CN114453435A - 一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置 - Google Patents

一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114453435A
CN114453435A CN202210037882.3A CN202210037882A CN114453435A CN 114453435 A CN114453435 A CN 114453435A CN 202210037882 A CN202210037882 A CN 202210037882A CN 114453435 A CN114453435 A CN 114453435A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rolling force
parameters
model
rolling
initial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210037882.3A
Other languages
English (en)
Inventor
王晓东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shougang Jingtang United Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Shougang Jingtang United Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shougang Jingtang United Iron and Steel Co Ltd filed Critical Shougang Jingtang United Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202210037882.3A priority Critical patent/CN114453435A/zh
Publication of CN114453435A publication Critical patent/CN114453435A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control

Abstract

本发明公开了一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置，该方法包括：收集预设钢种的轧制过程参数及其数值；基于所述轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值；构建初始函数关系式；所述初始函数关系式用于表征所述模型参数和工况参数的关系；所述工况参数属于所述轧制过程参数；根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式；将所述目标函数关系式置入所述初始轧制力计算模型中，得到目标轧制力计算模型。

Description

一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置
技术领域
本申请涉及钢铁生产轧制领域，尤其涉及一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置。
背景技术
平整机的使用是薄带钢生产中的一个非常关键的环节，平整机的轧制力设定是否合理将直接影响到产品的表面质量、力学性能与板形质量是否能够满足生产要求。
在平整工序中，针对不同钢种薄带钢在进行平整时，目前大多是根据大数据采集得到的一个参数的具体数值来确定平整机的轧制力。但是，这种人为给定参数的方法在实际生产中，其适应性并不强，因为其忽略了待轧钢卷在轧制时的轧制工况参数对平整机轧制力的影响，通过这种方式得到的轧制力往往与实际轧制力存在较大的偏差，进而导致在实际生产中生产效果不佳，不能满足对不同钢种薄带钢的轧制要求。
发明内容
本发明提供了一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置，以解决或者部分解决目前现有方式得到的轧制力与实际轧制力相差较大的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，所述方法包括：
收集预设钢种的轧制过程参数及其数值；
基于所述轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值；
构建初始函数关系式；所述初始函数关系式用于表征所述模型参数和工况参数的关系；所述工况参数属于所述轧制过程参数；
根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式；
将所述目标函数关系式置入所述初始轧制力计算模型中，得到目标轧制力计算模型。
优选的，所述基于所述轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值，具体包括：
构建所述初始轧制力计算模型，所述模型参数具有初始值；
将所述轧制过程参数输入所述初始轧制力计算模型，结合所述模型参数的所述初始值计算得到计算轧制力；
根据所述计算轧制力与实际轧制力的差值，调整所述模型参数的初始值，得到所述模型参数的数值，所述实际轧制力从所述轧制过程参数中获得。
优选的，所述根据所述计算轧制力与实际轧制力的差值，调整所述模型参数的初始值，得到所述模型参数的数值，具体包括：
以所述差值满足预设差值范围为目标调整所述模型参数的初始值，得到所述模型参数的数值。
优选的，所述初始轧制力计算模型公式为：
P＝f*B
Figure BDA0003469158890000021
Figure BDA0003469158890000022
