一种基于前滑的轧机稳定性判别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于前滑的轧机稳定性判别方法，该方法针对实际冷轧生产中广泛存在带钢“负前滑”，通过对冷轧轧制区内外带钢的塑性和弹性变性的建模与理论分析，推导建立了新的前滑模型，新模型可计算包括“负前滑”在内的轧制区前滑值。基于该新前滑模型，建立了前滑值与轧制区打滑判别关系式和前滑值与轧机振动判别关系式，从而可以较好的判断轧机的稳定性问题，明确了前滑值与轧机失稳之间的定量关系，同时在冷连轧过程中众多的轧制工艺参数可直接观测前滑值的变化来预测判断轧机运行状态，实施对轧机运行状态的在线监测。

A method of judging the stability of rolling mill based on forward slip

The invention discloses a discrimination method based on sliding stability before rolling mill, the method according to the actual production of cold rolling is widely existed in the strip \negative slip\, through modeling and theoretical analysis of cold rolling strip area inside and outside the plastic and elastic degeneration, the new slip model is established, the new model can be calculated including \slip rolling zone, the negative slip\. The new slip model based on a forward slip value and rolling zone slip distinguish relation and forward slip and rolling mill vibration distinguish relation, stability of the mill so as to make a better judgment, the forward slip value quantitative relationship between loss of stability and change in the cold rolling mill, and many parameters of rolling process the process can be directly observed before the slip value to predict the judgment of mill running, the implementation of on-line monitoring of the running state of rolling mill.

