CN111046508B - 一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法，属于板带轧制工艺领域，特别是涉及一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法。解决了现有带钢板轧制厚度负荷分配方法难以保证板形质量，导致生产出现断带、堆钢等影响轧制稳定性的问题。它包括步骤一：设定其中一个机架出口带钢给定厚度为hi；步骤二：以给定厚度hi为基础，上下浮动30％作为厚度极限，厚度极限取值范围为[hil1，hil2]；步骤三：以给定厚度hi为中点，在厚度极限取值范围[hil1，hil2]内，将厚度划分成n等份，等份间隔为(hil2‑hil1)/n，并产生n+1个结点；步骤四：进行负荷分配权值的计算；步骤五：对带钢的平直度进行判别。它主要用于对带钢板形负荷分配的优化设计。
Description
技术领域
本发明属于板带轧制工艺领域，特别是涉及一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法。
背景技术
轧制规程设计解决的是厚度负荷分配问题。以往研究负荷分配方法是把负荷分配计算作为连轧操作过程最基本的一项工作单独考虑。大体分为二类：第一类是采用最小平方和目标函数和非线性规划的计算方法；第二类采用分配系数法，依靠经验值来决定累计负荷比例、轧制功率分配比和轧制负荷分配比的约束条件方法。这两类设计方法能较好地控制带钢厚度，但板形问题较难解决，特别是换品种规格时，需要操作工根据经验调整分配系数保证板形质量，往往带钢板形质量较差，生产出现断带、堆钢等影响轧制稳定性的生产事故。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法，它包括以下步骤：
步骤一：热连轧带钢从板坯厚度到终轧出口处轧件厚度的减薄路径有多条，经过多个机架，最终从成品机架出口输出，对多个机架进行编号，先给定一种轧制负荷分配，设定其中一个机架出口带钢给定厚度为hi；
步骤二：以给定厚度hi为基础，上下浮动30％作为厚度极限，厚度极限取值范围为[hil1，hil2]；
步骤三：以给定厚度hi为中点，在厚度极限取值范围[hil1，hil2]内，将厚度划分成n等份，等份间隔为(hil2-hil1)/n，并产生n+1个结点；
步骤四：多个机架之间的负荷分配权值通过下式计算：
式中：W为机架间负荷分配权值，α和β为影响系数，Ch为带钢板凸度，H为带钢轧前厚度，h为带钢轧后厚度，i为机架号；
步骤五：对带钢的平直度进行判别。
更进一步的，所述步骤五中带钢的平直度通过下式进行判别：
式中：Ch为带钢板凸度，h为带钢厚度，i为机架号，B为带钢宽度。
更进一步的，所述步骤三中等份数量根据机架位置划分，机架越靠后，带钢越薄等份数量越多。
更进一步的，所述步骤四中越靠近成品机架，影响系数α的取值越大，成品机架的取值范围为80％～85％。
更进一步的，所述步骤四中影响系数β与机架所在位置和机架的压下率分配相关，靠近成品机架的三个机架，影响系数β与机架的压下率分配成反比；其余位置的机架，影响系数β与机架的压下率分配成正比。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有带钢板轧制厚度负荷分配方法难以保证板形质量，导致生产出现断带、堆钢等影响轧制稳定性的问题。采用本发明对生产过程的板形、板厚进行控制，可提高控制精度、改善板形质量、提高成材率和轧制过程稳定性，只需在优化前输入边界条件，如坯料厚度、成品厚度和目标凸度，就能完成板形负荷分配权值的计算，并能保证带钢平直度良好。解决了现场上游机架工作辊窜辊常达负极限问题。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法计算的平直度变化图；
图2为本发明所述的现场实际设定的平直度变化图；
图3为本发明所述的设定计算结果和现场实际设定值比较图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-3说明本实施方式，一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法，它包括以下步骤：
步骤一：热连轧带钢从板坯厚度到终轧出口处轧件厚度的减薄路径有多条，经过多个机架，最终从成品机架出口输出，对多个机架进行编号，先给定一种轧制负荷分配，设定其中一个机架出口带钢给定厚度为hi；