Figure BDA0003469158890000023
Figure BDA0003469158890000024
其中，P为轧制力，f为单位轧制力，B为带钢宽度，L为接触弧长，D为工作辊直径，r为压下率，μ为摩擦系数，h1为平整入口带钢厚度，h2为平整出口带钢厚度，σp为变形抗力，a为材料特性参数，a0为第一接触弧长修正系数，a1为第二接触弧长修正系数，σs为带钢屈服强度，
Figure BDA0003469158890000031
为应变速率，σ1为带钢入口张力，σ1＝Tb/(B*h1/(1-E/100))*1000，Tb为平整机入口张力，σ2为带钢出口张力，σ2＝Tf/(B*h2)*1000，Tf为平整机出口张力，v为平整机速度，k1、k2和k3分别为相关系数。
优选的，所述初始函数关系式包括：
关系式1：a＝d0+d1*h2+d2*E+d3*B+d4*D+d5*Tb+d6*Tf+d7*σs；
关系式2：a0＝e0+e1*h2+e2*E+e3*B+e4*D+e5*Tb+e6*Tf+e7*σs；
关系式3：a1＝f0+f1*h2+f2*E+f3*B+f4*D+f5*Tb+f6*Tf+f7*σs；
其中，所述模型参数包括：材料特性参数a，第一接触弧长修正系数a0，第二接触弧长修正系数a1；所述工况参数包括：平整机出口带钢厚度h2，平整延伸率E，带钢宽度B，平整机工作辊直径D，平整机入口张力Tb，平整机出口张力Tf，带钢屈服强度σs，所述工况参数在所述关系式1中的系数d0～d7，所述工况参数在所述关系式2中的系数e0～e7，所述工况参数在所述关系式3中的系数f0～f7。
优选的，所述根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式，具体包括：
获得所述工况参数的N组数值，N≥7且为正整数；
将模型参数的数值和所述工况参数的N组数值，带入所述初始函数关系式进行计算，确定所述工况参数在所述初始函数关系式中的系数；
基于所述工况参数在所述初始函数关系式中的系数，确定所述目标函数关系式。
优选的，所述根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式，还包括：
根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值，基于采用最小二乘法求解所述初始函数关系式，确定所述目标函数关系式。
本发明提供了一种平整机的控制方法，所述方法包括：
获得待轧钢卷的钢种和相关轧制参数；
根据所述待轧钢卷调用对应的目标轧制力计算模型；其中，所述目标轧制力计算模型根据如上述所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法得到；
根据所述相关轧制参数中的工况参数的数值和所述目标轧制力计算模型中的目标函数关系式，得到对应的所述模型参数的数值；
将所述模型参数的数值和所述相关轧制参数输入到所述目标轧制力计算模型中计算，得到所述待轧钢卷的轧制力；
根据所述待轧钢卷的轧制力控制平整机对所述待轧钢卷进行轧制。
本发明提供了一种平整机轧制力计算模型的确定装置，所述装置包括：
收集模块：用于收集预设钢种的轧制过程参数及其数值；
确定模块：用于基于所述轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值；
构建模块：用于构建初始函数关系式，通过所述初始函数关系式来表征所述模型参数和工况参数的关系；所述工况参数属于所述轧制过程参数；
求解模块：用于根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式；
计算模块：用于将所述目标函数关系式置入所述初始轧制力计算模型中，得到目标轧制力计算模型。
优选的，所述确定模块，具体用于：
构建所述初始轧制力计算模型，所述模型参数具有初始值；
将所述轧制过程参数输入所述初始轧制力计算模型，结合所述模型参数的所述初始值计算得到计算轧制力；
根据所述计算轧制力与实际轧制力的差值，调整所述模型参数的初始值，得到所述模型参数的数值，所述实际轧制力从所述轧制过程参数中获得。
优选的，所述确定模块，具体用于：
以所述差值满足预设差值范围为目标调整所述模型参数的初始值，得到所述模型参数的数值。
优选的，所述初始轧制力计算模型公式为：
P＝f*B
Figure BDA0003469158890000051
Figure BDA0003469158890000052
Figure BDA0003469158890000053
Figure BDA0003469158890000054
其中，P为轧制力，f为单位轧制力，B为带钢宽度，L为接触弧长，D为工作辊直径，r为压下率，μ为摩擦系数，h1为平整入口带钢厚度，h2为平整出口带钢厚度，σp为变形抗力，a为材料特性参数，a0为第一接触弧长修正系数，a1为第二接触弧长修正系数，σs为带钢屈服强度，
Figure BDA0003469158890000055
为应变速率，σ1为带钢入口张力，σ1＝Tb/(B*h1/(1-E/100))*1000，Tb为平整机入口张力，σ2为带钢出口张力，σ2＝Tf/(B*h2)*1000，Tf为平整机出口张力，v为平整机速度，k1、k2和k3分别为相关系数。
优选的，所述初始函数关系式包括：
关系式1：a＝d0+d1*h2+d2*E+d3*B+d4*D+d5*Tb+d6*Tf+d7*σs；
关系式2：a0＝e0+e1*h2+e2*E+e3*B+e4*D+e5*Tb+e6*Tf+e7*σs；
关系式3：a1＝f0+f1*h2+f2*E+f3*B+f4*D+f5*Tb+f6*Tf+f7*σs。
其中，所述模型参数包括：材料特性参数a，第一接触弧长修正系数a0，第二接触弧长修正系数a1；所述工况参数包括：平整机出口带钢厚度h2，平整延伸率E，带钢宽度B，平整机工作辊直径D，平整机入口张力Tb，平整机出口张力Tf，带钢屈服强度σs，所述工况参数在所述关系式1中的系数d0～d7，所述工况参数在所述关系式2中的系数e0～e7，所述工况参数在所述关系式3中的系数f0～f7。
