CN112464389B - 轧机工作辊空冷温度的确定方法、确定装置及电子终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定方法，包括：S1：获取工作辊下机时刻的平均温度T0；根据平均温度T0、工作辊半径R，确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)，具体如下：平均温度T(t)是以工作辊半径R成反比，以空冷时间t为自变量的n次多项式函数；其中，n次多项式函数的多项式系数为fi(T0)，fi(T0)是以T0为自变量的多项式函数；n≥1且为正整数；上述确定方法可准确的计算出轧辊轧制辊期结束下机后空冷过程中任意时刻的工作辊整体平均温度值，为工作辊再次上机使用提供准确的轧辊初始温度参数，从而能够提高控制模型的设定精度，有利于提高热轧产品板形质量和轧制生产稳定性。

Description

轧机工作辊空冷温度的确定方法、确定装置及电子终端
技术领域
本申请涉及板带热轧技术领域，尤其涉及轧机工作辊空冷温度的确定方法、确定装置及电子终端。
背景技术
轧机工作辊(轧辊)是热轧生产中的一个至关重要的工艺参数，在现代化带钢热轧产线控制系统中都配置有专门的计算模型，在轧制生产过程中对轧辊温度及其分布状态进行循环计算，并将其作为板形控制设定计算的基础数据。因此，控制系统对轧辊温度的计算精度直接影响了板形控制设定计算的精度，不仅对产品板形质量造成不可忽视的间接影响，严重的情况下还会造成轧制过程不稳定而导致生产事故。为提高控制系统的轧辊温度计算精度，轧辊上机温度状态作为模型计算的初始条件，对最终计算结果至关重要。
近年来高速钢工作辊(轧辊)在带钢热轧轧机上广泛应用，高速钢工作辊在完成一个轧制辊期下机后，通常根据不同的技术要求，经一段时间的空冷后继续上机使用。由于工作辊空冷时间在0.5～12小时范围内不固定，并且由于工作辊条件和轧制辊期工况条件千变万化，工作辊下机时的温度状态也各有不同。只能凭借经验或人工测量来对评估工作辊上机初始温度状态，其中，经验确定方法适应不了上述复杂的工况条件，误差过大，而人工测量方法要占用大量的人力资源，也难以与轧钢控制系统实现信息化对接。因此，如何准确得到工作辊空冷一段时间后的温度状态对提高热轧线产品板形质量和轧制生产稳定性具有重要作用。
发明内容
本发明提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定方法、确定装置及电子终端，以解决或者部分解决目前工作辊在下机后无法准确确定空冷任意时刻的工作辊温度，从而导致轧机控制模型计算精度下降，影响板形质量和轧制生产稳定性的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定方法，包括：
获取工作辊下机时刻的平均温度T0；
根据平均温度T0、工作辊半径R，确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)，具体如下：
平均温度T(t)是以工作辊半径R成反比，以空冷时间t为自变量的n次多项式函数；其中，n次多项式函数的多项式系数为fi(T0)，fi(T0)是以T0为自变量的多项式函数；n≥1且为正整数，i依次取值0,1，…，n。
可选的，平均温度T(t)是以工作辊半径R成反比，以空冷时间t为自变量的n次多项式函数，具体如下：
T(t)＝[fn(T0)tn+fn-1(T0)tn-1+……+f1(T0)t+f0(T0)]/R；
fi(T0)＝ai×T0+bi；
其中，ai、bi为计算系数。
进一步的，n＝1，T(t)为：
T(t)＝[(a1T0+b1)t+a0T0+b0]/R；
其中，a1的取值范围为-1～0，a0的取值范围为300～400；
b1的取值范围为10～30，b0的取值范围为-400～-300。
如上述的技术方案，确定方法还包括：
获取当前时刻的环境温度Tamb；
在确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，判断T(t)是否小于环境温度Tamb；
若是，确定T(t)＝Tamb。
如上述的技术方案，在确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，确定方法还包括：
将平均温度T(t)作为工作辊再次上机时的初始温度参数，初始温度参数用于轧机控制系统的初始温度输入。
基于前述技术方案相同的发明构思，本发明还提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定装置，包括：
获取模块，用于获取工作辊下机时刻的平均温度T0；
第一确定模块，用于根据平均温度T0、工作辊半径R，确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)，具体如下：
平均温度T(t)是以工作辊半径R成反比，以空冷时间t为自变量的n次多项式函数；其中，n次多项式函数的多项式系数为fi(T0)，fi(T0)是以T0为自变量的多项式函数；n≥1且为正整数，i依次取值0,1，…，n。
可选的，获取模块还用于获取当前时刻的环境温度Tamb；
确定装置还包括：
第二确定模块，用于在确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，判断T(t)是否小于环境温度Tamb；
若是，确定T(t)＝Tamb。
