CN116562109A - 一种热连轧机纵向刚度综合计算方法及计算系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热连轧机纵向刚度综合计算方法及计算系统，属于热连轧技术领域，包括：S1、获取轧机两侧压靠测试数据，对轧机两侧压靠测试数据进行二次回归曲线，并取回归一次项系数分别得出的轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}；S2、建立轧机‑轧件耦合有限元仿真模型，得出影响轧机两侧纵向刚度变化的影响因素，同时根据影响因素建立相应水平的正交试验，通过多元线性回归分别得出的轧机操作侧刚度K_{S_OS}与传动侧纵向刚度K_{S_DS}；S3、在生产轧制过程中，根据弹跳方程反算分别得出轧机操作侧刚度K_{C_OS}与传动侧纵向刚度K_{C_DS}；S4、综合加权计算得出轧机操作侧刚度K_OS与传动侧纵向刚度K_DS。

Description

一种热连轧机纵向刚度综合计算方法及计算系统

技术领域

本发明属于热连轧技术领域，具体涉及一种热连轧机纵向刚度综合计算方法及计算系统。

背景技术

在热连轧轧制过程中，带钢出口厚度精准控制是衡量板形质量的基础，而轧机两侧纵向刚度是带钢出口厚度精准控制、轧制稳定性的关键，在现有轧机纵向刚度计算方法中，往往都是采用压靠法进行回归计算，但是在实际轧制过程中，带钢在轧制生产过程中，轧制力、弯辊力、窜辊量、带钢厚度以及轧制速度都会对轧机纵向刚度产生影响，同时在轧制过程中，由于带钢是弹塑性体，在咬钢时，会产生弹跳现象，这就导致带钢出口厚度会出现不准确波动，从而造成带钢产品质量问题。

目前还有一种相对准确的计算轧机纵向刚度的试制法，这种方法需要在轧制生产前，采用铝板等进行预轧制，从而确定轧机纵向刚度，但是该种方法需要大量时间以及材料成本，影响带钢生产轧制节奏。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种热连轧机纵向刚度综合计算方法及计算系统，充分利用压靠测试数据，根据轧机建立的轧机-轧件耦合有限元模型仿真数据以及日常轧制过程中根据发生的弹跳过程，来综合加权计算轧机刚度系数。该方法综合考虑了压靠过程中反映轧机设备状态的刚度情况，轧制过程中带钢宽度、轧制力、轧制速度、弯辊力以及窜辊量对轧机纵向刚度的影响情况，同时综合考虑了在轧制过程带钢在进入轧机时，发生的弹跳对轧机纵向刚度的影响情况，解决了带钢带钢轧制过程中轧机刚度计算不准确等问题，提高了轧制生产的连续性与稳定性。

本发明的第一目的是提供一种热连轧机纵向刚度综合计算方法，用于热连轧机厚度过程中计算轧机纵向刚度，包括：

S1、获取轧机两侧压靠测试数据，对轧机两侧压靠测试数据进行二次回归曲线，并取回归一次项系数分别得出的轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}；

S2、建立轧机-轧件耦合有限元仿真模型，通过仿真分析，得出影响轧机两侧纵向刚度变化的影响因素，同时根据影响因素建立相应水平的正交试验，通过多元线性回归分别得出的轧机操作侧刚度K_{S_OS}与传动侧纵向刚度K_{S_DS}；

S3、在生产轧制过程中，根据弹跳方程反算分别得出轧机操作侧刚度K_{C_OS}与传动侧纵向刚度K_{C_DS}；

S4、综合利用压靠测试数据，根据轧机建立的轧机-轧件耦合有限元模型仿真数据以及日常轧制过程中根据发生的弹跳过程，综合加权计算得出轧机操作侧刚度K_OS与传动侧纵向刚度K_DS为：

K_OS＝μ₁K_{T_OS}+μ₂K_{S_OS}+μ₃K_{C_OS}

K_DS＝δ₁K_{T_DS}+δ₂K_{S_DS}+δ₃K_{C_DS}

式中：μ₁、μ₂、μ₃、δ₁、δ₂、δ₃均为权重系数。

优选地，S1中：根据现场压靠测试，采用二次函数曲线拟合，一次项系数即分别为轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}：