优选的，所述求解模块，具体用于：
获得所述工况参数的N组数值，N≥7且为正整数；
将模型参数的数值和所述工况参数的N组数值，带入所述初始函数关系式进行计算，确定所述工况参数在所述初始函数关系式中的系数；
基于所述工况参数在所述初始函数关系式中的系数，确定所述目标函数关系式。
优选的，所述求解模块，具体用于：
根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值，基于采用最小二乘法求解所述初始函数关系式，确定所述目标函数关系式。
本发明提供了一种平整机的控制装置，所述装置包括：
检索单元：用于获得到待轧钢卷的钢种和相关轧制参数；
调用单元：用于根据所述待轧钢卷调用对应的目标轧制力计算模型；其中，所述目标轧制力计算模型根据如上述技术方案所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法得到；
确定单元：用于根据所述相关轧制参数中的工况参数的数值和所述目标轧制力计算模型中的目标函数关系式，得到对应的所述模型参数的数值；
计算单元：用于将所述模型参数的数值和所述相关轧制参数输入到所述目标轧制力计算模型中计算，得到所述待轧钢卷的轧制力；
轧制单元：用于根据所述待轧钢卷的轧制力控制平整机对所述带扎钢卷进行轧制。
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：
本发明提供了一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，通过收集预设钢种实际的轧制过程参数，并联合初始轧制力计算模型确定出该模型中的模型参数的数值，然后结合模型参数的数值和初始函数关系式得到目标函数关系式，并将其作为目标轧制力计算模型的一部分。由于目标函数关系式考虑了预设钢种实际的轧制工况参数对模型参数的影响，因此根据该目标函数关系式计算确定的模型参数a、a0、a1的数值准确度很高。进而在利用目标轧制力计算模型确定轧制力时，充分考虑了钢卷的实际轧制参数对轧制力的影响，因此得到的计算轧制力精确度高，与实际轧制力的偏差符合生产要求。
进一步的，将该目标轧制力计算模型应用于生产实际在线控制，可以实现平整机轧制力在线全自动设定和计算的功能，很大程度上提高了生产效率与产品质量。
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示出了根据本发明实施例的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法流程图；
图2示出了根据本发明实施例的一种钢种牌号为BE019001的轧制力模型设定计算值与实际值的对比图；
图3示出了根据本发明实施例的一种钢种牌号为BE019001的轧制力设定值与实际值偏差的分布图；
图4示出了根据本发明实施例的一种平整机的控制方法流程图；
图5示出了根据本发明实施例的一种平整机轧制力计算模型的确定装置模块图；
图6示出了根据本发明实施例的一种平整机的控制装置模块图。
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。
为了解决目前得到的轧制力与实际轧制力存在较大偏差的技术问题。本发明提供了一种平整机的轧制力计算模型的确定方法。通过收集预设钢种实际的轧制过程参数，并联合初始轧制力计算模型确定出该模型中的模型参数的数值，然后结合模型参数的数值和初始函数关系式得到目标函数关系式，并将其作为目标轧制力计算模型的一部分。由于目标函数关系式考虑了预设钢种实际的轧制工况参数对模型参数的影响，因此根据该目标函数关系式计算确定的模型参数a、a0、a1的数值准确度很高。进而在利用目标轧制力计算模型确定轧制力时，充分考虑了钢卷的实际轧制参数对轧制力的影响，因此得到的计算轧制力精确度高，与实际轧制力的偏差符合生产要求。
进一步的，将该目标轧制力计算模型应用于生产实际在线控制，可以实现平整机轧制力在线全自动设定和计算的功能，很大程度上提高了生产效率与产品质量。
为了详细的说明和解释本发明，本发明实施例公开了一种平整机的轧制力计算模型的确定方法。在利用同一平整机对薄带钢进行轧制时，因不同钢种薄带钢在计算轧制力时的模型参数和工况参数各不相同，因此不同钢种薄带钢对应有各自的轧制力计算模型，本实施例以钢种牌号划分各钢种薄带钢对应的轧制力计算模型，并将其中任意一种钢种作为预设钢种为例进行详细说明，其他钢种处理方法类似。
下面请参考图1，该方法包括以下步骤：
步骤101，收集预设钢种的轧制过程参数及其数值。
在本实施例中，是通过采集预设钢种在平整生产过程中的大数据来获得其轧制过程参数及其数值。
具体来说，收集的轧制过程参数至少包括：预设钢种牌号、平整机入口张力Tb、平整机出口张力Tf、平整机工作辊直径D、平整机轧制速度v、压下率r、摩擦系数μ、平整入口带钢厚度h1、平整出口带钢厚度h2、平整延伸率E、带钢宽度B、带钢入口张力σ1、带钢出口张力σ2、变形抗力σp、变速率
Figure BDA0003469158890000091
带钢屈服强度σs、材料特性参数a、第一接触弧长修正系数a0、第二接触弧长修正系数a1、单位轧制力f、轧制力P。
关于以上轧制过程参数的用途，将在下文具体阐述，在此不再赘述。
步骤102，基于轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值。
在本实施例中，由于轧制力计算模型的模型参数的数值与模型计算精度呈正相关关系，因此，如何准确确定模型参数的数值是本实施例需要考虑的问题。在此基础上，为了提高模型参数的数值的准确性，以轧制过程参数中的部分相关参数和轧制力计算模型相结合来得到模型的计算轧制力，并以计算轧制力与实际轧制力的差值满足预设差值范围为目标来约束调整轧制力计算模型中的模型参数的数值，进而提高了模型参数的数值的准确性，利用此数值求得的轧制力更贴合实际生产的轧制力。
下面请看具体的描述。
