CN109759446B - 一种实现esp精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，根据输入轧制工艺及轧机参数，对各个机架均需要进行调节，当变厚度点到达待命机架时，待命机架压下并调节，当待命机架Fi加入轧制后，对待命机架下游各机架调节，使非常态的四机架连轧状态过渡到五机架正常轧制状态。本发明通过建立动态的数学模型，调节换辊过程中各个阶段的轧辊转速和辊缝，通过产品的变规程，实现四机架非常态轧制向五机架常态轧制的过渡，在保证轧机稳定轧制的前提下在线完成待命机架的加入过程，保证了ESP生产线的连续性，减少了因停机造成的能源损失。本发明也适用于已投产的ESP生产线，具有较高的应用价值。

Description

一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法

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精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法。

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，因而可比传统热轧生产线节能40％，可极大降低生产成本节能减排。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，否则无法生产出表面质量较高的薄规格板带。但为了保证整体生产线的连续性，采用了牺牲产品质量的方法来维护生产线的连续性。

公开号CN107413856A的中国专利申请公开了一种实现ESP精轧机组变规格在线换辊的撤辊方法，是在五机架连轧时减少一台需换辊机架来实现在线换辊过程的方法，但在换辊之后，仍需要及时将待命机架压下投入生产，所以将会涉及一种撤辊后的待命机架加入方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，通过轧制产品的规程变换，由四机架代替五机架连轧的状态过渡到五机架正常轧制状态，在保证轧机稳定轧制的前提下在线完成待命机架的加入过程。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，对各个机架均需要进行调节，且各机架间的调节为级联调节其具体步骤如下：

S1：收集并输入工艺参数、板带参数和轧机参数；

S2：确定待命机架F_i，其中i表示机架的序号，1≤i≤5，对待命机架F_i上游各机架依次进行待命机架F_i加入轧制前阶段的调节；

S3：当变厚度点到达待命机架F_i时，待命机架F_i轧辊压下，加入轧制过程，开始进行待命机架F_i压下阶段的调节；

S4：待命机架F_i压下阶段调节完成后，当变厚度点到达F_i+1机架时，开始待命机架F_i下游机架调节阶段；

S5：使四机架代替五机架连轧的状态过渡到五机架正常轧制状态，进入变规格后常态五机架连轧，实现待命机架在线不停机加入轧制过程。

优选地，所述工艺参数、板带参数和轧机参数包括工作辊直径D，轧机刚度K_m，机架间距离L，五架F₁～F₅，入口厚度H₁～H₅，出口厚度h₁～h₅，单位前张力σ_f,1～σ_f,5，单位后张力σ_b,1～σ_b,5，钢板宽度b，首机架入口速度V_b,1，其中，第一机架F₁为首机架。

优选地，S2中对待命机架F_i的上游各机架F₁至F_i-1中各个机架的调节包括两部分，其分别是对所选定的机架F_k本身的调节，以及对所选定的机架F_k的下游机架的调节；对所选定的机架F_k本身的调节F_k为辊缝和辊速的调节，对所选定的机架F_k的下游机架的调节为辊速调节。

优选地，S2的具体步骤如下：其中所选定的机架设置为F_k；其中，1≤k≤i-1；其中待命机架为F_i；

S21：当k＝1时，首先判断机架F₁是否为待命机架，若满足机架F_1＝F_i，F₁为待命机架时，直接转入S3；若F₁不为待命机架，则转入S22；

S22：对待命机架F_i之前的机架F₁至F_i-1依次进行轧辊调节；

对待命机架F_i之前的机架F₁至F_i-1依次进行轧辊的辊缝和辊速调节的具体步骤如下：

S221：首先对待命机架F_i的上游机架F1的轧辊辊缝辊速调节：

机架F₁轧辊调节过程中，建立辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型对机架F₁进行调节，调节机架F₁的辊缝以改变其出口轧件的厚度，同时保证改变辊缝时机架F₁单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F₁的距离，将变厚度区控制在正在调节的机架F_k与正在调节的机架相邻的下游机架F_k+1之间，即机架F₁和机架F₂之间；

设变厚度区从产生到达到机架F_k+1的入口所需的时间为

其中L为相邻两个机架间距离，V_f,k为机架F_k轧辊线速度，则F_k整个辊缝调节过程的时间T应小于T_MAX，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量；

设变厚度区从产生到达到机架F₂的入口所需的时间为T_MAX1,

其中L为相邻两个机架间距离，V_f,1为机架F₁轧辊线速度，则F₁整个辊缝调节过程的时间T₁小于T_MAX 1，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量。

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；

S222：机架F₁下游机架辊速调节；

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₁下游机架辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S223：计算变厚度区离开机架F₁距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F₁的距离L₁，当满足L₁-L≥0时，转入S23，机架F₂开始调节；

其中，则变厚度区离开机架F₁的距离L₁的计算公式如下：

L₁＝∑V_R,1(1+S_f,1)Δt；

其L₁为变厚度区离开机架F₁的距离；V_R,1为机架F₁轧辊转速，S_f,1为机架F₁轧件的前滑系数，Δt为时间步长；

S23:判断机架F₂是否为待命机架，若满足机架F₂＝F_i，F₂为待命机架时，直接执行步骤S3，否则继续执行步骤S24；

S24：对机架F₂轧辊辊缝及辊速进行调节：

S241：机架F₂轧辊辊缝及辊速调节：

机架F₂轧辊调节过程中，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一辊速控制模型进行调节，调节机架F₂辊缝改变其出口轧件厚度，同时保证改变F₂辊缝时，机架F₂单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F₂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机架F₃的入口所需的时间为T_MAX2，

