熱連軋支撐輥磨損補償及自適應方法
【專利說明】
[0001]
技術領域： 本發明涉及一種熱連軋支撐輥磨損補償及自適應方法，屬于熱連軋帶鋼板形控制領 域。
[0002]
【背景技術】： 熱連軋板形設定精度的關鍵是要準確計算各機架的有載輥縫形狀。影響有載輥縫形狀 的因素一般包括軋制力、彎輥力、工作輥原始輥形、竄輥位置、工作輥熱膨脹與磨損、支撐輥 輥形及磨損。隨著熱軋產品不斷向薄規格拓展，薄規格帶鋼軋制量的增加直接導致精軋支 撐輥軋制公里數的增加，精軋支撐輥磨損對板形的影響日益突出。
[0003] 影響精軋支撐輥磨損量大小的因素眾多，包括支撐輥使用周期內的軋制負荷、乳 制的鋼種規格、乳制速度、變形溫度、支撐輥冷卻狀態等，這些外圍條件的不確定性使得支 撐輥磨損量大小的準確預報存在困難。專利《一種用于提高帶鋼質量的軋輥磨損優化控制 方法》，專利號：CN201010153255,主要通過區分不同軋輥材質進行軋輥磨損的預報，但并不 能適應現場工況和軋制鋼種規格等眾多因素的變化。專利《一種改善CSP產品質量的軋輥 磨損數學模型優化方法》，專利號：CN200710031300,主要按連鑄的單雙流進行軋輥磨損計 算的區分，也不能適應現場各種條件變化對實際磨損量的影響。專利《具有軋輥磨損預測功 能的用于軋制平坦的軋件的軋機的運行方法》，專利號：CN201180041473,主要根據歷史上 實測的軋輥磨損數據優化當前使用軋輥的磨損預報，也不能完全考慮此軋輥本次實際使用 過程中各種影響因素對軋輥磨損量的影響。
[0004]
【發明內容】
： 本發明的目的是針對上述存在的問題提供一種熱連軋支撐輥磨損補償及自適應方法， 本發明首次根據實測帶鋼頭部板形對支撐輥磨損預報進行自適應修正，首次提出在每次換 工作棍時對支撐棍磨損模型進行自適應修正。使支撐棍磨損預報模型能夠充分適應各種工 況對實際支撐輥磨損量的影響，提高支撐輥磨損預報精度，提高帶鋼板形質量的同時，本發 明能夠延長支撐輥的使用周期。
[0005] 上述的目的通過以下的技術方案實現： 熱連軋支撐輥磨損補償及自適應方法，該方法包括如下步驟： (1) 在板形模型計算中的輥系形變計算中引入板形自適應系數，具體做法為：在通過有 限元計算四輥軋機輥系形變公式，
其中，Cufd為加載輥縫凸度；^為工作輥單位寬度上的軋制力；B表示彎輥合力；Cpce_ m表示軋件和工作輥接觸面的輥系凸度，即空載下的工作輥原始輥型，當輥型一定時影響因 素包括竄輥位置、乳輥熱膨脹和磨損為工作輥到支撐輥接觸面的凸度，表示支撐輥的 影響； (2) 計算每塊帶鋼的板形自適應系數客：
其中，為相應帶鋼的設定彎輥力，Afl為消除帶鋼頭部實際平直度值所需的彎輥 力，AF為儀表檢測到得帶鋼頭部實際平直度值，^為彎輥對平直度的增益系數； dF (3 )換工作輥開軋前三塊板形自適應系數均值計算，
(4) 統計歷史上3-6個月實際下線支撐輥在磨床上測量的磨損數據，回歸建立支撐輥 磨損模型：
其中，W為支撐輥磨損量，L為軋制帶鋼的公里數，《%為常數； (5) 在支撐棍磨損模型中增加自適應修正功能，
其中α為支撐棍磨損模型的自適應修正系數； (6) 通過前三塊的板形自適應系數修正支撐輥磨損模型的計算，即：
其中，A為可調節的常數，取值0.045-0. 055 ; (7) 根據上個軋制單位的開軋前三塊的板形依據步驟（6)進行自適應修正。
[0006] 有益效果： 本發明經過試用，效果明顯，支撐輥使用周期從8萬噸延長至20萬噸。且試用該發明 以后板形質量得到明顯改善，板形控制精度和軋制穩定性明顯提示。
[0007]
【附圖說明】： 圖1是本發明的流程圖。
[0008] 圖2是四輥軋機輥形形變計算示意圖。
[0009] 圖3是未采用本發明時換支撐輥前后的板形自適應系數變化走勢圖。
[0010] 圖4是未采用本發明時換支撐輥前后的帶鋼平直度控制情況圖。
[0011] 圖5是采用本發明后換支撐輥前后板形自適應系數變化走勢圖。
[0012] 圖6是采用本發明后換支撐輥前后帶鋼頭部平直度控制情況。
[0013]
【具體實施方式】： 熱連軋支撐輥磨損補償及自適應方法，以某熱連軋1780產線實際實施為例，具體實施 流程如圖1所示，具體如下： (1)在板形模型計算中的輥系形變計算中引入板形自適應系數。
[0014] 具體做法為：在通過有限元計算四輥軋機輥系形變公式，
其中，Cufd為加載輥縫凸度；^為工作輥單位寬度上的軋制力；B表示彎輥合力；Cpce_ m表示軋件和工作輥接觸面的輥系凸度，即空載下的工作輥原始輥型，當輥型一定時影響因 素包括竄輥位置、乳輥熱膨脹和磨損為工作輥到支撐輥接觸面的凸度，表示支撐輥的 影響。
[0015] 對公式（1)中彎輥力乘以一個自適應系數t如圖2所示，Fk為帶鋼的設定軋制力， B為設定彎輥力，當S =1時，說明模型計算準確，無需修正，實際生產中#一般在0. 7至1. 3 左右。
