CN112122357B - 一种热连轧精轧带钢凸度分配方法 - Google Patents

一种热连轧精轧带钢凸度分配方法 Download PDF

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Abstract

一种热连轧精轧带钢凸度分配方法，属于板形控制的技术领域。它通过获取粗轧出口带钢工艺数据、获取精轧各机架出口的带钢厚度和宽度，计算F7机架出口带钢的目标比例凸度，再根据下游机架等比例凸度分配原则，确定F4、F5、F6机架出口带钢凸度，计算F1、F2、F3机架比例凸度可调节量，然后根据当量比例凸度改变最小原理计算F1、F2、F3机架出口带钢凸度，从而完成精轧带钢凸度的分配，本发明的该方法达到了保证各机架调节裕量的热连轧精轧带钢凸度的设定，为现场比例凸度设定的优化提供了理论依据。

Description

一种热连轧精轧带钢凸度分配方法
技术领域
本发明涉及一种热连轧精轧带钢凸度分配方法，属于金属的轧制技术领域。
背景技术
带钢在各行业都是应用非常普遍一种原材料，对带钢的板形要求也越来越高，体现板形的主要两个指标分别为横截面轮廓和平坦度，其中，横截面的外形最主要指标是凸度，它反映的是中部厚度与两侧的平均厚度之差；比例凸度是指带钢凸度与厚度之比，比例凸度分配是精轧机组板形设定的主要功能，其一般有两种方式：一种是采用上游机架完成比例凸度的增减(一般为F1～F4机架)，而下游机架保持比例凸度恒定不变；另一种是精轧机组所有机架都参与比例凸度的增减。无论采用哪种分配方式，单机架比例凸度的变化量都不应该超过极限值，如果超出比例凸度差上限，表明比例凸度增加过大，带钢易出现边浪；如果超出比例凸度差下限，表明比例凸度减小过大，带钢易出现中浪。
发明内容
本发明提供一种热连轧精轧带钢凸度分配方法，旨在通过对在带钢翘曲度极限允许范围内完成带钢在精机组内的比例凸度分配，采用精轧机组负荷分配、轧辊辊型设计、工作辊串辊、工作辊弯辊等调手段，在满足带钢成品厚度精度的基础上得到良好的板形。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种热连轧精轧带钢凸度分配方法，包括以下步骤：
步骤S1：获取粗轧出口带钢厚度h0(mm)，带钢凸度C0(mm)；
步骤S2：获取轧制控制系统计算的精轧各机架出口带钢厚度hi及带钢宽度bi；hi为精轧组第i机架出口带钢厚度(mm)，bi为精轧组第i机架出口带钢宽度(mm)，i＝1，2，3，4，5，6，7；
步骤S3：计算F7机架出口带钢的目标比例凸度C7/h7，其中，公式所示C7为精轧组F7机架出口带钢成品目标凸度(μm)，h7为精轧机组F7机架出口带钢厚度(mm)；
步骤S4：根据下游机架等比例凸度分配原则，确定F4、F5、F6机架出口带钢凸度Ci＝hiC7/h7，其中hi为精轧组第i机架出口带钢厚度，单位mm，i＝4，5，6；
步骤S5：计算F1、F2、F3机架比例凸度可调节量Δi，i＝1，2，3，4；
Δi＝Flatmaxi-Flatmini
其中，Flatmaxi为第i机架平坦度死区上限，Flatmini为第i机架平坦度死区下限，计算方法如下：
Figure GDA0003578071380000021
其中，公式所示hi为精轧机组第i机架出口带钢厚度，bi为精轧机组第i机架出口带钢宽度；α为带钢翘曲极限系数，热连轧中一般取值1.86-2.00。
步骤S6：根据当量比例凸度改变最小原理，计算F1、F2、F3架出口带钢凸度Ci，单位μm，i＝1，2，3；
根据当量比例凸度改变最小原理，计算F1、F2、F3架出口带钢凸度Ci的具体步骤如下：
将F1、F2、F3架出口带钢比例凸度(C1/h1,C2/h2,C3/h3)编为一组进行优化，各机架出口带钢凸度最优设定目标为使参与计算机架的当量比例凸度，该机架的当量比例凸度变量在单调的基础上标准差最小，确定Ci，故设计的目标函数为：
Figure GDA0003578071380000022
求极值的边界条件为：当C0/h0＞C7/h7时，C1/h1＞C2/h2＞C3/h3＞C4/h4；当C0/h0＜C7/h7时，C1/h1＜C2/h2＜C3/h3＜C4/h4；
式中，std为计算标准差，
Figure GDA0003578071380000023
为机架的当量比例凸度，Δi为机架比例凸度可调节量，hi为各机架出口带钢厚度，单位mm，Ci为各机架出口带钢凸度，单位μm。
本发明提供了一种热连轧精轧带钢凸度分配方法，它通过获取粗轧出口带钢工艺数据、获取精轧各机架出口的带钢厚度和宽度，计算F7机架出口带钢的目标比例凸度，再根据下游机架等比例凸度分配原则，确定F4、F5、F6机架出口带钢凸度，计算F1、F2、F3机架比例凸度可调节量，然后根据当量比例凸度改变最小原理计算F1、F2、F3机架出口带钢凸度，从而完成精轧带钢凸度的分配，得到了保证各机架调节裕量的热连轧精轧带钢凸度设定；该方法为现场比例凸度设定的优化提供了理论依据，实现了在带钢翘曲度极限允许范围内，完成带钢在精机组内的比例凸度分配；使得精轧机组的负荷分配、轧辊辊型设计以及工作辊串辊、工作辊弯辊等调整手段，在满足带钢成品厚度精度的基础上得到良好的板形。