其中L为相邻机架间距离，V_f,2为机架F₂轧辊线速度，则机架F₂整个辊缝调节过程的时间T₂应小于T_MAX2；

S242：对机架F₂的下游机架进行辊速调节；

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₂下游机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S243：计算变厚度区离开机架F₂距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F₂的距离L₂，当满足L₂-L≥0时，机架F₃开始调节；

变厚度区离开机架F₂的距离L₂的计算公式如下：

L₂＝∑V_R,2(1+S_f,2)Δt；

其L₂为变厚度区离开机架F₂的距离；V_R,2为机架F₂轧辊转速，S_f,2为机架F₂轧件的前滑系数，Δt为时间步长；

S25：依次调节待命机架F_i上游其余各机架；

变厚度点每移动到下一个机架时参照所述步骤S21和S23判断当前机架F_k是否为待命机架F_i，之后参照所述步骤S22和S24对当前机架F_k的辊速及辊缝的数值进行相应的调整，并对相应机架F_k下游各机架进行辊速调整，以保证下游各机架间张力值稳定，不断重复上述过程，直到变厚度点到达待命机架F_i前时，即当满足L_i-1-L≥0时，转入S3；其中

L_i-1＝∑V_R,i-1(1+S_f,i-1)Δt；

其中L_i-1为变厚度区离开机架F_i-1的距离；V_R,i-1为机架F_i-1轧辊转速，S_f,i-1为机架F_i-1轧件的前滑系数，Δt为时间步长。

优选地，其中S3中待命机架F_i轧辊压下；并进行待命机架以及后续机架的调节的具体步骤如下；

其中进行待命机架F_i以及待命机架F_i下游机架的调节，所述后续机架F_i为待命机架下游轧机；

S31：待命机架F_i压下，其具体步骤如下：

S311:判断待命机架F_i是否为末机架，F_i是否等于F₅，若F_i＝F₅，待命机架为末机架，则执行S312，执行完成后结束轧制；

若Fi≠F5，Fi不是末机架执行S312后继续执行S313；

S312:待命机架F_i轧辊压下及辊速调节：

待命机架F_i轧辊压下过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使待命机架F_i改变辊缝时，机架F_i-1前张力保持不变，待命机架F_i轧辊压下时对待命机架F_i的上游机架轧制无影响，通过辊缝控制模型使机架F_i达到设定的出口厚度值，待命机架F_i投入轧制过程；

S313:机架F_i+1轧辊辊缝及辊速调节：

通过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，通过第一轧辊速度控制模型，在变厚度区通过该机架前使机架F_i+1保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，调节F_i+1机架辊缝改变其出口轧件厚度；

S314:机架F_i+1下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F_i+1下游各机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S315:计算变厚度区离开待命机架F_i距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F_i的距离L_i，当满足L_i-L≥0时，转入步骤S32，机架F_i+1开始调节；

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；

S32：机架F_i+1调节阶段：

S321:判断机架F_i+1是否为末机架，若为末机架则执行完步骤S322便结束整个待命机架加入轧制的过程，否则执行完S322后继续执行接下来的步骤S323；

S322:机架F_i+1轧辊辊缝辊速调节：

机架F_i+1轧辊调节过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，在变厚度区通过该机架后使机架F_i+1保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，将产品出口厚度调整为新的设定厚度值；

S323:机架F_i+2机架辊速调节：

通过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，通过第一轧辊速度控制模型，在变厚度区通过该机架前使机架F_i+2保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，调节F_i+2机架辊缝改变其出口轧件厚度；

S324:机架F_i+2下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F_i+2下游各机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S325:计算变厚度区离开机架F_i+1距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F_i+1的距离L_i+1，当满足L_i+1-L≥0时，机架F_i+2开始调节，执行下一步骤；

距离模型如下：

L_i+1＝∑V_R,i+1(1+S_f,i+1)Δt

其中V_R,i+1为机架F_i+1轧辊转速，S_f,i+1为机架F_i+1轧件的前滑系数，Δt为时间步长。

S33:机架F_i+1下游各机架调节阶段：

变厚度点每移动到待命机架的各个后续下游机架时参照所述步骤S32进行调整，进而对机架F₅上游的相应机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，以及对相应机架下游各机架进行辊速调整，以保证下游各机架间张力值稳定，直到变厚度点到达机架F₅前时；

S34:机架F₅调节阶段：

S341:机架F₅轧辊辊缝辊速调节：

机架F₅轧辊调节过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使机架F₅改变辊缝时其后张力保持不变，使其对上游机架轧制无影响，通过辊缝控制模型，在入口变厚度区刚通过后，将产品最终轧件厚度调整为新的设定厚度值；

S342:待命机架加入轧制的过程结束，变规程完成后精轧机组进入五机架连轧状态。

优选地，S221、S241、S322、S341步骤中，所述张力控制模型如下：

本发明步骤S312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为机架F_n的单位后张力，H_n为机架F_n的入口厚度，H_n-1为机架F_n-1的入口厚度，

为机架τ时刻F_n的出口厚度，σ_f,n-1为F_n-1机架单位前张力，

为τ时刻F_n机架单位后张力，

为τ时刻机架F_n的入口厚度。

优选地，S221、S241、S312、S322、S341步骤中，所述第一轧辊速度控制模型如下：

V_b,n＝V_R,n(1-S_b,n-ΔS_b,n)

其中V_b,n为机架F_n轧件入口速度，S_b,n为机架F_n轧件的后滑系数，V_R,n为机架F_n轧辊转速，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，ΔS_b,n为机架F_n轧件的前滑系数改变量。

优选地，S221、S241、S312、S313、S322、S323、S341步骤中，所述辊缝控制模型如下：

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

优选地，S313、S323步骤中，所述张力变换及轧辊速度控制模型如下：

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，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后张力的目标值，σ_f,now为机架F_n+1后张力的当前值，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，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，ΔS_f,n为机架F_n轧件的前滑系数改变量。