[0016] 常規的輥形形變計算考慮設定軋制力、彎輥力、竄輥位置對應的原始輥形、工作輥 熱膨脹、工作輥磨損等變量，一般板形模型通過這些變量計算滿足軋機出口帶鋼的比例凸 度以獲得良好的平直度。本方案通過在計算彎輥力B上乘以一個自適應修正系數g，如圖2 所示，實現板形自適應； (2) 計算每塊帶鋼的板形自適應系數I以某塊帶鋼頭部平直度偏差為-1001，設定彎 輥力為800KN為例，
(3) 換工作輥開軋前三塊板形自適應系數均值計算，以換輥前三塊的帶鋼頭部分別有 中浪-1001、-501、-201 為例，則、ft 分別為 1. 063、1. 031、1. 013,則
(4) 統計歷史上3-6個月實際下線支撐輥在磨床上測量的磨損數據，回歸建立支撐輥 磨損模型：
其中，W為支撐輥磨損量，L為軋制帶鋼的公里數，％為0. 1，以軋制帶鋼公里數為 3000Km計算，此時計算支撐棍磨損值為300 μ m。
[0017] (5)在支撐棍磨損模型中增加自適應修正功能，
其中a為支撐棍磨損模型的自適應修正系數。
[0018] (6)由于換工作輥開軋時，工作輥磨損和熱膨脹為0,開軋前三塊工作輥磨損和熱 膨脹處于增加的起步階段，開軋前三塊的帶鋼頭部平直度反映了板形模型設定與實際工況 的偏差，此偏差主要表現為支撐輥的磨損計算偏差。因此，通過前三塊的板形自適應系數可 以修正支撐輥磨損模型的計算，即
按A取0. 5計算，支撐輥磨損模型的自適應修正系數計算為-0. 018 (7)換工作棍時對支撐棍磨損模型進行自適應修正。計算修正后的支撐棍磨損值為 246 μ m，由于上個軋制單位開軋前三塊均有中浪，說明支撐輥磨損計算偏大，此次支撐輥磨 損自適應修正將磨損值降低后，再次換輥開軋后設定彎輥力將降低，從而可消除帶鋼頭部 中浪的現象，并且提高了板形模型的設定精度，避免支撐輥磨損計算不準導致帶鋼換規格 出現板形缺陷。
[0019] 從圖3和圖4可以看出，未采用本發明時，在支撐輥使用中后期，支撐輥磨損計算 不準，模型偏差主要依靠板形自適應系數修正，板形自適應系數g經常偏下限，板形容易出 現雙邊浪。
[0020] 從圖5和圖6可以看出，采用本發明后，在支撐輥使用周期內，支撐輥磨損計算準 確，板形自適應系數在1附件分布，帶鋼平直度控制情況良好。
【主權項】
1. 一種熱連軋支撐輥磨損補償及自適應方法，其特征是：該方法包括如下步驟： (1) 在板形模型計算中的輥系形變計算中引入板形自適應系數，具體做法為：在通過有 限元計算四輥軋機輥系形變公式，其中，cufd為加載輥縫凸度；^為工作輥單位寬度上的軋制力；B表示彎輥合力；Cpce_m 表示軋件和工作輥接觸面的輥系凸度，即空載下的工作輥原始輥型，當輥型一定時影響因 素包括竄輥位置、乳輥熱膨脹和磨損為工作輥到支撐輥接觸面的凸度，表示支撐輥的 影響； (2) 計算每塊帶鋼的板形自適應系數客：其中，」8^為相應帶鋼的設定彎輥力，A5力消除帶鋼頭部實際平直度值所需的彎輥 力，AF為儀表檢測到得帶鋼頭部實際平直度值，^為彎輥對平直度的增益系數； Or (3 )換工作輥開軋前三塊板形自適應系數均值計算，(4) 統計歷史上3-6個月實際下線支撐輥在磨床上測量的磨損數據，回歸建立支撐輥 磨損模型：其中，W為支撐輥磨損量，L為軋制帶鋼的公里數，為常數； (5) 在支撐棍磨損模型中增加自適應修正功能，其中a為支撐棍磨損模型的自適應修正系數； ffi)誦忖前二±4的板飛自適應系數修正支撐輥磨損模型的計算，即：其中，A為可調節的常數，取值0.045-0. 055 ; (7)根據上個軋制單位的開軋前三塊的板形依據步驟（6)進行自適應修正。
【專利摘要】本發明提供一種熱連軋支撐輥磨損補償及自適應方法。本發明的方法包括步驟：（1）在板形模型計算中的輥系形變計算中引入板形自適應系數；（2）計算每塊帶鋼的板形自適應系數；（3）換工作輥開軋前三塊板形自適應系數均值計算；（4）統計歷史上3-6個月實際下線支撐輥在磨床上測量的磨損數據，回歸建立支撐輥磨損模型；（5）在支撐輥磨損模型中增加自適應修正功能；（6）通過前三塊的板形自適應系數修正支撐輥磨損模型的計算；（7）根據上個軋制單位的開軋前三塊的板形依據步驟（6）進行自適應修正。本發明使支撐輥磨損預報模型能夠充分適應各種工況對實際支撐輥磨損量的影響，提高支撐輥磨損預報精度，提高帶鋼板形質量。
【IPC分類】B21B37/28
【公開號】CN104942020
【申請號】CN201410117041
【發明人】付文鵬, 謝向群, 卞皓, 譚耘宇
【申請人】上海梅山鋼鐵股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月27日