首先构建一个初始轧制力计算模型。具体来说，本实施例构建的初始轧制力计算模型可以选用Roberts平整轧制力计算模型，该计算模型公式为：
P＝f*B
Figure BDA0003469158890000101
Figure BDA0003469158890000102
Figure BDA0003469158890000103
Figure BDA0003469158890000104
其中，在该计算模型公式中，P为轧制力，f为单位轧制力，B为带钢宽度，L为接触弧长，D为工作辊直径，r为压下率，μ为摩擦系数，h1为平整入口带钢厚度，h2为平整出口带钢厚度，σp为变形抗力，a为材料特性参数，a0为第一接触弧长修正系数，a1为第二接触弧长修正系数，σs为带钢屈服强度，
Figure BDA0003469158890000105
为应变速率，σ1为带钢入口张力，σ1＝Tb/(B*h1/(1-E/100))*1000，Tb为平整机入口张力，σ2为带钢出口张力，σ2＝Tf/(B*h2)*1000，Tf为平整机出口张力，v为平整机轧制速度，k1、k2和k3分别为相关系数。
在本实施例中，初始轧制力计算模型中的模型参数包括材料特性参数a、第一接触弧长修正系数a0和第二接触弧长修正系数a1，在计算之前需要给初始轧制力计算模型赋予初始值。该模型参数初始值是基于平整生产过程大数据，以预设钢种牌号为划分来确定的。例如,本实施例运用在某条镀锌生产线上的四辊平整机上，通过利用Matlab软件分析采集到的平整生产过程大数据，可以给定模型参数的初始值分别为：a＝51.6、a0＝1.9、a1＝0.2，同时也确定初始轧制力计算模型中的μ＝0.3、k3＝1.155、k1＝k2＝0.5。
进一步的，将轧制过程参数输入初始轧制力计算模型，结合模型参数的初始值计算得到计算轧制力。
进一步的，根据计算轧制力与从上述轧制过程参数中获得的实际轧制力的差值，调整模型参数的初始值，得到模型参数的数值，在本实施例中，是以计算轧制力与实际轧制力的差值满足预设差值范围为目标，例如差值满足±5％之内，但并不形成限制。来调整模型参数的初始值，直至得到差值满足±5％之内的模型参数的数值。
步骤103，构建初始函数关系式。
其中，初始函数关系式用于表征模型参数和工况参数的关系。工况参数属于轧制过程参数。
具体来说，构建初始函数关系式是以钢种牌号为划分，来建立关于模型参数a、a0、a1与工况参数之间的函数关系式，并且结合经计算得到该函数关系式中工况参数前的系数，通过计算来为上述初始轧制力计算模型提供准确的模型参数a、a0、a1的数值。进一步的，通过将该模型参数a、a0、a1的数值代入上述初始制力计算模型计算，以此得到高精确度的目标轧制力模型。在构建初始函数关系式时，分别建立一个关于材料特性参数a与部分工况参数的关系函数式，一个关于第一接触弧长修正系数a0与部分工况参数的关系函数式，一个关于第二接触弧长修正系数a1与部分工况参数的关系函数式，通过建立上述三个函数关系式为目标轧制力计算模型提供准确的模型参数a、a0、a1的数值做好准备。下面请看具体的描述。
在本实施例中，初始函数关系式包括：
关系式1：a＝d0+d1*h2+d2*E+d3*B+d4*D+d5*Tb+d6*Tf+d7*σs；
关系式2：a0＝e0+e1*h2+e2*E+e3*B+e4*D+e5*Tb+e6*Tf+e7*σs；
关系式3：a1＝f0+f1*h2+f2*E+f3*B+f4*D+f5*Tb+f6*Tf+f7*σs。
其中，在上述初始函数关系式中，模型参数包括：材料特性参数a，第一接触弧长修正系数a0，第二接触弧长修正系数a1；工况参数包括：平整机出口带钢厚度h2，平整延伸率E，带钢宽度B，平整机工作辊直径D，平整机入口张力Tb，平整机出口张力Tf，带钢屈服强度σs，工况参数在关系式1中的系数d0～d7，工况参数在关系式2中的系数e0～e7，工况参数在关系式3中的系数f0～f7。
具体来说，工况参数的取值是来源于上述预设钢种的轧制过程参数的数值。
步骤104，根据模型参数的数值和工况参数的数值求解初始函数关系式，得到目标函数关系式。
具体来说，本实施例可以通过多种方法求解上述初始函数关系式，例如，可以根据上述模型参数a、a0、a1的数值结合工况参数h2、E、B、D、Tb、Tf、σs利用多元一次方程求解。再例如，利用最小二乘法求解。下述实施例对上述两种方式进行介绍，但并不形成限制，需知其他求解方式也应当包含在本发明保护范围之内。
在本实施例中，在利用多元一次方程求解时，首先，获得工况参数的N组数值，N≥7且为正整数。具体来说，至少要获得构建的初始函数关系式中上述罗列的工况参数h2、E、B、D、Tb、Tf、σs。其次，将模型参数的数值和工况参数的N组数值，带入初始函数关系式利用多元一次方程进行计算，确定工况参数在初始函数关系式中的系数。具体的，确定工况参数在关系式1中的系数d0～d7，工况参数在关系式2中的系数e0～e7，工况参数在关系式3中的系数f0～f7。
在本实施例中，将上述所得到的模型参数a、a0、a1作为函数值，将工况参数的平整机出口带钢厚度h2、平整延伸率E、带钢宽度B、平整机工作辊直径D、平整入口张力Tb、平整出口张力Tf、带钢屈服强度Y作为自变量，通过采用最小二乘法获取到相关自变量的系数。
在得到工况参数在初始函数关系式中的系数之后，即可利用该系数确定目标函数关系式。
具体来说，不同钢种的待轧钢卷在同一平整机中对应的着各自不同的工况参数h2、E、B、D、Tb、Tf、σs，故而不同钢种的待轧钢卷也有着各自对应的工况参数法的系数。通过上述步骤，将预设钢种待轧钢卷的预设工况参数结合经过计算获得的该预设工况参数的系数带入初始函数关系式中会得到目标函数关系式。从而可得到该预设钢种准确的模型参数a、a0、a1的数值。为轧制力计算模型提供准确的数据支持。
步骤105，将目标函数关系式置入初始轧制力计算模型中，得到目标轧制力计算模型。