附图说明
图1是本发明所述热连轧精轧带钢凸度分配方法的流程示意图；
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：
参看图1，某钢厂1250mm热轧机组的主轧材牌号为冷轧基料，精轧机组为7个机架。
步骤S1：获取粗轧出口带钢厚度h0，单位mm，带钢凸度C0，单位μm；
在本实施案例中，粗轧出口带钢厚度为32mm，粗轧出口带钢凸度为320μm。
步骤S2：获取轧制控制系统计算的精轧各机架出口带钢厚度hi及带钢宽度bi，hi和bi分别为精轧组第i机架出口带钢厚度和宽度，单位mm，i＝1，2，3，4，5，6，7；
获取精轧工艺参数如表1所示
表1：工艺参数
Figure GDA0003578071380000041
步骤S3：计算F7机架出口带钢的目标比例凸度C7/h7，其中，公式所示C7为精轧组F7机架出口带钢成品目标凸度，单位μm，h7为精轧机组F7机架出口带钢厚度，单位mm；
F7机架出口带钢成品目标凸度C7＝25μm。
步骤S4：根据下游机架等比例凸度分配原则，确定F4、F5、F6机架出口带钢凸度Ci＝hiC7/h7，其中hi为精轧组第i机架出口带钢厚度，单位mm，i＝4，5，6；
C4＝h4C7/h7＝52.625μm
C5＝h5C7/h7＝39.25μm
C6＝h6C7/h7＝30.75μm
步骤S5：计算F1、F2、F3机架比例凸度可调节量Δi，i＝1，2，3，4；
F1、F2、F3、F4机架比例凸度可调节量Δi的具体步骤如下：
Δi＝Flatmaxi-Flatmini
其中，Flatmaxi为第i机架平坦度死区上限，Flatmini为第i机架平坦度死区下限，计算方法如下：
Figure GDA0003578071380000051
其中，公式所示hi为精轧机组第i机架出口带钢厚度，bi为精轧机组第i机架出口带钢宽度，α为带钢翘曲极限系数，热连轧中一般取值1.86-2.00；
在本实施案例中，各机架比例凸度可调范围如表2所示。
表2各机架比例凸度可调范围
△i ΔC<sub>1</sub>/h<sub>1</sub> ΔC<sub>2</sub>/h<sub>2</sub> ΔC<sub>3</sub>/h<sub>3</sub> ΔC<sub>4</sub>/h<sub>4</sub> ΔC<sub>5</sub>/h<sub>5</sub> ΔC<sub>6</sub>/h<sub>6</sub> ΔC<sub>6</sub>/h<sub>7</sub>
/10<sup>-3</sup> /10<sup>-3</sup> /10<sup>-3</sup> /10<sup>-3</sup> /10<sup>-3</sup> /10<sup>-3</sup> /10<sup>-3</sup>
Flatmax<sub>i</sub> 9.060261261 2.800686366 1.275515965 0.68302429 0.395877297 0.251426326 0.171075273
Flatmin<sub>i</sub> -18.1205225 -5.60137273 -2.55103193 -1.36604858 -0.79175459 -0.50285265 -0.342150547
步骤S6：根据当量比例凸度改变最小原理，计算F1、F2、F3架出口带钢凸度Ci，单位μm，i＝1，2，3；
将F1、F2、F3架出口带钢比例凸度C1/h1，C2/h2，C3/h3编为一组进行优化，各机架出口带钢凸度最优设定目标为使参与计算机架的当量比例凸度，该机架的当量比例凸度变量在单调的基础上标准差最小，确定Ci，故设计的目标函数为：
Figure GDA0003578071380000052
求极值的边界条件为：
当C0/h0＞C7/h7时，C1/h1＞C2/h2＞C3/h3＞C4/h4；
当C0/h0＜C7/h7时，C1/h1＜C2/h2＜C3/h3＜C4/h4；
式中，std为计算标准差，
Figure GDA0003578071380000053
为机架的当量比例凸度，Δi为机架比例凸度可调节量，hi为精轧组各机架出口带钢厚度，单位mm，Ci为各精轧组机架出口带钢凸度，单位μm。
在本实施例中，采用当量比例凸度最小目标的凸度设定结果如表3所示。
表3采用当量比例凸度最小目标的凸度设定
Figure GDA0003578071380000061
至此，通过采用本发明热连轧精轧带钢凸度分配方法，得到了保证各机架调节裕量的热连轧精轧带钢凸度设定，该方法为现场比例凸度设定的优化提供了理论依据。