步骤二：以给定厚度hi为基础，上下浮动30％作为厚度极限，厚度极限取值范围为[hil1，hil2]；
步骤三：以给定厚度hi为中点，在厚度极限取值范围[hil1，hil2]内，将厚度划分成n等份，等份间隔为(hil2-hil1)/n，并产生n+1个结点；
步骤四：多个机架之间的负荷分配权值通过下式计算：
式中：W为机架间负荷分配权值，α和β为影响系数，Ch为带钢板凸度，H为带钢轧前厚度，h为带钢轧后厚度，i为机架号；
步骤五：对带钢的平直度进行判别。
本实施例所述步骤五中带钢的平直度通过下式进行判别：
式中：Ch为带钢板凸度，h为带钢厚度，i为机架号，B为带钢宽度。
所述步骤三中等份数量根据机架位置划分，机架越靠后，带钢越薄等份数量越多，以提高计算精度。所述步骤四中越靠近成品机架，影响系数α的取值越大，成品机架的取值范围为80％～85％。所述步骤四中影响系数β与机架所在位置和机架的压下率分配相关，靠近成品机架的三个机架，影响系数β与机架的压下率分配成反比，这样，既能保证能耗均匀，又能提高板形质量；其余开始位置的机架，影响系数β与机架的压下率分配成正比，
本实施例根据板形控制策略，影响系数α原则上越靠近成品机架取值越大，一般成品取80％～85％；在满足板形最优条件后，还需要考虑轧机等负荷分配条件，提高下游机架的轧制负荷，这里以压下率分配为条件，如某机架压下率分配较大时，前面的影响系数β取较小值；而压下率分配较小时，前面的影响系数β取较大值，具体系数的选取需要通过试算选择。这样就可以以结点数和分配的权值建立关系矩阵，然后通过动态规划算法，得到板形最优的负荷分配设定值。板形最优的负荷分配动态规划法寻优过程不需要迭代计算，而且对比例凸度具体值的大小要求不高，只要求凸度的变化和厚度分配大小具有规律性，即满足凸度等负荷值是进出口厚度的单调函数，另外，这种算法适应性强，如改变目标凸度，程序会自动产生新的板形最优的负荷分配，是一种可在线应用的快速求解负荷分配的方法。
以马钢CSP热连轧生产线生产MGW600电工钢的轧制规程为例，采用本方法对其F3～F6机架出口厚度进行板形负荷分配权值计算，得到轧制规程最优化路径，采用板形预设定仿真程序进行设定计算，计算结果和现场使用的西门子模型实际设定值比较，如图3所示，模拟仿真计算结果较西门子实际设定值在厚度和凸度分配方面较优；解决了现场上游机架工作辊窜辊常达负极限问题。用平直度判别准则，对两种规程比例凸度变化进行比较，如图1和图2所示，从以上计算结果可以看出：现场平直度设定不能满足平直度死区要求，使轧制过程中的板形在线调整压力大，控制难度高，而模拟仿真计算的各机架比例凸度变化满足平直度死区要求。
以上对本发明所提供的一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一：热连轧带钢从板坯厚度到终轧出口处轧件厚度的减薄路径有多条，经过多个机架，最终从成品机架出口输出，对多个机架进行编号，先给定一种轧制负荷分配，设定其中一个机架出口带钢给定厚度为hi；
步骤二：以给定厚度hi为基础，上下浮动30％作为厚度极限，厚度极限取值范围为[hil1，hil2]；
步骤三：以给定厚度hi为中点，在厚度极限取值范围[hil1，hil2]内，将厚度划分成n等份，等份间隔为(hil2-hil1)/n，并产生n+1个结点；
步骤四：多个机架之间的负荷分配权值通过下式计算：
式中：W为机架间负荷分配权值，α和β为影响系数，Ch为带钢板凸度，H为带钢轧前厚度，h为带钢轧后厚度，i为机架号；
步骤五：对带钢的平直度进行判别，以结点数和分配的权值建立关系矩阵，通过动态规划算法，得到板形最优的负荷分配设定值；
所述步骤四中越靠近成品机架，影响系数α的取值越大，成品机架的取值范围为80％～85％，影响系数β与机架所在位置和机架的压下率分配相关，靠近成品机架的三个机架，影响系数β与机架的压下率分配成反比；其余位置的机架，影响系数β与机架的压下率分配成正比。
2.根据权利要求1所述的一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法，其特征在于：所述步骤五中带钢的平直度通过下式进行判别：
式中：Ch为带钢板凸度，h为带钢厚度，i为机架号，B为带钢宽度。
3.根据权利要求1所述的一种基于最短路径的板形负荷分配权值计算方法，其特征在于：所述步骤三中等份数量根据机架位置划分，机架越靠后，带钢越薄等份数量越多。
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