冷連軋機(jī)組極薄帶軋制中基于熱凸度的原始輥縫設(shè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冷連社機(jī)組極薄帶社制過程中原始漉縫設(shè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 采用四漉社機(jī)的前H個機(jī)架和采用六漉社機(jī)的后兩個機(jī)架組成的五機(jī)架冷連社 機(jī)組（W下簡稱3巧型五機(jī)架冷社機(jī)組），與全部是六漉社機(jī)的機(jī)組相比，3巧型五機(jī)架冷 社機(jī)組節(jié)約了投資成本，比較經(jīng)濟(jì)，而與全部是4漉社機(jī)的機(jī)組相比，3巧型五機(jī)架冷社機(jī) 組的板形控制能力更加強(qiáng)大，社薄能力也更為突出。然而，隨著帶鋼厚度不斷變小，對機(jī)組 板形板厚控制精度的要求也逐漸提高。在板形板厚控制過程中，除了需要精確計算出漉系 的彈性變形之外，社漉的熱凸度對板形板厚的控制精度也起著決定性的作用。一方面，在帶 鋼和冷卻介質(zhì)的綜合作用下，社漉沿漉身方向產(chǎn)生不均勻熱膨脹，改變了原始設(shè)定的漉縫 形狀，直接影響出口帶鋼的板形板厚控制；另一方面，社漉的不均勻變形又能補(bǔ)償社制過程 中漉系彈性變形和社漉磨損的影響。此外，工作漉的熱凸度變化除了對該機(jī)架帶材的板形 板厚產(chǎn)生影響外，還會直接影響到后續(xù)社機(jī)相關(guān)參數(shù)的設(shè)定，如果前面機(jī)架由于熱凸度的 變化，導(dǎo)致板形與板凸度的偏差超出了后續(xù)機(jī)架漉系參數(shù)對板形與板凸度的調(diào)控能力，貝U 機(jī)組很難生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，送就需要現(xiàn)場對所有機(jī)架熱凸度的影響進(jìn)行綜合防治。送樣， 在極薄帶鋼社制過程中，如何精確回歸出各機(jī)架工作漉熱凸度的變化情況，實現(xiàn)對原始漉 縫的準(zhǔn)確設(shè)定，提高成品帶鋼的板形板厚控制精度就成為現(xiàn)場技術(shù)攻關(guān)的焦點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種冷連社機(jī)組極薄帶社制中基于熱凸度的原始漉縫設(shè)定 方法，可有效實現(xiàn)原始漉縫的設(shè)定，W提高出口帶材板形板厚控制精度。
[0004] 本發(fā)明的冷連社機(jī)組極薄帶社制中基于熱凸度的原始漉縫設(shè)定方法，包括：首先 采用有限差分法建立社漉二維溫度場計算模型；再利用彈塑性力學(xué)的方法求解出社漉熱凸 度的動態(tài)變化；最后實現(xiàn)原始漉縫的設(shè)定。
[0005]其中，建立社漉二維溫度場計算模型包括獲取相關(guān)參數(shù)、參數(shù)賦初值。
[0006] 求解出社漉熱凸度的動態(tài)變化包括確定各機(jī)架工作漉熱凸度。
[0007] 其中，獲取相關(guān)參數(shù)包括：收集3巧型五機(jī)架冷連社機(jī)組的主要設(shè)備與工藝參數(shù)、 定義熱凸度計算過程中所涉及的相關(guān)過程參數(shù)；
[0008] 其中，收集3巧型五機(jī)架冷連社機(jī)組的主要設(shè)備與工藝參數(shù)包括；收集相關(guān)漉系 參數(shù)、給定待生產(chǎn)帶鋼的規(guī)格特征與工藝參數(shù)、收集主要工藝潤滑制度參數(shù)、收集熱傳導(dǎo)計 算過程中涉及到的相關(guān)參數(shù)；
[0009] 其中，定義熱凸度計算過程中所涉及的相關(guān)過程參數(shù)包括；帶鋼社制時間t、社漉 沿漉身方向分段數(shù)M、社漉沿漉徑方向分段數(shù)N、過程變量m= 1，2,…M，n= 1，2,…N、第 i機(jī)架工作漉溫度社制時的熱凸度分布AZ)：,、第i機(jī)架工作漉溫度分布初始值培Ut時刻 第i機(jī)架工作漉溫度分布?、第i機(jī)架工作漉達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時的溫度分布巧,。、時間搜索 步長At、過程變量j、第i機(jī)架的摩擦系數(shù)y1、第i機(jī)架的變形熱、第i機(jī)架的摩擦熱 絞\第1機(jī)架帶鋼在變形區(qū)的溫度巧、工作漉熱膨脹系數(shù)目t、工作漉材料的泊松比V、各 機(jī)架原始漉縫設(shè)定值Hi、各機(jī)架最佳原始漉縫設(shè)定值；
[0010] 參數(shù)賦初值為對各機(jī)架原始漉縫的設(shè)定值Hi賦初值。
[0011] 其中，確定各機(jī)架工作漉熱凸度包括：
[0012] (d)令代表機(jī)架號的過程變量i= 1 ;
[0013] (e)取各機(jī)架工作漉的^?模型進(jìn)行單元劃分，建立徑向與軸向的二維單元模型，沿 漉身方向各等分段寬度^，二-，沿漉徑方向各等分段寬度心：%-; '厶成!'