优选地，S222、S242、S314、S323步骤中，所述的第二轧辊速度控制模型如下：

……

其中ΔV_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速改变量，V_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速，S_b,n+1为机架F_n+1轧件的后滑系数，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，V_R,n为机架F_n轧辊转速，S_f,n为机架F_n轧件的前滑系数，ΔV_R,n+2为机架F_n+2轧辊转速改变量，S_b,n+2为机架F_n+2轧件的后滑系数，ΔV_R,5为机架F₅轧辊转速改变量，S_b,5为机架F₅轧件的后滑系数，ΔV_R,4为机架F₄轧辊转速改变量，S_f,4为机架F₄轧件的前滑系数。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明中的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，首先进行各机架间张力和轧件的厚度控制，通过建立动态的数学模型，调节换辊过程中各个阶段的轧辊转速和辊缝，在保证稳定轧制的前提下，通过产品的变规程，实现四机架非常态轧制向五机架常态轧制的过渡，在保证轧机稳定轧制的前提下在线完成待命机架的加入过程，保证了ESP生产线的连续性，减少了因停机造成的能源损失。本发明也适用于已投产的ESP生产线，具有较高的应用价值。

附图说明

图1为根据本发明的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法的流程图；

图2为根据本发明的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法中待命机架压下前调节阶段的流程图；

图3为根据本发明的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法中待命机架压下时调节及压下后调节阶段的流程图；以及

图4为根据本发明的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法由四机架连轧变为五机架连轧的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，通过轧制产品的规程变换，实现由四机架非常态轧制变为五机架常态轧制，五个机架分别为F₁、F₂、F₃、F₄和F₅，预设未撤辊前五个机架之间的距离相等，均为L。优选地，各机架间4.5米。如图1至图3所示，本发明中的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法根据轧制工艺参数、板带参数及轧机参数，对各个机架均需要进行调节，首先确定待定机架F_i，对待命机架Fi上游各机架进行待命机架加入轧制前的调节阶段，当变厚度点到达待命机架F_i时，进行待命机架压下阶段调节。当待命机架压下阶段调节完成后，当变厚度点到达Fi+1机架时，进行待命机架下游机架调节阶段，使四机架代替五机架连轧的状态过渡到五机架正常轧制状态，实现待命机架在线不停机加入轧制过程，其具体包括以下步骤：

S1：收集并输入工艺参数、板带参数和轧机参数；

优选地，工艺参数、板带参数和轧机参数包括工作辊直径D，轧机刚度K_m，机架间距离L，五架F1～F5，入口厚度H1～H5，出口厚度h1～h5，单位前张力σ_f,1～σ_f,5，单位后张力σ_b,1～σ_b,5，钢板宽度b，首机架入口速度Vb,1。其中，首机架为第一机架F1。

S2：确定待命机架F_i，其中i表示机架的序号，1≤i≤5，对待命机架F_i上游各机架依次进行待命机架F_i加入轧制前的调节阶段；

优选地，对待命机架F_i的上游轧机的辊缝和辊速进行调节。

优选地，对上游各机架F₁至F_i-1中各个机架的调节包括两部分，其分别是对所选定的机架F_k本身的调节，以及对所选定的机架F_k的下游机架的调节；具体地，对所选定的机架F_k本身的调节F_k为辊缝和辊速的调节，对所选定的机架F_k的下游机架的调节为辊速调节。

优选地，S2的具体步骤如下：其中所选定的机架设置为F_k；其中，1≤k≤i-1；其中待命机架为F_i；

S21：当k＝1时，首先判断机架F₁是否为待命机架，若满足机架F_1＝F_i，即F₁为待命机架时，直接转入S3；若F₁不为待命机架，则转入S22；

S22：对待命机架F_i之前的机架F₁至F_i-1依次进行轧辊调节；

优选地，对待命机架F_i之前的机架F₁至F_i-1依次进行轧辊的辊缝和辊速调节的具体步骤如下：

S221：首先对待命机架F_i的上游机架F1的轧辊辊缝辊速调节：

机架F₁轧辊调节过程中，建立辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型对机架F₁进行调节，调节机架F₁的辊缝以改变其出口轧件的厚度，同时保证改变辊缝时机架F₁单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F₁的距离，将变厚度区控制在正在调节的机架F_k与正在调节的机架相邻的下游机架F_k+1之间，即机架F₁和机架F₂之间。

优选地，设变厚度区从产生到达到机架F_k+1的入口所需的时间为

其中L为相邻机架间距离，V_f,k为机架F_k轧辊线速度，则F_k整个辊缝调节过程的时间T应小于T_MAX，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量。

具体地，设变厚度区从产生到达到机架F₂的入口所需的时间为T_MAX1,

其中L为相邻机架间距离，V_f,1为机架F₁轧辊线速度，则F₁整个辊缝调节过程的时间T₁小于T_MAX1，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量。

优选地，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。

S222：机架F₁下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₁下游机架辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S223：计算变厚度区离开机架F₁距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F₁的距离L₁，当满足L₁-L≥0时，转入S23，机架F₂开始调节；

其中，则变厚度区离开机架F₁的距离L₁的计算公式如下：

L₁＝∑V_R,1(1+S_f,1)Δt；

其L₁为变厚度区离开机架F₁的距离；V_R,1为机架F₁轧辊转速，S_f,1为机架F₁轧件的前滑系数，Δt为时间步长；

S23:判断机架F₂是否为待命机架，若满足机架F_2＝F_i，即F₂为待命机架时，直接执行步骤S3；否则执行步骤S24；

S24：对机架F₂轧辊辊缝及辊速进行调节：

S241：机架F₂轧辊辊缝及辊速调节：

机架F₂轧辊调节过程中，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一辊速控制模型进行调节，调节机架F₂辊缝改变其出口轧件厚度，同时保证改变F₂辊缝时，机架F₂单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F₂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机架F₃的入口所需的时间为T_MAX2，