式中：P_OS0为操作侧压靠轧制力，P_DS0为传动侧压靠轧制力；s_{t_OS}为操作侧压靠位移，s_{t_DS}为传动侧压靠位移，a₀和a₁为传动侧刚度回归系数；b₀和b₁为操作侧刚度回归系数。

优选地，S2中：通过商用ABAQUS有限元分析软件确定影响因素，所述影响因素包括轧制力P、带钢宽度B、工作辊窜辊量X_w、轧制速度v以及弯辊力F_w，并建立5因素5水平数正交试验表，对照已有的标准正交表，选择L₂₅(5⁶)作为正交表；

通过正交试验得到有限元仿真过程中得出的轧机两侧纵向刚度为：

K_{S_OS}＝k₁P_OS+k₂B+k₃X_W+k₄v+k₅F_W；

K_{S_DS}＝θ₁P_DS+θ₂B+θ₃X_W+θ₄v+θ₅F_W；

式中：k₁为操作侧纵向刚度轧制力影响系数；k₂为操作侧纵向刚度板带宽度影响系数；k₃为操作侧纵向刚度窜辊量影响系数；k₄为操作侧纵向刚度轧制速度影响系数；k₅为操作侧纵向刚度弯辊力轧制系数；θ₁为传动侧纵向刚度轧制力影响系数；θ₂为传动侧纵向刚度板带宽度影响系数；θ₃为传动侧纵向刚度窜辊量影响系数；θ₄为传动侧纵向刚度轧制速度影响系数；θ₅为传动侧纵向刚度辊力轧制系数；k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅通过对轧机-轧件耦合模型进行有限元模型计算回归得出。

优选地，在S3中：

式中：P_OS为操作侧轧制力，P_DS为传动侧轧制力，P_OS0为零调时操作侧轧制力、P_DS0为零调时传动侧轧制力；S_OS表示操作侧辊缝设定值，S_DS表示传动侧辊缝设定值；hos为板坯操作侧出口厚度，h_DS为传动侧出口厚度，cof_OS为操作侧辊缝辊缝补偿量，cof_DS为传动侧辊缝辊缝补偿量，α为操作侧自学习系数，β为传动侧自学习系数，为上卷钢操作侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢传动侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢操作侧预摆辊缝计算设定值，为上卷钢传动侧预摆辊缝计算设定值。

本发明的第二目的是提供一种热连轧机纵向刚度综合计算系统，用于热连轧机厚度过程中计算轧机纵向刚度，包括：

第一模块：获取轧机两侧压靠测试数据，对轧机两侧压靠测试数据进行二次回归曲线，并取回归一次项系数分别得出的轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}；

第二模块：建立轧机-轧件耦合有限元仿真模型，通过仿真分析，得出影响轧机两侧纵向刚度变化的影响因素，同时根据影响因素建立相应水平的正交试验，通过多元线性回归分别得出的轧机操作侧刚度K_{S_OS}与传动侧纵向刚度K_{S_DS}；

第三模块：在生产轧制过程中，根据弹跳方程反算分别得出轧机操作侧刚度K_{C_OS}与传动侧纵向刚度K_{C_DS}；

第四模块：综合利用压靠测试数据，根据轧机建立的轧机-轧件耦合有限元模型仿真数据以及日常轧制过程中根据发生的弹跳过程，综合加权计算得出轧机操作侧刚度K_OS与传动侧纵向刚度K_DS为：

K_OS＝μ₁K_{T_OS}+μ₂K_{S_OS}+μ₃K_{C_OS}

K_DS＝δ₁K_{T_DS}+δ₂K_{S_DS}+δ₃K_{C_DS}

式中：μ₁、μ₂、μ₃、δ₁、δ₂、δ₃均为权重系数。

优选地，第一模块中：根据现场压靠测试，采用二次函数曲线拟合，一次项系数即分别为轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}：

式中：P_OS0为操作侧压靠轧制力，P_DS0为传动侧压靠轧制力；s_{t_OS}为操作侧压靠位移，s_{t_DS}为传动侧压靠位移，a₀和a₁为传动侧刚度回归系数；b₀和b₁为操作侧刚度回归系数。

优选地，第二模块中：通过商用ABAQUS有限元分析软件确定影响因素，所述影响因素包括轧制力P、带钢宽度B、工作辊窜辊量X_w、轧制速度v以及弯辊力F_w，并建立5因素5水平数正交试验表，对照已有的标准正交表，选择L₂₅(5⁶)作为正交表；