[0014] 訊給定時間搜索步長At、社漉初始溫度?過程變量j= 0,其中根據(jù)二 維不穩(wěn)定導(dǎo)熱的限制條件時間搜索步長At應(yīng)滿足不等式
[0015](g)運(yùn)用有限差分法計算第i機(jī)架工作漉溫度分布投.。:。
[0016] 運(yùn)用有限差分法計算第i機(jī)架工作漉溫度分布?1,,包括W下由計算機(jī)執(zhí)行的步 驟：
[0017] gl)令帶鋼社制時間t=jAt;
[0018] g2)W帶材的初始強(qiáng)度0s。、加工硬化系數(shù)心、帶材的寬度B、入口厚度為1、出口 厚度為、入口張力為Ti1、出口張力為Ti、出口速度為Vi、乳化液濃度C、乳化液初始溫度設(shè) 定值町、第i機(jī)架乳化液流量設(shè)定值Wi為初始條件，計算出當(dāng)前工況下，第i機(jī)架的摩擦系 數(shù)y1、社制過程中因抵抗變形而產(chǎn)生的變形熱續(xù)％由于帶鋼與社漉的相對滑動而產(chǎn)生的 摩擦熱谷f;
[0019]的）W第i機(jī)架的摩擦系數(shù)y1、社制過程中因抵抗變形而產(chǎn)生的變形熱經(jīng)％由于 帶鋼與社漉的相對滑動而產(chǎn)生的摩擦熱貧'為初始條件，調(diào)用帶鋼溫升計算模型，確定第i 機(jī)架帶鋼在變形區(qū)的溫度巧；
[0020] g4)忽略社漉的周向?qū)幔⒆冃螣岷湍Σ翢醾鞯焦ぷ麂醯牟糠趾屠鋮s液 帶走的熱量看作邊界條件，根據(jù)社漉的二維導(dǎo)熱方程，可W列出工作漉熱平衡方程的差 分表達(dá)式為
式中 為第i機(jī)架工作漉第m，n個單元所對應(yīng)的半徑；
[0021]g5)根據(jù)能量平衡原理，和牛頓冷卻定律得到社漉各部分邊界條件的的差分方程， 對于漉身社制部分而言將社漉的表面的單元節(jié)點（m，n+l)不再看作是內(nèi)部節(jié)點之間的熱 傳導(dǎo)，而是由牛頓冷卻定律代替，對漉身非社制部分而言，沒有帶鋼與社漉間的傳熱，對于 漉肩部分而言，漉肩部分的單元節(jié)點（m+l，n)不再當(dāng)做是內(nèi)部節(jié)點之間的熱傳導(dǎo)，而是由 牛頓冷卻定律代替；對于對稱邊界，其溫度梯度應(yīng)當(dāng)為零，即
[0022] 挑）根據(jù)g2)-巧），確定第i機(jī)架工作漉t+At時刻的溫度場分布我貨";；
[0023] g7)判斷不等苗
是否成立？如果不等式成立，說明此時工 作漉的溫度場分布已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，令?1:: C.';,，轉(zhuǎn)入步驟化）；如果不等式不成立，則令j =j+1，轉(zhuǎn)入步驟gl);
[0024] 化）運(yùn)用彈塑性理論所述的相關(guān)方法，求解穩(wěn)定狀態(tài)下第i機(jī)架工作漉的熱凸度 分布
[002引 （i)判斷不等式i<6是否成立？如果不等式成立，則令i=i+1，轉(zhuǎn)入步驟（d)，計 算下一機(jī)架的熱凸度分布；如果不等式不成立，則轉(zhuǎn)入步驟（j)。
[0026] 其中，實現(xiàn)原始漉縫的設(shè)定包括：
[0027] (j)結(jié)合社漉的原始漉型、各機(jī)架社漉的熱凸度分布W及社機(jī)的彈跳方程、社機(jī) 的彈性變形模型，求解出當(dāng)前漉縫設(shè)定情況下，末機(jī)架帶鋼的出口厚度分布hi。和板形分布 0 5n(n為條元數(shù)）；
