CN110180898B - 一种用于平整机组目标板形曲线的设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于平整机组目标板形曲线的设定方法，具体包括以下步骤：步骤1，收集设备与板带参数；步骤2，通过入口厚度横向分布值，利用最小二乘法拟合得到入口板形曲线方程；步骤3，计算入口板形拟合曲线的最大值与最小值，得出原始板形值；步骤4，设定板形质量保守系数，通过计算公式得到目标板形趋势变化系数；步骤5，通过目标板形曲线方程，计算得出目标板形值；步骤6，输出目标板形曲线与目标板形值，完成平整机组目标板形曲线的设定，从而避免复合浪、小碎浪等附加浪形的产生，提高实物板形质量，有效降低产品残留内应力，更好满足用户的使用要求。

Description

一种用于平整机组目标板形曲线的设定方法

技术领域

本发明涉及平整机生产工艺技术领域，具体涉及一种用于平整机组目标板形曲线的设定方法。

背景技术

近年来，随着板带用户逐渐由中低端转向高端，用户对板带产品的板形质量提出了越来越高的要求。而平整机组作为冷轧板带生产中最接近于成品的一道工序，其目标板形曲线的设定直接影响着成品带钢的质量。

在传统的目标板形曲线设定中，一般是理想化的将目标板形设定为零或接近于零，也就是说，采用微中浪或直线的板形控制模式。在板形闭环控制系统的作用下，将出口实际板形分布值反馈到控制系统，通过平整工艺参数的调整使得出口板形逐渐向目标板形曲线靠拢。虽然这种采用微中浪或者直线作为目标板形曲线的方式会使得整体板形值表现很小，但是在这种控制模式下，板形控制系统为了使得出口板形最大程度地接近目标板形曲线，就会不断调整工艺参数，加之设备的控制精度与安装误差，出口板形值就会在目标板形曲线附近上下跳跃，表现在实际出口板形曲线上的板形值在带钢宽度方向上正、负交替变换，因此，在宏观上即表现为复合浪、小碎浪等附加浪形缺陷。

如图1所示，造成复合浪、小碎浪等附加浪形缺陷的原因是目标板形曲线的设定没有考虑来料板形情况，只通过调整工艺参数让出口板形尽可能地去接近为零的目标曲线，这样是不合理的，虽然整体板形值很好，但复合浪、小碎浪等附加浪形的产生直接影响了带钢内部应力分布，对后续用户剪切加工、冲压等工序极为不利。因此，在保证整体板形良好的情况下，如何根据来料板形情况正确的设定目标板形曲线，达到合理控制出口板形的目的，从而最大程度地避开复合浪、小碎浪等附加浪形缺陷的产生，就成为了现场技术攻关的难题。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种用于平整机组目标板形曲线的设定方法，该设定方法有效地控制了平整过程带钢宽度方向上板形分布值的变化趋势，从而巧妙地避免了复合浪、小碎浪等附加浪形的产生，更有利于提高产品板形质量。

为实现上述发明的目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于平整机组目标板形曲线的设定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、收集设备与板带参数，所述参数包括：平整机组板形控制系统板形控制精度σ、带钢宽度B、用户要求板形质量上限值ξ、来料板形横向分布值bx_i(i＝1,2,...,n)，n为带钢宽度方向上总分段数；

步骤2、通过入口厚度横向分布值h_0i，根据最小二乘法拟合入口

式中，a为拟合曲线的四次项系数；

b为拟合曲线的二次项系数；

c为拟合曲线的常数项系数。

步骤3、计算入口板形拟合曲线的最大值max(f₀)与最小值 min(f₀)，得出原始板形值shape_原始；

步骤4、设定板形质量保守系数η，通过计算公式得到目标板形趋势变化系数β，所述计算公式为:

步骤5、设定目标板形曲线方程f₁(x)，计算得出目标板形值 shape_目标，其计算公式为：

式中，a为拟合曲线的四次项系数；

b为拟合曲线的二次项系数；

c为拟合曲线的常数项系数；

步骤6、输出目标板形曲线f₁(x)与目标板形值shape_目标到平整机组目标板形曲线的设定，结束。

进一步地，所述步骤3中拟合曲线的最大值max(f₀)与最小值 min(f₀)其计算公式为：

所述原始板形值shape_原始为：shape_原始＝max(f₀)-min(f₀)。

进一步地，所述步骤5中得出目标板形值shape_目标计算方式为：

shape_目标＝max(f₁)-min(f₁)。

本发明的技术方案的原理是根据来料宽度方向上的板形形态，在保证整体板形良好的情况下，将目标板形曲线设定为与原始板形形态一致的曲线，其具有以下优点：

1、有效地避免了复合浪、小碎浪等附加浪形的产生；

2、提高了成品带钢的板形实物质量，更好地满足了用户的使用要求。

本发明附加技术特征所具有的有益效果将在本说明书具体实施方式部分进行说明。

附图说明

图1是复合浪、小碎浪等附加浪形缺陷产生的目标板形曲线设定图；

图2是本发明实施例中平整机组目标板形曲线的设定方法的原理图；

图3是本发明实施例中平整机组目标板形曲线的设定方法的流程图。

图4是本发明实施例1中目标板形的横向分布数值图；

图5是本发明实施例2中目标板形的横向分布数值图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

结合图3所示，步骤1、收集设备与板带参数，所述参数包括：平整机组板形控制系统板形控制精度σ＝0.5I，带钢宽度B＝1200mm，来料板形横向分布值为：

由此可得出料板形呈双边浪形态，用户要求板形质量上限值ξ＝6I；

步骤2、通过入口厚度横向分布值h_0i，根据最小二乘法拟合入口板形曲线方程f₀(x)，通过计算得出

因此，入口板形曲线可表示为：

f₀(x)＝(6.87×10^-12)·x⁴+(4.98×10^-5)x²-6.60，x∈[-600,600]；

步骤3、计算入口板形拟合曲线f₀(x)的最大值max(f₀)与最小值 min(f₀)，即

计算原始板形值shape_原始：

shape_原始＝max(f₀)-min(f₀)＝12.22+6.60＝18.82I；

步骤4、设定板形质量保守系数η＝0.5，目标板形趋势变化系数β，则

随后，设定目标板形曲线方程f₁(x)：

f₁(x)＝0.186×[(6.87×10^-12)·x⁴+(4.98×10^-5)x²-6.60]

＝(1.28×10^-12)·x⁴+(9.26×10^-6)x²-1.23，x∈[-600,600]

来料板形横向分布值bx_i、入口板形曲线方程f₀(x)、目标板形曲线方程f₁(x)，结合图4所示；

计算目标板形值shape_目标：

shape_目标＝max(f₁)-min(f₁)＝2.27+1.23＝3.50I；

输出目标板形曲线f₁(x)与目标板形值shape_目标；

最后，完成平整机组目标板形曲线的设定。

实施例2

结合图3所示，步骤1、收集设备与板带参数，主要包括：平整机组板形控制系统板形控制精度σ＝0.5I，带钢宽度B＝960mm，入口厚度横向分布值为

由此可得出料板形呈中浪形态，用户要求板形质量上限值ξ＝5I；

步骤2、通过入口厚度横向分布值h_0i，利用最小二乘法拟合入口板形曲线方程f₀(x)，通过计算得出

因此，入口板形曲线可表示为：

f₀(x)＝(1.24×10^-11)·x⁴-(7.32×10^-5)x²+5.85，x∈[-480,480]；

步骤3、计算入口板形拟合曲线f₀(x)的最大值max(f₀)与最小值 min(f₀)，即

计算原始板形值shape_原始：

shape_原始＝max(f₀)-min(f₀)＝5.85+10.36＝16.21I；

步骤4、取板形质量保守系数η＝0.5，目标板形趋势变化系数β，则

随后，设定目标板形曲线方程f₁(x)：

来料板形横向分布值bx_i、入口板形曲线方程f₀(x)、目标板形曲线方程f₁(x)，结合图5所示；

计算目标板形值shape_目标：

shape_目标＝max(f₁)-min(f₁)＝1.08+1.93＝3.01I；

输出目标板形曲线f₁(x)与目标板形值shape_目标；

最后，完成平整机组目标板形曲线的设定。

结合图1、图2，本发明专利在理论研究与现场实验的基础上，结合平整机组的设备与工艺特点，特提出了一种用于平整机组目标板形曲线的设定方法，从而完善了平整机组的板形控制系统。该方法前馈控制的原理是，考虑到来料板形情况，根据来料宽度方向上的板形形态，在保证整体板形良好的情况下，不妨就将目标板形曲线设定为与原始板形形态一致的曲线，例如若来料板形呈现双边浪形态，那么目标曲线也设定为在整体板形值允许范围内的双边浪形态的目标板形曲线。这样就有效地控制了平整过程带钢宽度方向上板形分布值的变化趋势，从而巧妙地避免了复合浪、小碎浪等附加浪形的产生，更有利于提高产品板形质量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于平整机组目标板形曲线的设定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、收集设备与板带参数，所述参数包括：平整机组板形控制系统板形控制精度σ、带钢宽度B、用户要求板形质量上限值ξ、来料板形横向分布值bx_i(i＝1,2,...,n)，n为带钢宽度方向上总分段数；

步骤2、通过入口厚度横向分布值h_0i，根据最小二乘法拟合入口板形曲线方程f₀(x)，其计算公式为：

式中，a为拟合曲线的四次项系数；

b为拟合曲线的二次项系数；

c为拟合曲线的常数项系数；

步骤3、计算入口板形拟合曲线的最大值max(f₀)与最小值min(f₀)，得出原始板形值shape_原始；

步骤4、设定板形质量保守系数η，通过计算公式得到目标板形趋势变化系数β，所述计算公式为:

步骤5、设定目标板形曲线方程f₁(x)，计算得出目标板形值shape_目标，其计算公式为：

式中，a为拟合曲线的四次项系数；

b为拟合曲线的二次项系数；

c为拟合曲线的常数项系数；

步骤6、输出目标板形曲线f₁(x)与目标板形值shape_目标到平整机组目标板形曲线的设定，结束。

2.如权利要求1所述的用于平整机组目标板形曲线的设定方法，其特征在于，所述步骤3中拟合曲线的最大值max(f₀)与最小值min(f₀)其计算公式为：

所述原始板形值shape_原始为：shape_原始＝max(f₀)-min(f₀)。

3.如权利要求1所述的用于平整机组目标板形曲线的设定方法，其特征在于，所述步骤5中得出目标板形值shape_目标计算过程为：

shape_目标＝max(f₁)-min(f₁)。

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