基于前述技术方案相同的发明构思，本发明还提供了一种电子终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现前述技术方案中任一项确定方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定方法，通过获取工作辊下机时刻的平均温度T0，然后根据工作辊半径R构建出工作辊在下机后进行空冷时，经过任意时间t的工作辊平均温度的计算模型；通过计算模型可准确的计算出轧辊轧制辊期结束下机后空冷过程中任意时刻的工作辊整体平均温度值，为工作辊再次上机使用提供准确的轧辊初始温度参数，从而能够提高控制模型的设定精度，有利于提高热轧产品板形质量和轧制生产稳定性；本实施例提供的技术方案特别适用于高速钢工作辊的使用模式。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的轧机工作辊空冷温度的确定方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明实施例1的上工作辊实测温度与模型计算温度的对比图；
图3示出了根据本发明实施例1的下工作辊实测温度与模型计算温度的对比图；
图4示出了根据本发明实施例2的上工作辊实测温度与模型计算温度的对比图；
图5示出了根据本发明实施例2的下工作辊实测温度与模型计算温度的对比图；
图6示出了根据本发明一个实施例的轧机工作辊空冷温度的确定装置示意图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
为了解决工作辊在下机后进行空冷时无法准确确定工作辊温度的问题，在一个可选的实施例中，如图1所示，提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定方法，其整体思路如下：
S1：获取工作辊下机时刻的平均温度T0；
S2：根据平均温度T0、工作辊半径R，确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)，具体如下：
平均温度T(t)是以工作辊半径R成反比，以空冷时间t为自变量的n次多项式函数；其中，n次多项式函数的多项式系数为fi(T0)，fi(T0)是以T0为自变量的多项式函数；n≥1且为正整数，i依次取值0,1，…，n。
具体的，工作辊下机时刻的平均温度即可以从热轧控制系统中读取现场自动化一级系统中采集的温度数据，也可以采用人工测量的方法获取。优选从热轧控制系统中获取，平均温度T0是根据工作辊在轴向上的多个测温点的温度数据取平均值得到的。本实施例在获取了工作辊下机时刻的平均温度T0后，结合工作辊半径R，基于大量的数据采集与分析，构建出在间隔任意空冷时间t后的工作辊平均温度T(t)的计算模型。
可可选的，平均温度T(t)是以工作辊半径R成反比，以空冷时间t为自变量的n次多项式函数，具体如下：
T(t)＝[fn(T0)tn+fn-1(T0)tn-1+……+f1(T0)t+f0(T0)]/R；
fi(T0)＝ai×T0+bi；
其中，ai、bi为计算系数；即fi(T0)是T0的线性函数。
一种优选的计算模型如下：
n＝1，则：T(t)＝[(a1T0+b1)t+a0T0+b0]/R；
其中，a1的取值范围为-1～0，a0的取值范围为300～400；
b1的取值范围为10～30，b0的取值范围为-400～-300。
优选的计算系数具体如下：
a1＝-0.555，a0＝3.788×102；b1＝23.236，b0＝-3.837×102。
可选的，上述确定方法还包括：
获取当前时刻的环境温度Tamb；
在确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，判断T(t)是否小于环境温度Tamb；
若是，确定T(t)＝Tamb。
即：当计算模型计算的温度T(t)小于环境温度Tamb时，将T(t)的值修正为环境温度Tamb。
可选的，在确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，确定方法还包括：
将平均温度T(t)作为工作辊再次上机时的初始温度参数，初始温度参数用于轧机控制系统的初始温度输入。
本实施例提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定方法，通过获取工作辊下机时刻的平均温度T0，然后根据工作辊半径R构建出工作辊在下机后进行空冷时，经过任意时间t的工作辊平均温度的计算模型；通过计算模型可准确的计算出轧辊轧制辊期结束下机后空冷过程中任意时刻的工作辊整体平均温度值，为工作辊再次上机使用提供准确的轧辊初始温度参数，从而能够提高控制模型的设定精度，有利于提高热轧产品板形质量和轧制生产稳定性；本实施例提供的技术方案特别适用于高速钢工作辊的使用模式。
在接下来的实施例中，结合具体实施数据对上述技术方案进行详细的说明：
实施例1：
将上述技术方案应用在某厂带钢热轧轧机某辊期一套F2机工作辊下机后空冷过程温度计算，本实施例中使用的计算模型为：
T(t)＝[(a1T0+b1)t+a0T0+b0]/R；
其中：a1＝-0.555，a0＝3.788×102；b1＝23.236，b0＝-3.837×102。
上工作辊半径R＝370.402mm、下工作辊半径R＝370.396mm；控制系统模型计算本辊期结束下机时刻上工作辊温度T0＝66.4℃、下工作辊温度为T0＝63.5℃。在空冷过程中分多次对工作辊温度进行实测，并采用本发明所提供模型对相应测量时间点轧辊温度进行计算。在相应时刻轧辊温度计算值与实测值的相对误差在±5％以内，如图2～图3所示。
实施例2：
将上述技术方案应用在某厂带钢热轧轧机某辊期一套F3机工作辊下机后空冷过程温度计算，本实施例中使用的计算模型为：
T(t)＝[(a1T0+b1)t+a0T0+b0]/R；
其中：a1＝-0.555，a0＝3.788×102；b1＝23.236，b0＝-3.837×102。
上工作辊半径R＝368.201mm、上工作辊半径R＝368.211mm；控制系统模型计算本辊期结束下机时刻上工作辊温度T0＝54.5℃、下工作辊温度为T0＝63.5℃。在空冷过程中分多次对工作辊温度进行实测，并采用本发明所提供模型对相应测量时间点轧辊温度进行计算。在相应时刻轧辊温度计算值与实测值的相对误差在±5％以内，如图4～图5所示。