通过正交试验得到有限元仿真过程中得出的轧机两侧纵向刚度为：

K_{S_OS}＝k₁P_OS+k₂B+k₃X_W+k₄v+k₅F_W；

K_{S_DS}＝θ₁P_DS+θ₂B+θ₃X_W+θ₄v+θ₅F_W；

式中：k₁为操作侧纵向刚度轧制力影响系数；k₂为操作侧纵向刚度板带宽度影响系数；k₃为操作侧纵向刚度窜辊量影响系数；k₄为操作侧纵向刚度轧制速度影响系数；k₅为操作侧纵向刚度弯辊力轧制系数；θ₁为传动侧纵向刚度轧制力影响系数；θ₂为传动侧纵向刚度板带宽度影响系数；θ₃为传动侧纵向刚度窜辊量影响系数；θ₄为传动侧纵向刚度轧制速度影响系数；θ₅为传动侧纵向刚度辊力轧制系数；k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅通过对轧机-轧件耦合模型进行有限元模型计算回归得出。

优选地，第三模块中：

式中：P_OS为操作侧轧制力，P_DS为传动侧轧制力，P_OS0为零调时操作侧轧制力、P_DS0为零调时传动侧轧制力；S_OS表示操作侧辊缝设定值，S_DS表示传动侧辊缝设定值；hos为板坯操作侧出口厚度，h_DS为传动侧出口厚度，cof_OS为操作侧辊缝辊缝补偿量，cof_DS为传动侧辊缝辊缝补偿量，α为操作侧自学习系数，β为传动侧自学习系数，为上卷钢操作侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢传动侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢操作侧预摆辊缝计算设定值，为上卷钢传动侧预摆辊缝计算设定值。

本发明的第三目的是提供一种信息数据处理终端，用于实现上述的热连轧机纵向刚度综合计算方法。

本发明的第四目的是提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行实现上述的热连轧机纵向刚度综合计算方法。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明在轧机纵向刚度计算方法中，充分的利用了压靠测试数据，根据轧机建立的轧机-轧件耦合有限元模型仿真数据以及日常轧制过程中根据发生的弹跳过程，来综合加权计算轧机刚度系数。该中方法综合考虑了压靠过程中反映轧机设备状态的刚度情况，轧制过程中带钢宽度、轧制力、轧制速度、弯辊力以及窜辊量对轧机纵向刚度的影响情况，同时综合考虑了在轧制过程带钢在进入轧机时，发生的弹跳对轧机纵向刚度的影响情况，解决了带钢带钢轧制过程中轧机刚度计算不准确等问题。

附图说明

图1是本发明优选实施例提供的流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1。

1.一种热连轧机纵向刚度综合计算方法，用于热连轧机厚度过程中精确计算轧机纵向刚度，包含以下步骤：

(1)通过对轧机两侧压靠测试数据进行二次回归曲线，并取回归一次项系数分别得出的轧机操作侧与传动侧刚度K_{T_OS}、K_{T_DS}。

(2)通过建立轧机-轧件耦合有限元仿真模型，通过仿真分析，得出影响轧机两侧纵向刚度变化的主要因素，同时根据主要影响因素进行建立相应水平的正交试验，通过多元线性回归分别得出的轧机操作侧与传动侧纵向刚度K_{S_OS}、K_{S_DS}：

(3)通过在生产轧制过程中，根据弹跳方程反算分别得出轧机操作侧与传动侧纵向刚度K_{C_OS}、K_{C_DS}：

(4)综合利用压靠测试数据，根据轧机建立的轧机-轧件耦合有限元模型仿真数据以及日常轧制过程中根据发生的弹跳过程，综合加权计算得出轧机操作侧与传动侧纵向刚度K_OS、K_DS为：