[002引 似求解漉縫設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)
其中
板凸度相對偏差余量，目標(biāo)板凸度相對偏差余量越小，板凸度越好；
I板形相對偏差余量，目標(biāo)板形相對偏差余量越小，板形越好；a1為功板形 板凸度的加權(quán)系數(shù)，一般a1 = 0. 3-0. 7 ;
[0029] (1)判斷化well條件是否成立（也就是判斷目標(biāo)函數(shù)F是否最小）？如果化well 條件成立，則令最佳漉縫設(shè)定值化^ =巧轉(zhuǎn)入步驟（m)，否則重新對原始漉縫進(jìn)行設(shè)定，轉(zhuǎn)入 步驟（C);
[0030] (m)輸出當(dāng)前工況下各機(jī)架工作漉的熱凸度分布W及各機(jī)架最佳原始漉縫 設(shè)定值W,'，完成于3+2型五機(jī)架冷連社機(jī)組極薄帶社制過程中的原始漉縫設(shè)定。
[0031] 本發(fā)明的有益效果是：通過準(zhǔn)確的回歸出社漉的動態(tài)熱凸度，實現(xiàn)原始漉縫的 精確設(shè)定，提高機(jī)組的板形板厚控制精度，可使板形封閉率從應(yīng)用前的1.32%下降到 0. 68%，同時，板凸度合格達(dá)到98. 5%W上，降低了不合格產(chǎn)品出現(xiàn)的概率，提高了機(jī)組成 品帶鋼的質(zhì)量，給現(xiàn)場帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0032] 圖1是本發(fā)明一個實施例的冷連社機(jī)組極薄帶社制中基于熱凸度的原始漉縫設(shè) 定方法的總流程圖；
[0033] 圖2是圖1實施例的方法在3巧型五機(jī)架冷連社機(jī)組極薄帶社制過程中的熱凸度 預(yù)報主計算流程圖；
[0034] 圖3是圖2的熱凸度預(yù)報主計算流程圖中工作漉單元劃分圖；
[0035] 圖4圖1的方法的確定各機(jī)架工作漉熱凸度步驟中工作漉溫度場計算框圖；
[0036] 圖5是第一機(jī)架工作漉熱凸度實測值與采用本發(fā)明方法的計算值對比曲線圖；
[0037] 圖6是第二機(jī)架工作漉熱凸度實測值與采用本發(fā)明方法的計算值對比曲線圖；
[0038] 圖7是第H機(jī)架工作漉熱凸度實測值與采用本發(fā)明方法的計算值對比曲線圖；
[0039] 圖8是第四機(jī)架工作漉熱凸度實測值與采用本發(fā)明方法的計算值對比曲線圖；
[0040] 圖9是第五機(jī)架工作漉熱凸度實測值與采用本發(fā)明方法的計算值對比曲線圖；
[0041] 圖10是本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法板形對比圖；
[0042] 圖11是本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法板凸度對比圖。
【具體實施方式】
[0043] 為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，W下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實施方式作詳細(xì)說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述【具體實施方式】，本領(lǐng)域的