基于前述实施例相同的发明构思，如图6所示，本发明还提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定装置，包括：
获取模块10，用于获取工作辊下机时刻的平均温度T0；
第一确定模块20，用于根据平均温度T0、工作辊半径R，确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)，具体如下：
平均温度T(t)是以工作辊半径R成反比，以空冷时间t为自变量的n次多项式函数；其中，n次多项式函数的多项式系数为fi(T0)，fi(T0)是以T0为自变量的多项式函数；n≥1且为正整数，i依次取值0,1，…，n。
可选的，平均温度T(t)是以工作辊半径R成反比，以空冷时间t为自变量的n次多项式函数，具体如下：
T(t)＝[fn(T0)tn+fn-1(T0)tn-1+……+f1(T0)t+f0(T0)]/R；
fi(T0)＝ai×T0+bi；
其中，ai、bi为计算系数。
可选的，n＝1，T(t)为：T(t)＝[(a1T0+b1)t+a0T0+b0]/R；
其中，a1的取值范围为-1～0，a0的取值范围为300～400；
b1的取值范围为10～30，b0的取值范围为-400～-300。
可选的，获取模块10还用于获取当前时刻的环境温度Tamb；
确定装置还包括：
第二确定模块30，用于在确定工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，判断T(t)是否小于环境温度Tamb；
若是，确定T(t)＝Tamb。
基于前述实施例相同的发明构思，本发明还提供了一种电子终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现前述实施例中的确定方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种轧机工作辊空冷温度的确定方法，通过获取工作辊下机时刻的平均温度T0，然后根据工作辊半径R构建出工作辊在下机后进行空冷时，经过任意时间t的工作辊平均温度的计算模型；通过计算模型可准确的计算出轧辊轧制辊期结束下机后空冷过程中任意时刻的工作辊整体平均温度值，为工作辊再次上机使用提供准确的轧辊初始温度参数，从而能够提高控制模型的设定精度，有利于提高热轧产品板形质量和轧制生产稳定性；本实施例提供的技术方案特别适用于高速钢工作辊的使用模式。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种轧机工作辊空冷温度的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：
获取工作辊下机时刻的平均温度T0；
根据所述平均温度T0、工作辊半径R，确定所述工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)，具体如下：
所述平均温度T(t)是以所述工作辊半径R成反比，以所述空冷时间t为自变量的n次多项式函数，具体如下：T(t)＝[fn(T0)tn+fn-1(T0)tn-1+……+f1(T0)t+f0(T0)]/R；其中，fi(T0)＝ai×T0+bi，ai、bi为计算系数；n≥1且为正整数，i依次取值0,1，…，n；t的单位为分钟，R的单位为毫米。
2.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述n＝1，所述T(t)为：
T(t)＝[(a1T0+b1)t+a0T0+b0]/R；
其中，a1的取值范围为-1～0，a0的取值范围为300～400；
b1的取值范围为10～30，b0的取值范围为-400～-300。
3.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述确定方法还包括：
获取当前时刻的环境温度Tamb；
在所述确定所述工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，判断所述T(t)是否小于所述环境温度Tamb；
若是，确定所述T(t)＝Tamb。
4.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在所述确定所述工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，所述确定方法还包括：
将所述平均温度T(t)作为所述工作辊再次上机时的初始温度参数，所述初始温度参数用于轧机控制系统的初始温度输入。
5.一种轧机工作辊空冷温度的确定装置，其特征在于，所述确定装置包括：
获取模块，用于获取工作辊下机时刻的平均温度T0；
第一确定模块，用于根据所述平均温度T0、工作辊半径R，确定所述工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)，具体如下：
所述平均温度T(t)是以所述工作辊半径R成反比，以所述空冷时间t为自变量的n次多项式函数，具体如下：T(t)＝[fn(T0)tn+fn-1(T0)tn-1+……+f1(T0)t+f0(T0)]/R；其中，fi(T0)＝ai×T0+bi，ai、bi为计算系数；n≥1且为正整数，i依次取值0,1，…，n；t的单位为分钟，R的单位为毫米。
6.如权利要求5所述的确定装置，其特征在于，所述获取模块还用于获取当前时刻的环境温度Tamb；
所述确定装置还包括：
第二确定模块，用于在所述确定所述工作辊在下机后经过空冷时间t时的平均温度T(t)之后，判断所述T(t)是否小于所述环境温度Tamb；
若是，确定所述T(t)＝Tamb。
7.一种电子终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1～4任一项所述确定方法的步骤。
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