【技术实现步骤摘要】
一种基于前滑的轧机稳定性判别方法
本专利技术涉及轧钢工艺应用的
，特别是涉及一种基于前滑的轧机稳定性判别方法。
技术介绍
板带钢是钢铁工业的主干产品，其生产技术水平和质量精度水平标志着一个国家的钢铁工业的技术发展水平。冷轧钢板以其优异的可加工性能，被广泛应用于汽车、家电、轻工、建筑等国民经济的各主要部门，成为一种重要的工业原材料。随着市场需求的改变，薄规格(厚度≤0.5mm)带钢的产量逐步提高。薄规格带钢宽厚比大，压下率大，生产速度高。在轧制过程中，轧件的出口速度稍大于轧辊圆周速度的现象称作前滑现象。前滑是轧制过程中的重要工艺参数，在轧制过程控制中同样也发挥着重要作用。近年来，随着冷连轧向高速化、极薄化发展以及激光测速仪的投入使用，在冷连轧的末机架或后两机架实测结果显示带钢出现了“负前滑”这一现象，即轧件的出口速度小于轧辊的圆周速度。针对实际冷轧生产中广泛存在带钢“负前滑”，而目前各种前滑计算模型都不能给出负前滑值，“负前滑”时带钢易发生打滑影响表面质量和前滑值太大时易引起轧机振动。在实际生产过程中尤其高速状态上易发生轧机打滑或振动出现失稳现象，影响正常生产，导致产品质量不合格，严重情况下容易造成生产事故危及人身安全。因此，为了保证薄规格带钢在冷连轧机组的稳定通板，需结合机组生产特点，提出一种提高轧机轧制过程稳定性的方法。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于前滑的轧机稳定性判别方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于前滑的轧机稳定性判别方法，包括以下步骤：S1、采用Bland-Ford轧制力公式，得到用于冷连轧的前滑Dresden公式：式中R′为工作辊半径；为中性角大小；hout为出口带钢厚度；fout为前滑值。S2、对Dresden公式进行修正。假设有一个与工作辊对称的“凹形辊”继续轧制出口带钢，当“凹形辊”与带钢速度相同时，此时“凹形辊”与带钢的包角定义为新的中性角且认为找到假设的中性角后即可计算此时的前滑值，推导过程与前面一致，可以得到修正后的Dresden公式：式中R′为工作辊半径；为中性角大小；hout为出口带钢厚度；fout为前滑值；S3、对前滑模型对中性角进行修正：修正后的前滑计算公式如下：式中R′为工作辊半径；为中性角大小；为修正后的中性角；hout为出口带钢厚度；fout′为中性角修正后的前滑值；为中性角修正量大小；Δl为接触弧长度变化量。S4、轧机稳定性判别标准为：当fout′＜1时，轧机不稳定，发生前滑。S5、异常工况下报警输出并提供解决对策以避免前滑现象发生。作为上述技术方案的改进，在实际轧制过程中，由于轧制中性区的存在，导致即使实测得到的前滑值小于1时也不一定会发生打滑现象，只有当前滑值小到一定程度时才会发生打滑，因此考虑轧制过程中性区的存在，计算打滑临界前滑值。式中R′为工作辊半径；为中性角大小；为临界打滑中性角；l为接触弧长度；fout″为打滑临界前滑值；轧机稳定性判别标准为：当fout″＜1时，轧机不稳定，发生打滑。作为上述技术方案的改进，通过稳定性准则计算出辊系振动失稳的临界速度，再通过前滑模型计算出对应的临界前滑，即可以作为轧机振动的判别条件。式中R′为工作辊半径；是临界轧制速度vrc时对应的中性角；hout为出口带钢厚度；临界轧制速度vrc时对应的前滑值；轧机稳定性判别标准为：当时，轧机不稳定，发生振动。本专利技术的有益效果：一种基于前滑的轧机稳定性判别方法，通过对冷轧轧制区内外带钢的塑性和弹性变性的建模与理论分析，推导建立了新的前滑模型，该模型可计算包括“负前滑”在内的轧制区前滑值。基于该新前滑模型，建立了前滑值与轧制区打滑判别关系式和前滑值与轧机振动判别关系式，从而可以较好的判断轧机的稳定性问题。附图说明图1为工作辊与轧件轧制结构图；图2为负前滑时的中性角假设定义；图3为粘滞区(中性区)示意图；图4为振动临界速度随摩擦系数的变化规律；图5为振动临界前滑值随摩擦系数的变化规律；图6为振动临界速度随变形抗力的变化规律；图7为振动临界前滑值随变形抗力的变化规律。图8为主流程图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。具体实施时，结合图8主流程图，一种基于前滑的轧机稳定性判别方法，包括以下步骤：S1、结合图1工作辊与轧件轧制结构图，采用Bland-Ford轧制力公式，得到用于冷连轧的前滑Dresden公式，计算出轧件的前滑值：其中R′为工作辊半径；为中性角大小；hout为出口带钢厚度；fout为前滑值。S2、计算发现用Dresden公式计算出的前滑值fout均大于1，这与实际情况不符。所以对Dresden公式进行修正。结合图2负前滑时的中性角假设定义，假设有一个与工作辊对称的“凹形辊”继续轧制出口带钢，当“凹形辊”与带钢速度相同时，此时“凹形辊”与带钢的包角定义为新的中性角且认为找到假设的中性角后即可计算得到修正后的Dresden公式。其中R′为工作辊半径；为中性角大小；hout为出口带钢厚度；fout为前滑。S3、根据前滑模型可知咬入角增大，用原模型计算得到的前滑值偏小，所以需进一步对前滑模型中性角进行修正：为中性角修正量大小；Δl为接触弧长度变化量；为修正后的中性角；修正后的前滑计算公式如下：式中R′为工作辊半径；为修正后的中性角；hout为出口带钢厚度；fout′为中性角修正后的前滑值。S4、轧机稳定性判别标准为：当fout′＜1时，轧机不稳定，发生前滑。S4.1、轧制过程打滑临界前滑值计算。在实际轧制过程中，由于轧制中性区的存在，导致即使实测得到的前滑值小于1时也不一定会发生打滑现象，只有当前滑值小到一定程度时才会发生打滑，因此考虑轧制过程中性区的存在，结合图3粘滞区(中性区)示意图，计算打滑临界前滑值。式中l为接触弧长度，为临界打滑中性角，再利用前滑计算公式得到打滑临界前滑值，式中R′为工作辊半径；为中性角大小；为临界打滑中性角；fout″为打滑临界前滑值；轧机稳定性判别标准为：当fout″＜1时，轧机不稳定，发生打滑。S4.2、根据轧制速度的改变影响轧辊和轧件表面摩擦系数和轧件变形抗力的改变，对失稳临界速度和临界前滑的影响进行分析。通过稳定性准则计算出辊系振动失稳的临界速度，再通过前滑模型计算出对应的临界前滑。式中R′为工作辊半径；是临界轧制速度vrc时对应的中性角；hout为出口带钢厚度；临界轧制速度vrc时对应的前滑值；轧机稳定性判别标准为：当时，轧机不稳定，发生振动。S5、异常工况下报警输出并提供解决对策以避免打滑、振动现象发生。本专利技术应用于某厂1420冷连轧机组，提高了该冷连轧机轧制过程的稳定性。结合图4振动临界速度随摩擦系数的变化规律、图5振动临界前滑值随摩擦系数的变化规律、图6振动临界速度随变形抗力的变化规律、图7振动临界前滑值随变形抗力的变化规律，具体参数值如下：某厂冷连轧机F4机架hin4＝0.62mm,hout4＝0.50mm及F5机架hin4＝0.50mm,hout4＝0.42mm为典型压下规程，取摩擦系数μ∈[0.02,0.19]为影响参数，计算F4机架和F5机架在不同摩擦系数下的失稳临界速度及前滑值。在该典型压下规程下，摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于前滑的轧机稳定性判别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用Bland‑Ford轧制力公式，得到用于冷连轧的Dresden前滑计算公式；S2、对Dresden前滑计算进行修正，假设有一个与工作辊对称的“凹形辊”继续轧制出口带钢，当“凹形辊”与带钢速度相同时，此时“凹形辊”与带钢的包角定义为新的中性角

【技术特征摘要】
1.一种基于前滑的轧机稳定性判别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用Bland-Ford轧制力公式，得到用于冷连轧的Dresden前滑计算公式；S2、对Dresden前滑计算进行修正，假设有一个与工作辊对称的“凹形辊”继续轧制出口带钢，当“凹形辊”与带钢速度相同时，此时“凹形辊”与带钢的包角定义为新的中性角且认为得到修正后的Dresden前滑计算公式，式中R′为工作辊半径；为中性角大小；hout为出口带钢厚度；fout为前滑值；S3、对中性角进行修正，得到修正后的中性角中性角修正后的前滑Dresden计算公式如下，式中R′为工作辊半径；为修正后的中性角；hout为出口带钢厚度；fout′为中性角修正后的前滑值；S4、轧机稳定性判别标准为：当fout′＜1时，轧机不稳定，发生前滑；S5、异常工况下报警输出并提供解决对策以避免前滑现象发生。2.按照权利要求1所述的一种基于前滑的轧机稳定性判别方法，其特征在于，所述步骤S1中前滑计算公式为式中R′为工作辊半径；为中性角大小；hout为出口带钢厚度；fout为前滑值。3.按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：王康健，王欣，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31