K_OS＝μ₁K_{T_OS}+μ₂K_{S_OS}+μ₃K_{C_OS}

K_DS＝δ₁K_{T_DS}+δ₂K_{S_DS}+δ₃K_{C_DS}

式中：

K_OS、K_DS——综合计算得到的轧机操作侧与传动侧纵向刚度值，KN/mm；

μ₁、μ₂、μ₃——权重系数，其中μ₁＝0.5、μ₂＝0.3、μ₃＝0.2；

δ₁、δ₂、δ₃——权重系数，其中δ₁＝0.5、δ₂＝0.3、δ₃＝0.2；

K_{T_OS}、K_{T_DS}——压靠测试得出的轧机操作侧与传动侧刚度值，KN/mm；

K_{S_OS}、K_{S_DS}——有限元仿真得出的轧机操作侧与传动侧刚度值，KN/mm；

K_{C_OS}、K_{C_DS}——弹跳方程反算得出的轧机操作侧与传动侧刚度值，KN/mm；

压靠测试得出的轧机两侧刚度K_{T_OS}、K_{T_DS}计算方式为：

根据现场压靠测试通过采用二次函数曲线拟合，一次项系数即分别为轧机操作侧与传动侧纵向刚度：

式中：

K_{T_OS}、K_{T_DS}——通过压靠测试拟合得出的轧机操作侧与传动侧纵向刚度，KN/mm；

P_OS0、P_DS0——操作侧与传动侧压靠轧制力，KN；

s_{t_OS}、s_{t_DS}——操作侧与传动侧压靠位移，mm；

a₀、a₁——传动侧刚度回归系数；

b₀、b₁——操作侧刚度回归系数；

通过有限元仿真得到的轧机操作侧与传动侧纵向刚度K_{S_OS}、K_{S_DS}计算方式为：

通过建立轧机刚度轧机-轧件耦合有限元仿真模型，通过商用ABAQUS有限元分析软件确定轧制力P，带钢宽度B，工作辊窜辊量X_w，轧制速度v，以及弯辊力F_w等主要因素会对轧机纵向刚度产生影响，并因此建立5因素5水平数正交试验表，因此对照已有的标准正交表，选择L₂₅(5⁶)作为正交表。

正交表表头设计如下所示：

表1正交表表头设计表

将正交表的表头设计好后，我们就可以完善表格的其他内容，按照已有的正交表L₂₅(5⁶)规则，就得到了试验方案，如表2所示。

表2试验方案表

通过正交试验可得有限元仿真过程中得出的轧机两侧纵向刚度为：

K_{S_OS}＝k₁P_OS+k₂B+k₃X_W+k₄v+k₅F_W

K_{S_DS}＝θ₁P_DS+θ₂B+θ₃X_W+θ₄v+θ₅F_W

式中：

K_{S_OS}、K_{S_DS}——正交试验回归得出的轧机操作侧与传动侧纵向刚度，KN/mm；

k₁——操作侧纵向刚度轧制力影响系数；k₂——操作侧纵向刚度板带宽度影响系数；k₃——操作侧纵向刚度窜辊量影响系数；k₄——操作侧纵向刚度轧制速度影响系数；k₅——操作侧纵向刚度弯辊力轧制系数；θ₁——传动侧纵向刚度轧制力影响系数；θ₂——传动侧纵向刚度板带宽度影响系数；θ₃——传动侧纵向刚度窜辊量影响系数；θ₄——传动侧纵向刚度轧制速度影响系数；θ₅——传动侧纵向刚度辊力轧制系数；k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅通过对轧机-轧件耦合模型进行大量有限元模型计算回归得出。

在轧制过程中根据弹跳方程反算分别得出轧机操作侧与传动侧纵向刚度K_{C_OS}、K_{C_DS}计算方式为：

式中：

K_{C_OS}、K_{C_DS}——弹跳反算得出的操作侧与传动侧轧机刚度，KN/mm；

P_OS、P_DS——操作侧与传动侧轧制力，KN；

P_OS0、P_DS0——零调时操作侧与传动侧轧制力，KN；

S_OS、S_DS——分别表示操作侧和传动侧辊缝设定值，mm；

hos、h_DS——板坯操作侧与传动侧出口厚度，mm；(F1～F6机架带钢出口厚度通过记录轧机两侧液压缸在咬钢前后，液压缸行程变化量可得，F7机架带钢出口厚度则由出口多功能仪侧得)

cof_OS、cof_DS——操作侧与传动侧辊缝辊缝补偿量，mm；

α、β——操作侧与传动侧自学习系数，其中α＝0.45、β＝0.5；

——上卷钢操作侧与传动侧预摆辊缝实测值；

——上卷钢操作侧与传动侧预摆辊缝计算设定值。

一种热连轧机纵向刚度综合计算系统，用于热连轧机厚度过程中计算轧机纵向刚度，包括：

第一模块：获取轧机两侧压靠测试数据，对轧机两侧压靠测试数据进行二次回归曲线，并取回归一次项系数分别得出的轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}；