在本实施例中，由于目标轧制力计算模型中包含有目标函数关系式，因此，任一钢种薄带钢在平整前，都能够利用目标函数关系式先确定出对应的模型参数a、a0、a1的数值。由于目标函数关系式考虑了预设钢种实际的轧制工况参数对模型参数的影响，因此根据该目标函数关系式计算确定的模型参数a、a0、a1的数值准确度很高，能够为目标轧制力计算模型提供准确的数据支持。然后，将模型参数a、a0、a1的数值带入到目标轧制力计算模型中，结合其他相关轧制参数计算出符合生产要求的轧制力进行平整。采用上述方法确定的平整机的轧制力计算模型计算速度快、精确度高。由此解决了目前在计算平整轧制力时，得到的轧制力与实际轧制力存在较大偏差的技术问题。将该计算模型应用于生产实际在线控制，可以此实现平整机轧制力在线全自动设定和计算的功能，很大程度上提高了生产效率与产品质量。
为了说明和解释本发明，下面使用具体的示例进行举例说明。
在本示例中，以钢种牌号为BE019001为例，获取BE019001钢种的轧制过程参数，并执行上述步骤101～步骤104，获取目标函数关系式，该目标函数关系式具体如下：
a＝-240.9917449-15.30287531*h+3.379071605*E+0.259481669*B-0.11829368*D-2.398268699*Tb-9.807286117*Tf+2.570936108*Y；
a0＝1.749209268-0.014516922*h-0.011361815*E+0.000158012*B-0.00012338*D-0.002370476*Tb-0.00519375*Tf+0.001643214*Y；
a1＝0.350790732+0.014516922*h+0.011361815*E-0.000158012*B+0.00012338*D+0.002370476*Tb+0.00519375*Tf-0.001643214*Y。
将上述目标函数关系置入BE019001钢种对应的初始轧制力计算模型中，得到BE019001钢种对应的目标轧制力计算模型。从实际生产参数比较中可知，采用上述方法获取到的目标函数关系式应用于轧制力设定计算，所生产钢卷的平整轧制力的设定计算结果与实际值比较接近，如图2所示。图3为轧制力设定计算值相对于实际值的偏差，从图中可以看出，超过90％以上的钢卷的偏差落在了20％以内，设定精度满足生产在线控制要求，实现了自动设定计算。
基于上述一种平整机的轧制力计算模型的确定方法相同的发明构思，本实施例可获得一种平整机的控制方法，请参考图4，其方法包括以下步骤：
步骤401，获得待轧钢卷的钢种和相关轧制参数。
具体来说，不同钢种薄带钢在同一平整机里进行轧制时，其相关的轧制参数是各不相同的。本实施例将其中任意一种薄带钢作为待轧钢卷进行说明，其他薄带钢类似操作即可。
在本实施例中，相关轧制参数至少包括：待轧钢卷的钢种牌号、平整机入口张力Tb、平整机出口张力Tf、平整机工作辊直径D、平整机轧制速度v、压下率r、摩擦系数μ、平整入口带钢厚度h1、平整出口带钢厚度h2、平整延伸率E、带钢宽度B、带钢入口张力σ1、带钢出口张力σ2、变形抗力σp、变速率
Figure BDA0003469158890000151
带钢屈服强度σs、材料特性参数a、第一接触弧长修正系数a0、第二接触弧长修正系数a1、单位轧制力f，等等。在确定待轧钢卷的钢种和平整机之后，即可获得相关轧制参数。
步骤402，根据待轧钢卷调用对应的目标轧制力计算模型。
在本实施例中，目标轧制力计算模型根据上述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法得到。在此不再赘述。
具体来说，在上述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法中，获得目标轧制力计算模型后，已将该目标轧制力计算模型置入到平整机的相关控制系统中。由于不同钢种薄带钢具有各自对应的目标轧制力计算模型，故可根据待轧钢卷的钢种牌号调用其对应的目标轧制力计算模型即可。
步骤403，根据相关轧制参数中的工况参数的数值和目标轧制力计算模型中的目标函数关系式，得到对应的模型参数的数值。
具体来说，由于目标函数关系式已经固化到目标轧制力计算模型中，因此，在得到相关轧制参数中的工况参数的数值之后，会调出目标函数关系式，并将工况参数的数值带入到目标函数关系式中进行计算，并得到模型参数a、a0、a1的数值，目标函数关系式考虑了预设钢种实际的轧制工况参数对模型参数的影响，因此根据该目标函数关系式计算确定的模型参数a、a0、a1的数值准确度很高，能够为后续计算轧制力提供准确的数据支持。
步骤404，将模型参数的数值和相关轧制参数输入到目标轧制力计算模型中计算，得到待轧钢卷的轧制力。
在本实施例中，是将上述目标函数关系式固化到平整机轧制力设定的目标轧制力计算模型代码中的，进而在得到待轧钢卷的模型参数a、a0、a1的数值之后，会结合目标轧制力计算模型计算出待轧钢卷的轧制力。以带轧钢卷的钢种牌号为BE019001为例，将BE019001的工况参数的数值带入到BE019001中的目标函数关系式中，即可计算出模型参数a、a0、a1的数值，再将其带入到对应的目标轧制力计算模型中，即可确定出BE019001的轧制力。可见，通过目标轧制力计算模型计算出的待轧钢卷的轧制力因比较接近实际轧制力，能符合生产要求，就视为本实施例的待轧钢卷的轧制力。
步骤405，根据待轧钢卷的轧制力控制平整机对待轧钢卷进行轧制。
具体来说，平整机相关控制系统在得到当前待轧钢卷的轧制力后，就控制平整机按当前待轧钢卷的轧制力对待轧钢卷进行轧制，直到完成该待轧钢卷的轧制。
根据上述的一种平整机的控制方法，该平整机相关控制系统通过控制平整机按照当前计算出的轧制力对待轧钢卷进行轧制，确保经平整工序后的待轧钢卷符合生产要求。并且，可实现平整机轧制力在线全自动设定和计算的功能，在实际生产中，提升了生产效率与产品质量。
基于上述一个或者多个实施例相同的发明构思，本实施例还公开了一种平整机轧制力计算模型的确定装置，请参考图5，该装置系统包括：
收集模块501：用于收集预设钢种的轧制过程参数及其数值。
确定模块502：用于基于轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值。