Claims (1)

1.一种热连轧精轧带钢凸度分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：获取粗轧出口带钢厚度h0mm，带钢凸度C0mm；
步骤S2：获取轧制控制系统计算的精轧各机架出口带钢厚度hi及带钢宽度bi；hi为精轧机组第i机架出口带钢厚度mm，bi为精轧机组第i机架出口带钢宽度mm，i＝1，2，3，4，5，6，7；
步骤S3：计算F7机架出口带钢的目标比例凸度C7/h7，其中，公式所示C7为精轧机组F7机架出口带钢成品目标凸度μm，h7为精轧机组F7机架出口带钢厚度mm；
步骤S4：根据下游机架等比例凸度分配原则，确定F4、F5、F6机架出口带钢凸度Ci＝hiC7/h7，其中hi为精轧机组第i机架出口带钢厚度，单位mm，i＝4，5，6；
步骤S5：计算F1、F2、F3、F4机架比例凸度可调节量Δi，i＝1，2，3，4；
Δi＝Flat maxi-Flat mini
其中，Flatmaxi为第i机架平坦度死区上限，Flatmini为第i机架平坦度死区下限，计算方法如下：
Figure FDA0003621841280000011
其中，公式所示hi为精轧机组第i机架出口带钢厚度，bi为精轧机组第i机架出口带钢宽度；α为带钢翘曲极限系数，热连轧中取值1.86-2.00；
步骤S6：根据当量比例凸度改变最小原理，计算F1、F2、F3架出口带钢凸度Ci，单位μm，i＝1，2，3；
具体步骤如下：
1)将F1、F2、F3架出口带钢比例凸度C1/h1，C2/h2，C3/h3编为一组进行优化，各机架出口带钢凸度最优设定目标为使参与计算机架的当量比例凸度，该当量比例凸度变量在单调的基础上标准差最小，确定Ci，故设计的目标函数为：
Figure FDA0003621841280000012
2)求极值的边界条件为：当C0/h0＞C7/h7时，C1/h1＞C2/h2＞C3/h3＞C4/h4；当C0/h0＜C7/h7时，C1/h1＜C2/h2＜C3/h3＜C4/h4；
式中，std为计算标准差，
Figure FDA0003621841280000013
为机架的当量比例凸度，Δi为机架比例凸度可调节量，hi为精轧机组各机架出口带钢厚度，单位mm，Ci为精轧机组各机架出口带钢凸度，单位μm。
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