第二模块：建立轧机-轧件耦合有限元仿真模型，通过仿真分析，得出影响轧机两侧纵向刚度变化的影响因素，同时根据影响因素建立相应水平的正交试验，通过多元线性回归分别得出的轧机操作侧刚度K_{S_OS}与传动侧纵向刚度K_{S_DS}；

第三模块：在生产轧制过程中，根据弹跳方程反算分别得出轧机操作侧刚度K_{C_OS}与传动侧纵向刚度K_{C_DS}；

第四模块：综合利用压靠测试数据，根据轧机建立的轧机-轧件耦合有限元模型仿真数据以及日常轧制过程中根据发生的弹跳过程，综合加权计算得出轧机操作侧刚度K_OS与传动侧纵向刚度K_DS为：

K_OS＝μ₁K_{T_OS}+μ₂K_{S_OS}+μ₃K_{C_OS}

K_DS＝δ₁K_{T_DS}+δ₂K_{S_DS}+δ₃K_{C_DS}

式中：μ₁、μ₂、μ₃、δ₁、δ₂、δ₃均为权重系数。

优选地，第一模块中：根据现场压靠测试，采用二次函数曲线拟合，一次项系数即分别为轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}：

式中：P_OS0为操作侧压靠轧制力，P_DS0为传动侧压靠轧制力；s_{t_OS}为操作侧压靠位移，s_{t_DS}为传动侧压靠位移，a₀和a₁为传动侧刚度回归系数；b₀和b₁为操作侧刚度回归系数。

优选地，第二模块中：通过商用ABAQUS有限元分析软件确定影响因素，所述影响因素包括轧制力P、带钢宽度B、工作辊窜辊量X_w、轧制速度v以及弯辊力F_w，并建立5因素5水平数正交试验表，对照已有的标准正交表，选择L₂₅(5⁶)作为正交表；

通过正交试验得到有限元仿真过程中得出的轧机两侧纵向刚度为：

K_{S_OS}＝k₁P_OS+k₂B+k₃X_W+k₄v+k₅F_W；

K_{S_DS}＝θ₁P_DS+θ₂B+θ₃X_W+θ₄v+θ₅F_W；

式中：k₁为操作侧纵向刚度轧制力影响系数；k₂为操作侧纵向刚度板带宽度影响系数；k₃为操作侧纵向刚度窜辊量影响系数；k₄为操作侧纵向刚度轧制速度影响系数；k₅为操作侧纵向刚度弯辊力轧制系数；θ₁为传动侧纵向刚度轧制力影响系数；θ₂为传动侧纵向刚度板带宽度影响系数；θ₃为传动侧纵向刚度窜辊量影响系数；θ₄为传动侧纵向刚度轧制速度影响系数；θ₅为传动侧纵向刚度辊力轧制系数；k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅通过对轧机-轧件耦合模型进行有限元模型计算回归得出。

优选地，第三模块中：

式中：P_OS为操作侧轧制力，P_DS为传动侧轧制力，P_OS0为零调时操作侧轧制力、P_DS0为零调时传动侧轧制力；S_OS表示操作侧辊缝设定值，S_DS表示传动侧辊缝设定值；hos为板坯操作侧出口厚度，h_DS为传动侧出口厚度，cof_OS为操作侧辊缝辊缝补偿量，cof_DS为传动侧辊缝辊缝补偿量，α为操作侧自学习系数，β为传动侧自学习系数，为上卷钢操作侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢传动侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢操作侧预摆辊缝计算设定值，为上卷钢传动侧预摆辊缝计算设定值。