其中L为相邻机架间距离，V_f,2为机架F₂轧辊线速度，则机架F₂整个辊缝调节过程的时间T₂应小于T_MAX2；

S242：对机架F₂的下游机架进行辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₂下游机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S243：计算变厚度区离开机架F₂距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F₂的距离L₂，当满足L₂-L≥0时，机架F₃开始调节；

优选地，变厚度区离开机架F₂的距离L₂的计算公式如下：

L₂＝∑V_R,2(1+S_f,2)Δt；

其L₂为变厚度区离开机架F₂的距离；V_R,2为机架F₂轧辊转速，S_f,2为机架F₂轧件的前滑系数，Δt为时间步长。

S25：依次调节待命机架F_i上游其余各机架；

变厚度点每移动到下一个机架时参照步骤S21和S23判断当前机架F_k是否为待命机架F_i，之后参照步骤S22和S24对当前机架F_k的辊速及辊缝的数值进行相应的调整，并对相应机架F_k下游各机架进行辊速调整，以保证下游各机架间张力值稳定，不断重复上述过程，直到变厚度点到达待命机架F_i前时，即当满足L_i-1-L≥0时，转入S3；其中

L_i-1＝∑V_R,i-1(1+S_f,i-1)Δt；

其中L_i-1为变厚度区离开机架F_i-1的距离；V_R,i-1为机架F_i-1轧辊转速，S_f,i-1为机架F_i-1轧件的前滑系数，Δt为时间步长。

S3：待命机架F_i轧辊压下；并进行待命机架以及后续机架的调节；

优选地，进行待命机架F_i以及待命机架F_i下游机架的调节，后续机架F_i为待命机架下游轧机；

S31：待命机架F_i压下，其具体步骤如下：

S311:判断待命机架F_i是否为末机架，即F_i是否等于F₅，若F_i＝F₅待命机架为末机架，则执行步骤S312，执行完毕便结束整个轧制的过程；

否则执行完S312后，执行步骤S313；

S312:待命机架F_i轧辊压下及辊速调节：

待命机架F_i轧辊压下过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使待命机架F_i改变辊缝时，机架F_i-1前张力保持不变，待命机架F_i轧辊压下时对待命机架F_i的上游机架轧制无影响，通过辊缝控制模型使机架F_i达到设定的出口厚度值，待命机架F_i投入轧制过程；

S313:机架F_i+1轧辊辊缝及辊速调节：

通过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，通过第一轧辊速度控制模型，在变厚度区通过该机架前使机架F_i+1保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，调节F_i+1机架辊缝改变其出口轧件厚度；

S314:机架F_i+1下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F_i+1下游各机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S315:计算变厚度区离开待命机架F_i距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F_i的距离L_i，当满足L_i-L≥0时，，转入步骤S32，机架F_i+1开始调节；

优选地，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。

S32机架F_i+1调节阶段：

S321:判断机架F_i+1是否为末机架，若为末机架则执行完步骤S322便结束整个待命机架加入轧制的过程，否则顺序执行接下来的步骤S323；

S322:机架F_i+1轧辊辊缝辊速调节：

机架F_i+1轧辊调节过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，在变厚度区通过该机架后使机架F_i+1保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，将产品出口厚度调整为新的设定厚度值；

S323:机架F_i+2机架辊速调节：

通过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，通过第一轧辊速度控制模型，在变厚度区通过该机架前使机架F_i+2保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，调节F_i+2机架辊缝改变其出口轧件厚度；

S324:机架F_i+2下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F_i+2下游各机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S325:计算变厚度区离开机架F_i+1距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F_i+1的距离L_i+1，当满足L_i+1-L≥0时，机架F_i+2开始调节，执行下一步骤；

优选地，距离模型如下：

L_i+1＝∑V_R,i+1(1+S_f,i+1)Δt

其中V_R,i+1为机架F_i+1轧辊转速，S_f,i+1为机架F_i+1轧件的前滑系数，Δt为时间步长。

S33:机架F_i+1下游各机架调节阶段：

变厚度点每移动到待命机架的各个后续下游机架时参照步骤S32进行调整，进而对机架F₅上游的相应机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，以及对相应机架下游各机架进行辊速调整，以保证下游各机架间张力值稳定，直到变厚度点到达机架F₅前时；

S34:机架F₅调节阶段：

S341:机架F₅轧辊辊缝辊速调节：

机架F₅轧辊调节过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使机架F₅改变辊缝时其后张力保持不变，使其对上游机架轧制无影响，通过辊缝控制模型，在入口变厚度区刚通过后，将产品最终轧件厚度调整为新的设定厚度值；

S342:待命机架加入轧制的过程结束，变规程完成后精轧机组进入五机架连轧状态。

本发明步骤S1中的工艺、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，五架F₁～F₅，入口厚度H₁～H₅，出口厚度h₁～h₅，单位前张力σ_f,1～σ_f,5，单位后张力σ_b,1～σ_b,5，钢板宽度b，首机架入口速度V_b,1。

本发明步骤S223、S243、S315、S325中的距离模型如下：

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S221)、S241、S322、S341中的张力控制模型如下：

本发明步骤S312中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为机架F_n的单位后张力，H_n为机架F_n的入口厚度，H_n-1为机架F_n-1的入口厚度，

为机架τ时刻F_n的出口厚度，σ_f,n-1为F_n-1机架单位前张力，

为τ时刻F_n机架单位后张力，

为τ时刻机架F_n的入口厚度；

本发明步骤S221、S241、S312、S322、S341中的第一轧辊速度控制模型如下：

V_b,n＝V_R,n(1-S_b,n-ΔS_b,n)

其中V_b,n为机架F_n轧件入口速度，S_b,n为机架F_n轧件的后滑系数，V_R,n为机架F_n轧辊转速，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，ΔS_b,n为机架F_n轧件的前滑系数改变量。

