为1200mm，末机架出口速度为8m/s，并取时间步长Δt＝0.003秒。

运用本发明的数学模型在上述参数下由程序计算出的换辊过程中各机架间的单位张力变化和板厚变化情况，如图5和图6所示。可以看出，在整个换辊过程中，机架F₅抬升的过程张力较为平稳，而在机架F₆压下过程中各机架则出现了一定幅度的波动，这是由于在压下过程中机架F₆的入口厚度不断变化造成的。但由于机架F₅单位辊缝变化值较小，因此即使入口厚度略有变化也相差很小，不会造成较大张力和厚度的波动。如图7所示，换辊过程对最终产品板厚精度的影响小于1％。通过实例可以看出，本发明方法控制稳定准确，能够达到工业应用的精度要求。

Claims (9)

1.一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，用于六机架布置的ESP无头轧制精轧机组在线换辊设备，正常轧制生产时，任意五机架投入运用，一机架为待命机架，其特征在于，所述方法采用逆流换辊策略分别调节换辊机架F_i、各个过渡机架阶段、待命机架F_j的轧辊转速和辊缝，其中过渡机架为处在换辊机架F_i下游和待命机架F_j上游间的各个机架，包括以下步骤：

(1)收集并输入工艺、板带、轧机参数；

(2)换辊机架F_i轧辊抬升并调速阶段：

2a)换辊机架F_i轧辊抬升并调速：

换辊机架F_i轧辊抬升过程中，通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速，使换辊机架F_i改变辊缝时过渡机架F_i+1单位后张力保持不变，抬升时对下游机架轧制无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开换辊机架F_i的距离，将变厚度区控制在两个机架内，设变厚度区从产生到达到过渡机架F_i+1的入口所需的时间为T_MAX，

其中L为机架间距离，V_f,i为换辊机架F_i轧辊线速度，则整个抬升过程的时间T应小于T_MAX；

2b)机架F_i-1辊速调节并调整辊缝：

通过辊缝控制模型一和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，使换辊机架F_i改变辊缝时机架F_i-1单位前张力值变为换辊机架F_i的单位前张力值，同时改变辊缝使机架F_i-1出口厚度保持不变；

2c)机架F_i-2及其上游机架辊速调节：

通过轧辊速度控制模型二对机架F_i-2及其上游各机架进行辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定；

(3)过渡机架F_i+1辊速调节并调整辊缝阶段：

3a1)变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i，当满足L_i-L≥0时，过渡机架F_i+1开始抬升和调速；

3a2)过渡机架F_i+1轧辊抬升并调速：通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速，使过渡机架F_i+1改变辊缝时过渡机架F_i+2单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定；

3b)机架F_i-1辊速调节并调整辊缝：

机架F_i-1通过辊缝控制模型一和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，使机架F_i-1辊缝改变以保证出口厚度不变，并使过渡机架F_i+1改变辊缝时机架F_i-1单位前张力值由换辊机架F_i的单位前张力值重新变为原值；

3c)机架F_i-2及其上游各机架辊速调节：

机架F_i-2及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二对各机架辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定；

(4)过渡机架F_i+2辊速调节并调整辊缝阶段：

4a1)变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i，当满足L_i-2L≥0时，过渡机架F_i+2开始抬升和调速；

4a2)过渡机架F_i+2调节辊缝并调速：过渡机架F_i+2轧辊抬升，使变厚度区通过后过渡机架F_i+2出口厚度为过渡机架F_i+1出口厚度，并按张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速，使过渡机架F_i+2改变辊缝时过渡机架F_i+3单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定；

4b)过渡机架F_i+1辊缝和辊速进行调节：

过渡机架F_i+1通过辊缝控制模型三和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，使过渡机架F_i+1辊缝值调整为换辊机架F_i的辊缝值以保证换辊机架F_i的出口厚度值，并使过渡机架F_i+1单位前张力值变为换辊机架F_i单位前张力值；

4c)机架F_i-1及其上游机架辊速调节：

机架F_i-1及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二对各机架辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定；

(5)调节待命机架F_j上游的各机架阶段：

变厚度点每移动到下游机架时参照所述步骤(4)进行调整，进而对待命机架F_j上游的各机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，直到变厚度点到达待命机架F_j前；

(6)待命机架F_j轧辊压下及辊速调节阶段：

6a1)变厚度区追踪：通过距离模型进行不断累积计算变厚区离开换辊机架F_i的距离L_i，当满足L_i-(j-i)L≥0时，待命机架F_j开始抬升和调速；

6a2)待命机架F_j轧辊压下及辊速调节：待命机架F_j轧辊压下并通过辊缝控制模型二，使待命机架F_j出口厚度变为过渡机架F_j-1出口厚度，并通过张力控制模型和轧辊速度控制模型一来调速，使待命机架F_j改变辊缝时过渡机架F_j+1单位后张力保持不变，以保证下游各机架轧制的稳定；