构建模块503：用于构建初始函数关系式，通过该初始函数关系式来表征模型参数和工况参数的关系；工况参数属于轧制过程参数。
求解模块504：用于根据模型参数的数值和工况参数的数值求解初始函数关系式，得到目标函数关系式。
计算模块505：用于将目标函数关系式置入初始轧制力计算模型中，得到目标轧制力计算模型。
作为一种可选的实施例，确定模块502，具体用于：
构建初始轧制力计算模型，该模型参数具有初始值；
将轧制过程参数输入该初始轧制力计算模型，结合上述模型参数的初始值计算得到计算轧制力；
根据计算轧制力与实际轧制力的差值，调整模型参数的初始值，得到调整后的模型参数的数值，实际轧制力是从轧制过程参数中获得的。
作为一种可选的实施例，确定模块502，具体用于：
以计算轧制力与实际轧制力的差值满足预设差值范围为目标来调整模型参数的初始值，得到调整后的模型参数的数值。
作为一种可选的实施例，初始轧制力计算模型公式为：
P＝f*B
Figure BDA0003469158890000171
Figure BDA0003469158890000181
Figure BDA0003469158890000182
Figure BDA0003469158890000183
其中，P为轧制力，f为单位轧制力，B为带钢宽度，L为接触弧长，D为工作辊直径，r为压下率，μ为摩擦系数，h1为平整入口带钢厚度，h2为平整出口带钢厚度，σp为变形抗力，a为材料特性参数，a0为第一接触弧长修正系数，a1为第二接触弧长修正系数，σs为带钢屈服强度，
Figure BDA0003469158890000184
为应变速率，σ1为带钢入口张力，σ1＝Tb/(B*h1/(1-E/100))*1000，Tb为平整机入口张力，σ2为带钢出口张力，σ2＝Tf/(B*h2)*1000，Tf为平整机出口张力，v为平整机轧制速度，k1、k2和k3分别为相关系数。
作为一种可选的实施例，构建的初始函数关系式包括：
关系式1：a＝d0+d1*h2+d2*E+d3*B+d4*D+d5*Tb+d6*Tf+d7*σs；
关系式2：a0＝e0+e1*h2+e2*E+e3*B+e4*D+e5*Tb+e6*Tf+e7*σs；
关系式3：a1＝f0+f1*h2+f2*E+f3*B+f4*D+f5*Tb+f6*Tf+f7*σs。
其中，模型参数包括：材料特性参数a，第一接触弧长修正系数a0，第二接触弧长修正系数a1；工况参数包括：平整机出口带钢厚度h2，平整延伸率E，带钢宽度B，平整机工作辊直径D，平整机入口张力Tb，平整机出口张力Tf，带钢屈服强度σs，工况参数在关系式1中的系数d0～d7，工况参数在关系式2中的系数e0～e7，工况参数在关系式3中的系数f0～f7。
作为一种可选的实施例，求解模块504，具体用于：
获得工况参数的N组数值，N≥7且为正整数；
将模型参数的数值和上述工况参数的N组数值，带入初始函数关系式进行计算，确定工况参数在该初始函数关系式中的系数；
基于工况参数在该初始函数关系式中的系数，确定目标函数关系式。
作为一种可选的实施例，求解模块504，具体用于：
根据模型参数的数值和上述工况参数的数值，基于采用最小二乘法求解初始函数关系式，确定目标函数关系式。
基于上述一个或多个实施例相同的发明构思，本实施例还公开了一种平整机的控制装置，请参考图6，该装置系统包括：
检索单元601：用于获得待轧钢卷的钢种和相关轧制参数。
调用单元602：用于根据待轧钢卷调用对应的目标轧制力计算模型；其中，目标轧制力计算模型根据如上述实施方式的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法得到。
确定单元603：用于根据相关轧制参数中的工况参数的数值和目标轧制力计算模型中的目标函数关系式，得到对应的模型参数的数值。
计算单元604：用于将模型参数的数值和相关轧制参数输入到目标轧制力计算模型中计算，得到待轧钢卷的轧制力。
轧制单元605：用于根据待轧钢卷的轧制力控制平整机对带扎钢卷进行轧制。
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 (10)

1.一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
收集预设钢种的轧制过程参数及其数值；
基于所述轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值；
构建初始函数关系式；所述初始函数关系式用于表征所述模型参数和工况参数的关系；所述工况参数属于所述轧制过程参数；
根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式；
将所述目标函数关系式置入所述初始轧制力计算模型中，得到目标轧制力计算模型。
2.如权利要求1所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，其特征在于，所述基于所述轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值，具体包括：
构建所述初始轧制力计算模型，所述模型参数具有初始值；
将所述轧制过程参数输入所述初始轧制力计算模型，结合所述模型参数的所述初始值计算得到计算轧制力；
根据所述计算轧制力与实际轧制力的差值，调整所述模型参数的初始值，得到所述模型参数的数值，所述实际轧制力从所述轧制过程参数中获得。
3.如权利要求2所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，其特征在于，所述根据所述计算轧制力与实际轧制力的差值，调整所述模型参数的初始值，得到所述模型参数的数值，具体包括：
以所述差值满足预设差值范围为目标调整所述模型参数的初始值，得到所述模型参数的数值。
4.如权利要求2所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，其特征在于，所述初始轧制力计算模型公式为：
P＝f*B
Figure FDA0003469158880000021