本发明步骤S221、S241、S312、S313、S322、S323、S341中的辊缝控制模型如下：

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

本发明步骤S313、S323中的张力变换及轧辊速度控制模型如下：

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，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后张力的目标值，σ_f,now为机架F_n+1后张力的当前值，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，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，ΔS_f,n为机架F_n轧件的前滑系数改变量。

本发明步骤S222、S242、S314、S323中的第二轧辊速度控制模型如下：

……

其中ΔV_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速改变量，V_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速，S_b,n+1为机架F_n+1轧件的后滑系数，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，V_R,n为机架F_n轧辊转速，S_f,n为机架F_n轧件的前滑系数，ΔV_R,n+2为机架F_n+2轧辊转速改变量，S_b,n+2为机架F_n+2轧件的后滑系数，ΔV_R,5为机架F₅轧辊转速改变量，S_b,5为机架F₅轧件的后滑系数，ΔV_R,4为机架F₄轧辊转速改变量，S_f,4为机架F₄轧件的前滑系数。

具体地，以换辊机架F₂为例来进行阐述，规程表见表1。

表1规程表

如表1所示，当机架F₂的轧辊需要在线加入轧制时，可使轧机的规格由1.15mm变为原1mm，轧制规程由规程一切换为规程二。规程二的每道次压下率较规程一都有小幅度的减少，从而合理地实现了精轧机组由非常态的四机架连轧过渡到常态的五机架连轧，实现了待命机架F₂在线不停机加入轧制的过程。

参照图1～3，本发明实施例的一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法具体的包括以下步骤：

(1)收集并输入工艺、板带、轧机参数；

(2)待命机架F₂加入轧制前调节阶段：

2a)首先可以判断出机架F₁不是换辊后的待命机架，则执行下一步骤即2b)；

2b)机架F₁轧辊辊缝辊速调节阶段：

2b1)机架F₁轧辊辊缝和辊速调节：

机架F₁轧辊调节过程中，通过辊缝控制模型、张力控制模型和辊速控制模型一来调节，调节机架F₁辊缝改变其出口轧件厚度，同时保证改变辊缝时机架F₁单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响。

辊缝控制模型为：

其中h₁为F₁机架轧件的出口厚度，ΔP₁为F₁机架的轧制力变化量，K₁为轧机刚度，ΔS₁为F₁机架辊缝改变量。

张力控制模型为：

其中σ_b,1为机架F₁的单位后张力，H₁为机架F₁的入口厚度，

为τ时刻F₁机架单位后张力，

为τ时刻机架F₁的入口厚度。

第一轧辊速度控制模型为：V_b,1＝V_R,1(1-S_b,1-ΔS_b,1)

其中V_b,1为机架F₁轧件入口速度，S_b,1为机架F₁轧件的后滑系数，V_R,1为机架F₁轧辊转速，ΔV_R,1为机架F₁轧辊转速改变量，ΔS_b,1为机架F₁轧件的前滑系数改变量。

同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F₁的距离，将变厚度区控制在F₁和F₂两个机架内，设变厚度区从产生到达到机架F₂的入口所需的时间为T_MAX，

其中L为相邻机架间距离，V_f,1为机架F₁轧辊线速度，则整个辊缝调节过程的时间T应小于T_MAX；

2b2)机架F₁下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₂下游机架辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定。

第二轧辊速度控制模型如下：

其中ΔV_R,1为机架F₁轧辊转速改变量，ΔV_R,2为机架F₂轧辊转速改变量，ΔV_R,3为机架F₃轧辊转速改变量，ΔV_R,4为机架F₄轧辊转速改变量，ΔV_R,5为机架F₅轧辊转速改变量，V_R,1为机架F₁轧辊转速，V_R,2为机架F₂轧辊转速，S_b，2为机架F₂轧件的后滑系数，S_b，3为机架F₃轧件的后滑系数，S_b，4为机架F₄轧件的后滑系数，S_b，5为机架F₅轧件的后滑系数，ΔS_f，1为机架F₁轧件的前滑系数改变量，S_f，1为机架F₁轧件的前滑系数，S_f，2为机架F₂轧件的前滑系数，S_f，3为机架F₃轧件的前滑系数，S_f，4为机架F₄轧件的前滑系数。

2b3)计算变厚度区离开机架F₁距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F₁的距离L₁，

距离模型如下：

L₁＝∑V_R,1(1+S_f,1)Δt

当满足L₁-L≥0时，机架F₂开始调节，执行下一步骤2c)。

2c)可以判断机架F₂为换辊后的待命机架，因此下一步直接执行步骤(3)。

(3)待命机架F₂加入轧制及后续机架调节阶段：

3a)待命机架F₂加入阶段：

3a1)首先可以判断新辊机架F₂并不是末机架，因此顺序执行接下来的步骤；

3a2)待命机架F₂轧辊压下及辊速调节：

待命机架F₂轧辊压下过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使待命机架F₂改变辊缝时F₁前张力保持不变，抬升时对上游机架轧制无影响，通过辊缝控制模型使其出口厚度达到新的设定厚度值；

辊缝控制模型为：

其中h₂为F₂机架轧件的出口厚度，ΔP₂为F₂机架的轧制力变化量，K₂为轧机刚度，ΔS₂为F₂机架辊缝改变量。

张力控制模型为：

其中σ_f,1为机架F₁的单位前张力，h₁为机架F₁的出口厚度，

为τ时刻F₂机架单位后张力，

为τ时刻机架F₂的出口厚度。

第一轧辊速度控制模型为：V_b,2＝V_R,2(1-S_b,2-ΔS_b,2)