6b)过渡机架F_j-1辊缝及辊速的调节：

过渡机架F_j-1通过辊缝控制模型三和张力变换及轧辊速度控制模型进行计算和调整，使过渡机架F_j-1辊缝值调整为过渡机架F_j-2辊缝值以保证过渡机架F_j-2出口厚度值，并使过渡机架F_j-1单位前张力值变为过渡机架F_j-2的单位前张力值；

6c)过渡机架F_j-2及其上游机架辊速的调节：

过渡机架F_j-2及其上游各机架通过轧辊速度控制模型二进行辊速调节，以保证上游各机架间张力值的稳定。

2.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，其中步骤(1)中，所述的工艺、板带、轧机参数包括：工作辊直径D，轧机刚度K_m，机架间距离L，六机架F₁～F₆入口厚度H₁～H₆、出口厚度h₁～h₆、单位前张力σ_f,1～σ_f,6、单位后张力σ_b,1～σ_b,6，钢板宽度b，末机架出口速度V。

3.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，其中步骤2a)、3a1)、4a1)、6a1)中，所述的距离模型如下：

L_i＝∑V_R,i(1+S_f,i)Δt

其中V_R,i为机架F_i轧辊转速，S_f,i为机架F_i轧件的前滑系数，Δt为时间步长。

4.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，其中步骤2a)、3a2)、4a2)、6a2)中，所述的张力控制模型如下：

其中n为下脚标表示当前时刻正处于调节状态轧机的机架号即表示机架F_n为轧辊正在压下或抬升的机架，σ_b,n+1为机架F_n+1的单位后张力，H_n+1为机架F_n+1的入口厚度，为τ时刻F_n机架单位前张力，为τ时刻机架F_n的出口厚度；

所述的轧辊速度控制模型一如下：

V_f,n＝V_b,n+1

V_f,n＝V_R,n(1+S_f,n)

V_b,n+1＝V_R,n+1(1-S_b,n+1)

其中V_f,n为机架F_n轧件出口速度，V_b,n+1为机架F_n+1轧件入口速度，S_f,n为机架F_n轧件的前滑系数，S_b,n+1为机架F_n+1轧件的后滑系数，V_R,n为机架F_n轧辊转速，V_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，ΔS_f,n为机架F_n轧件的前滑系数改变量。

5.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，其中步骤2b)、3b)中，所述的辊缝控制模型一如下：

其中ΔS_n-1为F_n-1机架辊缝改变量，h_n-1为F_n-1机架轧件出口厚度，ΔP_n-1为F_n-1机架轧制力变化量，K_m为轧机刚度。

6.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，其中步骤2b)、3b)、4b)、6b)中，所述的张力变换及轧辊速度控制模型如下：

其中V_f,n-1为机架F_n-1轧件出口速度，V_b,n为机架F_n轧件入口速度，L为机架间距离，E为轧件的弹性模量，Δt为时间步长，σ_f,target为机架F_n-1单位前张力的目标值，σ_f,now为机架F_n-1单位前张力的当前值，ΔV_R,n-1为机架F_n-1轧辊转速改变量，S_f,n-1为机架F_n-1轧件的前滑系数，S_b,n为机架F_n轧件的后滑系数，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，V_R,n为机架F_n轧辊转速，ΔS_b,n为机架F_n轧件的后滑系数改变量，V_R,n-1为机架F_n-1轧辊转速。

7.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，其中步骤2c)、3c)、4c)、6c)中，所述的轧辊速度控制模型二如下：

……

其中ΔV_R,n-2为机架F_n-2轧辊转速改变量，ΔV_R,n-1为机架F_n-1轧辊转速改变量，S_b,n-1为机架F_n-1轧件的后滑系数，ΔS_b,n-1为机架F_n-1轧件的后滑系数改变量，V_R,n-2为机架F_n-2轧辊转速，S_f,n-2为机架F_n-2轧件的前滑系数，S_b,n-2为机架F_n-2轧件的后滑系数，V_R,n-3为机架F_n-3轧辊转速，ΔV_R,n-3为机架F_n-3轧辊转速改变量，S_f,n-3为机架F_n-3轧件的前滑系数，ΔV_R,2为机架F₂轧辊转速改变量，S_b,2为机架F₂轧件的后滑系数，ΔV_R,1为机架F₁轧辊转速改变量，S_f,1为机架F₁轧件的前滑系数，V_R,n-1为机架F_n-1轧辊转速。

8.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，其中步骤6a2)中，所述的辊缝控制模型二如下：

其中ΔS_n为机架F_n辊缝改变量，h_n为机架F_n轧件出口厚度，ΔP_n为机架F_n轧制力变化量，K_m为轧机刚度。

9.根据权利要求1所述的一种实现ESP精轧机组在线换辊的逆流换辊方法，其中步骤4b)、6b)中，所述的辊缝控制模型三如下：

其中ΔS_n-1为机架F_n-1辊缝改变量，h_n-2为机架F_n-2轧件出口原始厚度，ΔP_n-1为机架F_n-1轧制力变化量，K_m为轧机刚度。