Figure FDA0003469158880000022
Figure FDA0003469158880000023
Figure FDA0003469158880000024
其中，P为轧制力，f为单位轧制力，B为带钢宽度，L为接触弧长，D为工作辊直径，r为压下率，μ为摩擦系数，h1为平整入口带钢厚度，h2为平整出口带钢厚度，σp为变形抗力，a为材料特性参数，a0为第一接触弧长修正系数，a1为第二接触弧长修正系数，σs为带钢屈服强度，
Figure FDA0003469158880000025
为应变速率，σ1为带钢入口张力，σ1＝Tb/(B*h1/(1-E/100))*1000，Tb为平整机入口张力，σ2为带钢出口张力，σ2＝Tf/(B*h2)*1000，Tf为平整机出口张力，v为平整机速度，k1、k2和k3分别为相关系数。
5.如权利要求1所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，其特征在于，所述初始函数关系式包括：
关系式1：a＝d0+d1*h2+d2*E+d3*B+d4*D+d5*Tb+d6*Tf+d7*σs；
关系式2：a0＝e0+e1*h2+e2*E+e3*B+e4*D+e5*Tb+e6*Tf+e7*σs；
关系式3：a1＝f0+f1*h2+f2*E+f3*B+f4*D+f5*Tb+f6*Tf+f7*σs；
其中，所述模型参数包括：材料特性参数a，第一接触弧长修正系数a0，第二接触弧长修正系数a1；所述工况参数包括：平整机出口带钢厚度h2，平整延伸率E，带钢宽度B，平整机工作辊直径D，平整机入口张力Tb，平整机出口张力Tf，带钢屈服强度σs，所述工况参数在所述关系式1中的系数d0～d7，所述工况参数在所述关系式2中的系数e0～e7，所述工况参数在所述关系式3中的系数f0～f7。
6.如权利要求1所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，其特征在于，所述根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式，具体包括：
获得所述工况参数的N组数值，N≥7且为正整数；
将模型参数的数值和所述工况参数的N组数值，带入所述初始函数关系式进行计算，确定所述工况参数在所述初始函数关系式中的系数；
基于所述工况参数在所述初始函数关系式中的系数，确定所述目标函数关系式。
7.如权利要求1所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法，其特征在于，所述根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式，具体包括：
根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值，基于采用最小二乘法求解所述初始函数关系式，确定所述目标函数关系式。
8.一种平整机的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获得待轧钢卷的钢种和相关轧制参数；
根据所述待轧钢卷调用对应的目标轧制力计算模型；其中，所述目标轧制力计算模型根据如上述权利要求1-7任一权项所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法得到；
根据所述相关轧制参数中的工况参数的数值和所述目标轧制力计算模型中的目标函数关系式，得到对应的所述模型参数的数值；
将所述模型参数的数值和所述相关轧制参数输入到所述目标轧制力计算模型中计算，得到所述待轧钢卷的轧制力；
根据所述待轧钢卷的轧制力控制平整机对所述待轧钢卷进行轧制。
9.一种平整机轧制力计算模型的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
收集模块：用于收集预设钢种的轧制过程参数及其数值；
确定模块：用于基于所述轧制过程参数确定初始轧制力计算模型中的模型参数的数值；
构建模块：用于构建初始函数关系式，通过所述初始函数关系式来表征所述模型参数和工况参数的关系；所述工况参数属于所述轧制过程参数；
求解模块：用于根据所述模型参数的数值和所述工况参数的数值求解所述初始函数关系式，得到目标函数关系式；
计算模块：用于将所述目标函数关系式置入所述初始轧制力计算模型中，得到目标轧制力计算模型。
10.一种平整机的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
检索单元：用于获得待轧钢卷的钢种和相关轧制参数；
调用单元：用于根据所述待轧钢卷调用对应的目标轧制力计算模型；其中，所述目标轧制力计算模型根据如上述权利要求1-7任一权项所述的一种平整机的轧制力计算模型的确定方法得到；
确定单元：用于根据所述相关轧制参数中的工况参数的数值和所述目标轧制力计算模型中的目标函数关系式，得到对应的所述模型参数的数值；
计算单元：用于将所述模型参数的数值和所述相关轧制参数输入到所述目标轧制力计算模型中计算，得到所述待轧钢卷的轧制力；
轧制单元：用于根据所述待轧钢卷的轧制力控制平整机对所述带扎钢卷进行轧制。
CN202210037882.3A 2022-01-13 2022-01-13 一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置 Pending CN114453435A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210037882.3A CN114453435A (zh) 2022-01-13 2022-01-13 一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210037882.3A CN114453435A (zh) 2022-01-13 2022-01-13 一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114453435A true CN114453435A (zh) 2022-05-10