其中V_b,2为机架F₂轧件入口速度，S_b,2为机架F₂轧件的后滑系数，V_R,2为机架F₂轧辊转速，ΔV_R,2为机架F₂轧辊转速改变量，ΔS_b,2为机架F₂轧件的后滑系数改变量。

3a3)机架F₃轧辊辊缝及辊速调节：

通过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，使机架F₃调节辊缝改变出口轧件厚度达到新的设定厚度值，同时保证改变辊缝时机架F₃单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，

辊缝控制模型如下：

其中h₃为F₃机架轧件的出口厚度，ΔP₃为F₃机架的轧制力变化量，K₃为轧机刚度，ΔS₃为F₃机架辊缝改变量。

张力变换及轧辊速度控制模型如下：

其中V_f,2为机架F₂轧件出口速度，V_b,3为机架F₃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F₃后张力的目标值，σ_f,now为机架F₃后张力的当前值，ΔV_R,2为机架F₂轧辊转速改变量，S_f,2为机架F₂轧件的前滑系数，S_b,3为机架F₃轧件的后滑系数，ΔS_f,2为机架F₂轧件的前滑系数改变量。

3a4)机架F₃下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₃下游各机架进行辊速调节，以保证机架F₃下游各机架间张力值的稳定，

优选地，第二轧辊速度控制模型如下：

其中ΔV_R,3为机架F₃轧辊转速改变量，ΔV_R,4为机架F₄轧辊转速改变量，ΔV_R,5为机架F₅轧辊转速改变量，V_R,3为机架F₃轧辊转速，V_R,4为机架F₄轧辊转速，S_b，4为机架F₄轧件的后滑系数，S_b，5为机架F₅轧件的后滑系数，ΔS_f,3为机架F₃轧件的前滑系数改变量，S_f，3为机架F₃轧件的前滑系数，S_f，4为机架F₄轧件的前滑系数。

3a5)计算变厚度区离开待命机架F₂距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F₂的距离L₂，当满足L₂-L≥0时，机架F₃开始调节，执行下一步骤3b)，

距离模型如下：

L₂＝∑V_R,2(1+S_f,2)Δt

3b)机架F₃调节阶段：

3b1)首先判断出机架F₃不为末机架，因此则顺序执行接下来的步骤；

3b2)机架F₃轧辊辊缝辊速调节阶段：

机架F₃轧辊调节过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使机架F₃改变辊缝时其后张力保持不变，对上游机架轧制无影响。通过辊缝控制模型，将产品出口厚度调整为新的设定厚度值，

张力控制模型为：

其中σ_b,3为机架F₃的单位后张力，H₃为机架F₃的入口厚度，

为τ时刻F₃机架单位后张力，

为τ时刻机架F₃的入口厚度；

辊速控制模型一为：V_b,3＝V_R,3(1-S_b,3-ΔS_b,3)

其中V_b,3为机架F₃轧件入口速度，S_b,3为机架F₃轧件的后滑系数，V_R,3为机架F₃轧辊转速，ΔV_R,3为机架F₃轧辊转速改变量，ΔS_b,3为机架F₃轧件的后滑系数改变量。

3b3)机架F₄轧辊辊缝及辊速调节：

通过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，使机架F₄调节辊缝改变出口轧件厚度达到新的设定厚度值，同时保证改变辊缝时机架F₄单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，

辊缝控制模型如下：

其中h₄为F₄机架轧件的出口厚度，ΔP₄为F₄机架的轧制力变化量，K₄为轧机刚度，ΔS₄为F₄机架辊缝改变量。

张力变换及轧辊速度控制模型如下：

其中V_f,3为机架F₃轧件出口速度，V_b,4为机架F₄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F₄后张力的目标值，σ_f,now为机架F₄后张力的当前值，ΔV_R,3为机架F₃轧辊转速改变量，S_f,3为机架F₃轧件的前滑系数，为机架F₄轧件的后滑系数，ΔS_f,3为机架F₃轧件的前滑系数改变量。

3b3)机架F₄下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₄下游各机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定，

第二轧辊速度控制模型：

其中ΔV_R,4为机架F₄轧辊转速改变量，ΔV_R,5为机架F₅轧辊转速改变量，V_R,4为机架F₄轧辊转速，V_R,5为机架F₅轧辊转速，S_b，5为机架F₅轧件的后滑系数，ΔS_f,4为机架F₄轧件的前滑系数改变量，S_f，4为机架F₄轧件的前滑系数。

3b4)计算变厚度区离开机架F₃距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F₃的距离L₃，当满足L₃-L≥0时，机架F₄开始调节，执行下一步骤，

距离模型：

L₃＝∑V_R,3(1+S_f,3)Δt

3c)机架F₃下游的各机架阶段：

变厚度点每移动到下游机架时参照步骤3b)进行调整，进而对机架F₅上游的相应机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，以及对相应机架下游各机架进行辊速调整保证下游各机架间张力值稳定，直到变厚度点到达机架F₅前时；

3d)机架F₅调节阶段：

3d1)机架F₅轧辊辊缝辊速调节阶段：

机架F₅轧辊调节过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使机架F₅改变辊缝时其后张力保持不变，对上游机架轧制无影响。通过辊缝控制模型，将产品最终成品厚度调整为新的设定厚度值；

辊缝控制模型：

其中h₅为F₅机架轧件的出口厚度，ΔP₅为F₅机架的轧制力变化量，K₅为轧机刚度，ΔS₅为F₅机架辊缝改变量。

第一轧辊速度控制模型：V_b,5＝V_R,5(1-S_b,5-ΔS_b,5)

其中V_b,5为机架F₅轧件入口速度，S_b,5为机架F₅轧件的后滑系数，V_R,5为机架F₅轧辊转速，ΔV_R,5为机架F₅轧辊转速改变量，ΔS_b,5为机架F₅轧件的后滑系数改变量。

3d2)待命机架加入轧制的过程结束，变规程完成后精轧机组进入五机架连轧状态。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，对各个机架均需要进行调节，且各机架间的调节为级联调节，其具体步骤如下：

S1：收集并输入工艺参数、板带参数和轧机参数；

S2：确定待命机架F_i，其中i表示机架的序号，1≤i≤5，对待命机架F_i上游各机架依次进行待命机架F_i加入轧制前阶段的调节；

S3：当变厚度点到达待命机架F_i时，待命机架F_i轧辊压下，加入轧制过程，开始进行待命机架F_i压下阶段的调节；

S4：待命机架F_i压下阶段调节完成后，当变厚度点到达F_i+1机架时，开始待命机架F_i下游机架调节阶段；

S5：使四机架代替五机架连轧的状态过渡到五机架正常轧制状态，进入变规格后常态五机架连轧，实现待命机架在线不停机加入轧制过程；

S2具体包括以下步骤：

步骤S2中对待命机架F_i的上游各机架F₁至F_i-1中各个机架的调节包括两部分，其分别是对所选定的机架F_k本身的调节，以及对所选定的机架F_k的下游机架的调节，其中，待命机架为F_i，1≤k≤i-1；对所选定的机架F_k本身的调节为辊缝和辊速的调节，对所选定的机架F_k的下游机架的调节为辊速调节；

S21：当k＝1时，首先判断机架F₁是否为待命机架，若满足机架F₁＝F_i，F₁为待命机架时，直接转入S3；若F₁不为待命机架，则转入S22；

S22：对待命机架F_i之前的机架F₁至F_i-1依次进行轧辊调节；

对待命机架F_i之前的机架F₁至F_i-1依次进行轧辊的辊缝和辊速调节的具体步骤如下：

S221：首先对待命机架F_i的上游机架F1的轧辊辊缝辊速调节：

机架F₁轧辊调节过程中，建立辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一轧辊速度控制模型对机架F₁进行调节，调节机架F₁的辊缝以改变其出口轧件的厚度，同时保证改变辊缝时机架F₁单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F₁的距离，将变厚度区控制在正在调节的机架F_k与正在调节的机架相邻的下游机架F_k+1之间，即机架F₁和机架F₂之间；

设变厚度区从产生到达到机架F_k+1的入口所需的时间为

其中L为相邻两个机架间距离，V_f,k为机架F_k轧辊线速度，则F_k整个辊缝调节过程的时间T应小于T_MAX，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量；

设变厚度区从产生到达到机架F₂的入口所需的时间为T_MAX1,

其中L为相邻两个机架间距离，V_f,1为机架F₁轧辊线速度，则F₁整个辊缝调节过程的时间T₁小于T_MAX1，以便控制变厚度区域的长度，避免影响板形或板带的质量；

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；

S222：机架F₁下游机架辊速调节；

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₁下游机架辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S223：计算变厚度区离开机架F₁距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F₁的距离L₁，当满足L₁-L≥0时，转入S23，机架F₂开始调节；

其中，则变厚度区离开机架F₁的距离L₁的计算公式如下：

L₁＝∑V_R,1(1+S_f,1)Δt；

其L₁为变厚度区离开机架F₁的距离；V_R,1为机架F₁轧辊转速，S_f,1为机架F₁轧件的前滑系数，Δt为时间步长；

S23:判断机架F₂是否为待命机架，若满足机架F₂＝F_i，F₂为待命机架时，直接执行步骤S3，否则继续执行步骤S24；

S24：对机架F₂轧辊辊缝及辊速进行调节：

S241：机架F₂轧辊辊缝及辊速调节：

机架F₂轧辊调节过程中，通过辊缝控制模型、张力控制模型和第一辊速控制模型进行调节，调节机架F₂辊缝改变其出口轧件厚度，同时保证改变F₂辊缝时，机架F₂单位后张力保持不变，使其对上游生产无影响，同时通过距离模型跟踪变厚度区离开机架F₂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机架F₃的入口所需的时间为T_MAX2，

其中L为相邻机架间距离，V_f,2为机架F₂轧辊线速度，则机架F₂整个辊缝调节过程的时间T₂应小于T_MAX2；

S242：对机架F₂的下游机架进行辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F₂下游机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S243：计算变厚度区离开机架F₂距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F2的距离L2，当满足L₂-L≥0时，机架F3开始调节；

变厚度区离开机架F2的距离L2的计算公式如下：

L₂＝∑V_R,2(1+S_f,2)Δt；

其L₂为变厚度区离开机架F₂的距离；V_R,2为机架F₂轧辊转速，S_f,2为机架F₂轧件的前滑系数，Δt为时间步长；

S25：依次调节待命机架Fi上游其余各机架；

变厚度点每移动到下一个机架时参照所述步骤S21和S23判断当前机架Fk是否为待命机架Fi，之后参照所述步骤S22和S24对当前机架Fk的辊速及辊缝的数值进行相应的调整，并对相应机架Fk下游各机架进行辊速调整，以保证下游各机架间张力值稳定，不断重复上述过程，直到变厚度点到达待命机架Fi前时，即当满足L_i-1-L≥0时，转入S3；其中

L_i-1＝∑V_R,i-1(1+S_f,i-1)Δt；

其中L_i-1为变厚度区离开机架F_i-1的距离；V_R,i-1为机架F_i-1轧辊转速，S_f,i-1为机架F_i-1轧件的前滑系数，Δt为时间步长；

S3具体包括以下步骤：

S31：待命机架F_i压下，其具体步骤如下：

S311:判断待命机架F_i是否为末机架，F_i是否等于F₅，若F_i＝F₅，待命机架为末机架，则执行S312，执行完成后结束轧制；

若Fi≠F5，Fi不是末机架执行S312后继续执行S313；

S312:待命机架F_i轧辊压下及辊速调节：

待命机架F_i轧辊压下过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使待命机架F_i改变辊缝时，机架F_i-1前张力保持不变，待命机架F_i轧辊压下时对待命机架F_i的上游机架轧制无影响，通过辊缝控制模型使机架F_i达到设定的出口厚度值，待命机架F_i投入轧制过程；

S313:机架F_i+1轧辊辊缝及辊速调节：

通过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，通过第一轧辊速度控制模型，在变厚度区通过该机架前使机架F_i+1保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，调节F_i+1机架辊缝改变其出口轧件厚度；

S314:机架F_i+1下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F_i+1下游各机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S315:计算变厚度区离开待命机架F_i距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F_i的距离L_i，当满足L_i-L≥0时，转入步骤S32，机架F_i+1开始调节；

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；

S32：机架F_i+1调节阶段：

S321:判断机架F_i+1是否为末机架，若为末机架则执行完步骤S322便结束整个待命机架加入轧制的过程，否则执行完S322后继续执行接下来的步骤S323；

S322:机架F_i+1轧辊辊缝辊速调节：

机架F_i+1轧辊调节过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，在变厚度区通过该机架后使机架F_i+1保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，将产品出口厚度调整为新的设定厚度值；

S323:机架F_i+2机架辊速调节：

通过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，通过第一轧辊速度控制模型，在变厚度区通过该机架前使机架F_i+2保证其后张力保持不变，同时通过辊缝模型，调节F_i+2机架辊缝改变其出口轧件厚度；

S324:机架F_i+2下游机架辊速调节：

通过第二轧辊速度控制模型对机架F_i+2下游各机架进行辊速调节，以保证下游各机架间张力值的稳定；

S325:计算变厚度区离开机架F_i+1距离：

通过距离模型进行不断累积计算变厚度区离开机架F_i+1的距离L_i+1，当满足L_i+1-L≥0时，机架F_i+2开始调节，执行下一步骤；

距离模型如下：

L_i+1＝∑V_R,i+1(1+S_f,i+1)Δt

其中V_R,i+1为机架F_i+1轧辊转速，S_f,i+1为机架F_i+1轧件的前滑系数，Δt为时间步长；

S33:机架F_i+1下游各机架调节阶段：

变厚度点每移动到待命机架的各个后续下游机架时参照所述步骤S32进行调整，进而对机架F₅上游的相应机架的辊速及辊缝值进行相应的调整，以及对相应机架下游各机架进行辊速调整，以保证下游各机架间张力值稳定，直到变厚度点到达机架F₅前时；

S34:机架F₅调节阶段：

S341:机架F₅轧辊辊缝辊速调节：

机架F₅轧辊调节过程中，通过张力控制模型和第一轧辊速度控制模型来调速，使机架F₅改变辊缝时其后张力保持不变，使其对上游机架轧制无影响，通过辊缝控制模型，在入口变厚度区刚通过后，将产品最终轧件厚度调整为新的设定厚度值；

S342:待命机架加入轧制的过程结束，变规程完成后精轧机组进入五机架连轧状态。

2.如权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，所述工艺参数、板带参数和轧机参数包括工作辊直径D，轧机刚度K_m，相邻机架间距离L，五架F₁～F₅，入口厚度H₁～H₅，出口厚度h₁～h₅，单位前张力σ_f,1～σ_f,5，单位后张力σ_b,1～σ_b,5，钢板宽度b，首机架入口速度V_b,1，其中，第一机架F₁为首机架。

3.如权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，S221、S241、S322、S341步骤中，所述张力控制模型如下：

步骤S312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为机架F_n的单位后张力，H_n为机架F_n的入口厚度，H_n-1为机架F_n-1的入口厚度，

为机架τ时刻F_n的出口厚度，σ_f,n-1为F_n-1机架单位前张力，

为τ时刻F_n机架单位后张力，

为τ时刻机架F_n的入口厚度，h_n-1为F_n-1机架轧件出口厚度。

4.如权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，S221、S241、S312、S322、S341步骤中，所述第一轧辊速度控制模型如下：

V_b,n＝V_R,n(1-S_b,n-ΔS_b,n)

其中V_b,n为机架F_n轧件入口速度，S_b,n为机架F_n轧件的后滑系数，V_R,n为机架F_n轧辊转速，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，ΔS_b,n为机架F_n轧件的后滑系数改变量。

5.如权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，S221、S241、S312、S313、S322、S323、S341步骤中，所述辊缝控制模型如下：

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

6.如权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，S313、S323步骤中，所述张力变换及轧辊速度控制模型如下：

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，L为相邻机架间距离，E为轧件的弹性模量，Δt为时间步长，σ_f,target为机架F_n+1后张力的目标值，σ_f,now为机架F_n+1后张力的当前值，ΔV_R,n为机架F_n轧辊转速改变量，ΔV_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速改变量，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，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，ΔS_f,n为机架F_n轧件的前滑系数改变量，ΔS_b,n+1为机架F_n+1轧件的后滑系数改变量。

7.如权利要求1所述的实现ESP精轧机组在线换辊撤辊后待命机架加入的方法，其特征在于，S222、S242、S314、S323步骤中，所述的第二轧辊速度控制模型如下：

……

其中ΔV_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速改变量，V_R,n+1为机架F_n+1轧辊转速，S_b,n+1为机架F_n+1轧件的后滑系数，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，V_R,n为机架F_n轧辊转速，S_f,n为机架F_n轧件的前滑系数，S_f,n+1为机架F_n+1轧件的前滑系数，ΔV_R,n+2为机架F_n+2轧辊转速改变量，S_b,n+2为机架F_n+2轧件的后滑系数，ΔV_R,5为机架F₅轧辊转速改变量，S_b,5为机架F₅轧件的后滑系数，ΔV_R,4为机架F₄轧辊转速改变量，S_f,4为机架F₄轧件的前滑系数。

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