在上述实施例中：

(1)轧机操作侧与传动侧纵向刚度为K_OS、K_DS：

K_OS＝μ₁K_{T_OS}+μ₂K_{S_OS}+μ₃K_{C_OS}

K_DS＝δ₁K_{T_DS}+δ₂K_{S_DS}+δ₃K_{C_DS}

式中：

K_OS、K_OS——综合计算得到的轧机操作侧与传动侧纵向刚度值，KN/mm；

μ₁、μ₂、μ₃——权重系数，其中μ₁＝0.5、μ₂＝0.2、μ₃＝0.3；

δ₁、δ₂、δ₃——权重系数，其中δ₁＝0.5、δ₂＝0.2、δ₃＝0.3；

K_{T_OS}、K_{T_DS}——压靠测试得出的轧机操作侧与传动侧刚度值，KN/mm；

K_{S_OS}、K_{S_DS}——有限元仿真得出的轧机操作侧与传动侧刚度值，KN/mm；

K_{C_OS}、K_{C_DS}——弹跳方程反算得出的轧机操作侧与传动侧刚度值，KN/mm；

(2)其中压靠测试得出的轧机操作侧与传动侧刚度K_{T_OS}、K_{T_DS}：

根据现场压靠测试通过采用二次函数曲线拟合，一次项系数即为轧机得出两侧轧机纵向刚度：

式中：

F_OS0、F_DS0——操作侧与传动侧压靠轧制力，KN；

s_{t_OS}、s_{t_DS}——操作侧与传动侧压靠位移，mm；

a₀、a₁——传动侧刚度回归系数；

b₀、b₁——操作侧刚度回归系数；

通过对现场某机架进行压靠测试，采用二次曲线拟合，取一次项系数，得出轧机纵向操作侧刚度为2182.9KN/mm，传动侧刚度为2021.4KN/mm。

(3)其中通过有限元仿真得到的轧机操作侧与传动侧纵向刚度K_{S_OS}、K_{S_DS}：

通过建立轧机刚度轧机-轧件耦合有限元仿真模型，通过商用ABAQUS有限元分析软件确定轧制力P，带钢宽度B，工作辊窜辊量X_w，轧制速度v，以及弯辊力F_w等主要因素会对轧机纵向刚度产生影响，因此建立5因素5水平数正交试验表，因此对照已有的标准正交表，选择L₂₅(5⁶)作为正交表。

通过正交试验可得有限元仿真过程中得出的轧机两侧纵向刚度为:

K_{S_OS}＝0.212P_OS+0.296B+0.78X_W+6.2v+0.135F_W

K_{S_DS}＝0.205P_DS+0.292B+0.64X_W+5.7v+0.086F_W

在轧制过程中，通过从数据库中提取各项工艺参数如下：

表3各项工艺参数表

通过带入公式计算得轧机操作侧纵向刚度为2179.616KN/mm，传动侧纵向刚度为2037.49KN/mm。

(4)其中在轧制过程中根据弹跳方程反算轧机操作侧与传动侧纵向刚度K_{C_OS}、K_{C_DS}：

式中：

K_{C_OS}、K_{C_DS}——弹跳反算得出的操作侧与传动侧轧机刚度，KN/mm；

P_OS、P_DS——操作侧与传动侧轧制力，KN；

P_OS0、P_DS0——操作侧与传动侧压靠轧制力，KN；

S_OS、S_DS——分别表示操作侧和传动侧辊缝设定值，mm；

hos、h_DS——板坯出口厚度，mm；(F1～F6机架带钢出口厚度通过记录轧机两侧液压缸在咬钢前后，液压缸行程变化量可得，F7机架带钢出口厚度则由出口多功能仪侧得)

cof_OS、cof_DS——操作侧与传动侧辊缝辊缝补偿量，mm；

α、β——操作侧与传动侧自学习系数，其中α＝0.55、β＝0.52；

——上卷钢操作侧与传动侧预摆辊缝实测值；

——上卷钢操作侧与传动侧预摆辊缝计算设定值；

以F7机架为例，获取带钢轧制生产相关参数如下：

表4带钢轧制生产相关参数

通过公式带入计算得轧机传动侧纵向刚度为2058.82KN/mm、操作侧纵向刚度为2022.5KN/mm。

根据步骤(2)(3)(4)综合计算，得出轧机操作侧与传动侧纵向刚度为:

K_OS＝0.5×2182.9+0.2×2179.616+0.3×2058.82＝2145.02KN/mm

K_DS＝0.5×2021.4+0.2×2037.490+0.3×2022.50＝2024.95KN/mm

一种信息数据处理终端，用于实现上述热连轧机纵向刚度综合计算方法。

一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述热连轧机纵向刚度综合计算方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种热连轧机纵向刚度综合计算方法，用于热连轧机厚度过程中计算轧机纵向刚度，其特征在于，包括：

S1、获取轧机两侧压靠测试数据，对轧机两侧压靠测试数据进行二次回归曲线，并取回归一次项系数分别得出的轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}；

S2、建立轧机-轧件耦合有限元仿真模型，通过仿真分析，得出影响轧机两侧纵向刚度变化的影响因素，同时根据影响因素建立相应水平的正交试验，通过多元线性回归分别得出的轧机操作侧刚度K_{S_OS}与传动侧纵向刚度K_{S_DS}；

S3、在生产轧制过程中，根据弹跳方程反算分别得出轧机操作侧刚度K_{C_OS}与传动侧纵向刚度K_{C_DS}；

S4、综合利用压靠测试数据，根据轧机建立的轧机-轧件耦合有限元模型仿真数据以及日常轧制过程中根据发生的弹跳过程，综合加权计算得出轧机操作侧刚度K_OS与传动侧纵向刚度K_DS为：

K_OS＝μ₁K_{T_OS}+μ₂K_{S_OS}+μ₃K_{C_OS}

K_DS＝δ₁K_{T_DS}+δ₂K_{S_DS}+δ₃K_{C_DS}

式中：μ₁、μ₂、μ₃、δ₁、δ₂、δ₃均为权重系数。

2.根据权利要求1所述的热连轧机纵向刚度综合计算方法，其特征在于，S1中：根据现场压靠测试，采用二次函数曲线拟合，一次项系数即分别为轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}：

式中：P_OS0为操作侧压靠轧制力，P_DS0为传动侧压靠轧制力；s_{t_OS}为操作侧压靠位移，s_{t_DS}为传动侧压靠位移，a₀和a₁为传动侧刚度回归系数；b₀和b₁为操作侧刚度回归系数。

3.根据权利要求1所述的热连轧机纵向刚度综合计算方法，其特征在于，S2中：通过商用ABAQUS有限元分析软件确定影响因素，所述影响因素包括轧制力P、带钢宽度B、工作辊窜辊量X_w、轧制速度v以及弯辊力F_w，并建立5因素5水平数正交试验表，对照已有的标准正交表，选择L₂₅(5⁶)作为正交表；

通过正交试验得到有限元仿真过程中得出的轧机两侧纵向刚度为：

K_{S_OS}＝k₁P_OS+k₂B+k₃X_W+k₄v+k₅F_W；

K_{S_DS}＝θ₁P_DS+θ₂B+θ₃X_W+θ₄v+θ₅F_W；

式中：k₁为操作侧纵向刚度轧制力影响系数；k₂为操作侧纵向刚度板带宽度影响系数；k₃为操作侧纵向刚度窜辊量影响系数；k₄为操作侧纵向刚度轧制速度影响系数；k₅为操作侧纵向刚度弯辊力轧制系数；θ₁为传动侧纵向刚度轧制力影响系数；θ₂为传动侧纵向刚度板带宽度影响系数；θ₃为传动侧纵向刚度窜辊量影响系数；θ₄为传动侧纵向刚度轧制速度影响系数；θ₅为传动侧纵向刚度辊力轧制系数；k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅通过对轧机-轧件耦合模型进行有限元模型计算回归得出。

4.根据权利要求1所述的热连轧机纵向刚度综合计算方法，其特征在于，在S3中：

式中：P_OS为操作侧轧制力，P_DS为传动侧轧制力，P_OS0为零调时操作侧轧制力、P_DS0为零调时传动侧轧制力；S_OS表示操作侧辊缝设定值，S_DS表示传动侧辊缝设定值；hos为板坯操作侧出口厚度，h_DS为传动侧出口厚度，cof_OS为操作侧辊缝辊缝补偿量，cof_DS为传动侧辊缝辊缝补偿量，α为操作侧自学习系数，β为传动侧自学习系数，为上卷钢操作侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢传动侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢操作侧预摆辊缝计算设定值，/>为上卷钢传动侧预摆辊缝计算设定值。

5.一种热连轧机纵向刚度综合计算系统，用于热连轧机厚度过程中计算轧机纵向刚度，其特征在于，包括：

第一模块：获取轧机两侧压靠测试数据，对轧机两侧压靠测试数据进行二次回归曲线，并取回归一次项系数分别得出的轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}；

第二模块：建立轧机-轧件耦合有限元仿真模型，通过仿真分析，得出影响轧机两侧纵向刚度变化的影响因素，同时根据影响因素建立相应水平的正交试验，通过多元线性回归分别得出的轧机操作侧刚度K_{S_OS}与传动侧纵向刚度K_{S_DS}；

第三模块：在生产轧制过程中，根据弹跳方程反算分别得出轧机操作侧刚度K_{C_OS}与传动侧纵向刚度K_{C_DS}；

第四模块：综合利用压靠测试数据，根据轧机建立的轧机-轧件耦合有限元模型仿真数据以及日常轧制过程中根据发生的弹跳过程，综合加权计算得出轧机操作侧刚度K_OS与传动侧纵向刚度K_DS为：

K_OS＝μ₁K_{T_OS}+μ₂K_{S_OS}+μ₃K_{C_OS}

K_DS＝δ₁K_{T_DS}+δ₂K_{S_DS}+δ₃K_{C_DS}

式中：μ₁、μ₂、μ₃、δ₁、δ₂、δ₃均为权重系数。

6.根据权利要求5所述的热连轧机纵向刚度综合计算系统，其特征在于，第一模块中：根据现场压靠测试，采用二次函数曲线拟合，一次项系数即分别为轧机操作侧刚度K_{T_OS}与传动侧刚度K_{T_DS}：

式中：P_OS0为操作侧压靠轧制力，P_DS0为传动侧压靠轧制力；s_{t_OS}为操作侧压靠位移，s_{t_DS}为传动侧压靠位移，a₀和a₁为传动侧刚度回归系数；b₀和b₁为操作侧刚度回归系数。

7.根据权利要求5所述的热连轧机纵向刚度综合计算系统，其特征在于，第二模块中：通过商用ABAQUS有限元分析软件确定影响因素，所述影响因素包括轧制力P、带钢宽度B、工作辊窜辊量X_w、轧制速度v以及弯辊力F_w，并建立5因素5水平数正交试验表，对照已有的标准正交表，选择L₂₅(5⁶)作为正交表；

通过正交试验得到有限元仿真过程中得出的轧机两侧纵向刚度为：

K_{S_OS}＝k₁P_OS+k₂B+k₃X_W+k₄v+k₅F_W；

K_{S_DS}＝θ₁P_DS+θ₂B+θ₃X_W+θ₄v+θ₅F_W；

式中：k₁为操作侧纵向刚度轧制力影响系数；k₂为操作侧纵向刚度板带宽度影响系数；k₃为操作侧纵向刚度窜辊量影响系数；k₄为操作侧纵向刚度轧制速度影响系数；k₅为操作侧纵向刚度弯辊力轧制系数；θ₁为传动侧纵向刚度轧制力影响系数；θ₂为传动侧纵向刚度板带宽度影响系数；θ₃为传动侧纵向刚度窜辊量影响系数；θ₄为传动侧纵向刚度轧制速度影响系数；θ₅为传动侧纵向刚度辊力轧制系数；k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、θ₁、θ₂、θ₃、θ₄、θ₅通过对轧机-轧件耦合模型进行有限元模型计算回归得出。

8.根据权利要求5所述的热连轧机纵向刚度综合计算系统，其特征在于，第三模块中：

式中：P_OS为操作侧轧制力，P_DS为传动侧轧制力，P_OS0为零调时操作侧轧制力、P_DS0为零调时传动侧轧制力；S_OS表示操作侧辊缝设定值，S_DS表示传动侧辊缝设定值；hos为板坯操作侧出口厚度，h_DS为传动侧出口厚度，cof_OS为操作侧辊缝辊缝补偿量，cof_DS为传动侧辊缝辊缝补偿量，α为操作侧自学习系数，β为传动侧自学习系数，为上卷钢操作侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢传动侧预摆辊缝实测值；/>为上卷钢操作侧预摆辊缝计算设定值，/>为上卷钢传动侧预摆辊缝计算设定值。

9.一种信息数据处理终端，其特征在于，用于实现权利要求1-4任一项所述的热连轧机纵向刚度综合计算方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行实现权利要求1-4任一项所述的热连轧机纵向刚度综合计算方法。