Family

ID=81408951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210037882.3A Pending CN114453435A (zh) 2022-01-13 2022-01-13 一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114453435A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0899105A (ja) * 1994-09-29 1996-04-16 Nisshin Steel Co Ltd 鋼帯の冷間圧延方法
US20020011089A1 (en) * 1999-03-23 2002-01-31 Einar Broese Method and device for determining the rolling force in a roll stand
CN101216695A (zh) * 2007-12-26 2008-07-09 燕山大学 一种平整轧制压力设定、预报及自学习方法
CN202021201U (zh) * 2011-01-29 2011-11-02 首钢总公司 一种热轧平整机辊形配置结构
CN102294364A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 宝山钢铁股份有限公司 极薄板平整机的轧制力预设定方法
CN113649420A (zh) * 2021-07-28 2021-11-16 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种平整机轧制力获取方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0899105A (ja) * 1994-09-29 1996-04-16 Nisshin Steel Co Ltd 鋼帯の冷間圧延方法
US20020011089A1 (en) * 1999-03-23 2002-01-31 Einar Broese Method and device for determining the rolling force in a roll stand
CN101216695A (zh) * 2007-12-26 2008-07-09 燕山大学 一种平整轧制压力设定、预报及自学习方法
CN102294364A (zh) * 2010-06-22 2011-12-28 宝山钢铁股份有限公司 极薄板平整机的轧制力预设定方法
CN202021201U (zh) * 2011-01-29 2011-11-02 首钢总公司 一种热轧平整机辊形配置结构
CN113649420A (zh) * 2021-07-28 2021-11-16 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种平整机轧制力获取方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王晓东等: "热轧薄规格带钢平整过程板形控制技术", 《中国冶金》 *
陈树宗等: "基于目标函数的冷连轧轧制力模型参数自适应", 《东北大学学报(自然科学版)》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110802114B (zh) 一种冷轧板带轧制力的计算方法
CN100357953C (zh) 金属板带自动矫直工艺参数的优化方法
CN103212585B (zh) 薄板用热轧机的控制装置以及薄板用热轧机的控制方法
CN104324948B (zh) 一种热连轧粗轧过程轧件宽度控制方法
JP5003483B2 (ja) 圧延ラインの材質予測および材質制御装置
CN104942019B (zh) 一种带钢冷轧过程宽度自动控制方法
JPWO2009113719A1 (ja) 熱間での板圧延における圧延負荷予測の学習方法
CN101003063A (zh) 在平整轧制过程中带钢的延伸率、板形及综合控制方法
CN113434994B (zh) 一种基于热轧原板热轧工艺参数预测冷轧变形抗力的方法
CN102294364A (zh) 极薄板平整机的轧制力预设定方法
CN113649420B (zh) 一种平整机轧制力获取方法及装置
CN105363794B (zh) 一种基于力学性能预报和轧制能耗模型的精轧节能控制方法
CN103506404A (zh) 一种带钢精轧过程辊缝的控制方法
CN107442575B (zh) 一种带钢湿平整表面粗糙度的预测方法
CN105251778A (zh) 单锥度工作辊窜辊轧机边部减薄反馈控制方法
CN115815342A (zh) 一种基于机理和数据融合模型的冷轧轧制力预测方法
JP2001506544A (ja) 矯正プロセスの自動制御方法
CN106825068B (zh) 一种轧制过程带钢表面粗糙度的预测方法
CN116020885A (zh) 一种复合板热连轧精轧轧制力的预测方法
CN112387791B (zh) 冷轧带钢的轧制温度确定方法及确定系统
CN113434968B (zh) 一种基于钢板化学成分预测冷轧变形抗力的方法
JP2515217B2 (ja) ベンデイングロ―ルによる金属材料の曲げ加工方法とその装置
CN114453435A (zh) 一种平整机的轧制力计算模型的确定方法及装置
CN105021533A (zh) 一种快速检测x70屈服强度、抗拉强度和表面硬度的方法
CN104484491A (zh) 一种基于高次多项式的热轧梯形坯形状识别方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination