适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法技术

本发明专利技术涉及一种适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，该方法主要包括以下步骤，具体如下：(a)收集机组的主要设备与工艺参数；(b)收集带钢的规格特征与工艺参数；(c)给定工作辊、中间辊弯辊力以及中间辊窜动量设定参数初始值；(d)给定初始曲线参数以及目标函数初始值；(e)求出典型规格产品对应的板形值以及辊间压力横向分布值；(f)判断不等式；(g)计算目标函数G(X)；(h)、判断Powell条件是否成立，若不成立，转入步骤(e)，直至Powell条件成立，结束计算，得出最优辊型曲线参数；(i)、给出中间辊和支承辊辊型曲线最优设定值。

The optimization method of roll shape suitable for the six roller tandem cold rolling mill with the aim of preventing and controlling blast rolls

The invention relates to a roll profile optimization method suitable for the six roll cold rolling mill in order to prevent and control the roll. The method mainly includes the following steps: (a) collecting the main equipment and process parameters of the unit; (b) collecting the specification and process parameters of the strip; (c) the given work roll, the middle roll bending roll force, and the (c) The initial value of the intermediate roller channeling set parameters; (d) given initial curve parameters and the initial value of the objective function; (E) the shape value of the typical product and the transverse distribution value of the pressure between the rolls are calculated; (f) judgment inequality; (g) the target function G (X); (H), to judge whether the Powell condition is established, if it is not established, into step (E) Until the Powell condition is established, the optimal roll profile parameters are obtained by the end calculation. (I), the optimal setting value of the roll shape curve of the middle roll and backup roll is given.

【技术实现步骤摘要】
适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法
本专利技术涉及一种优化方法，具体涉及一种适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，属于冷轧

技术介绍
冷轧辊是冷轧设备中的重要零件之一，冷轧辊质量直接影响着冷轧发展。因此人们总希望轧辊质量完美无缺，但由于种种原因，轧辊还会出现各种形式的损坏，其中辊面剥落和爆辊是冷轧辊报废的主要形式，有人统计，由于剥落和爆辊而引起的报废占冷轧辊总消耗量的70％以上，所以对辊面剥落和爆辊的研究与控制显得尤为重要。根据现场经验可以知道，在冷轧过程中，辊间压力的横向分布值对轧辊的剥落、爆辊起着重要的影响。特别的，当轧辊表面长期出现较大峰值力的作用，则是出现剥落与爆辊的根源。影响辊间压力峰值力的因素主要有两类：(1)辊间压力的整体大小；(2)辊间压力横向分布的均匀程度。其中，辊间压力的整体大小主要取决于轧制压力的大小；辊间压力横向分布的均匀程度则与轧辊辊型参数等因素相关。六辊轧机辊间接触压力沿辊身长度方向的不均匀分布将直接导致工作辊、中间辊和支承辊的弹性弯曲变形，辊间的弹性压扁变形以及轧辊磨损状况沿辊身长度方向的不均匀分布，从而引起轧机负载辊缝形状的不均匀分布，影响轧材形状及尺寸的精确性。另一方面，辊间压力过大会导致轧辊的剥落、爆辊，造成严重的经济损失。以往，人们主要通过采用带凸度的轧辊或削肩轧辊，来改变辊间接触状态，以改善轧辊的变形，主要包括高次曲线或者正余弦曲线，没有应用双曲正切函数的；而且主要解决的是色差、复合浪形、压靠问题和轧辊的“啃肩”与“掉肉”等现象，基本没有对轧辊剥落、爆辊现象的防治；再者主要是对平整机、热轧机组或者四辊冷轧机的辊型进行优化，或者仅仅对六辊中的一对辊进行优化，但是很少有对六辊冷连轧机组工作辊、中间辊和支承辊辊型进行综合优化的研究。因此，深入研究六辊冷连轧机爆辊和辊间接触压力分布规律非常必要。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种涉及一种适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，本专利技术针对五机架六辊冷连轧机组轧制过程中由于辊间压力横向分布不均匀加剧，出现尖峰分布，导致轧辊辊耗增加甚至在带材表面出现支承辊爆辊、中间辊与支承辊表面“剥落”等问题，结合冷连轧机组的设备与工艺特点，充分考虑到轧辊辊型对辊间压力横向分布值的影响，采用现场试验跟踪、理论研究与实验轧机的实验相结合的方法，建立一套适合于六辊冷连轧机组的辊型优化设计技术，对机组辊型进行优化设计，在不影响板形质量的情况下同时最大程度的降低辊间压力分布的不均匀程度，削减辊间压力分布的峰值，减少辊耗与支承辊爆辊的发生率，并将其应用到冷连轧机的生产实践，取得了良好的使用效果，为机组创造了较大的经济效益。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，其特征在于，主要包括以下步骤，具体如下：(a)收集机组的主要设备与工艺参数；(b)收集带钢的规格特征与工艺参数；(c)给定工作辊、中间辊弯辊力以及中间辊窜动量设定参数初始值；(d)给定初始曲线参数以及目标函数初始值；(e)求出典型规格产品对应的板形值以及辊间压力横向分布值(f)判断不等式是否同时成立？如果不等式成立，转入步骤(g)，若不等式不成立，调整辊型曲线参数，转入步骤(e)；(g)计算目标函数G(X)；(h)、判断Powell条件是否成立，若不成立，转入步骤(e)，直至Powell条件成立，结束计算，得出最优辊型曲线参数；(i)、给出中间辊和支承辊辊型曲线最优设定值,将上述辊型曲线参数代入中间辊的辊型曲线方程和支承辊的辊型曲线方程得到优化后的中间辊的辊型曲线方程和支承辊的辊型曲线方程。作为本专利技术的一种改进，所述步骤(a)收集机组的主要设备与工艺参数，具体如下：a1)收集冷连轧机组的主要设备参数，主要包括：工作辊辊身长度Lw，工作辊直径Dw，中间辊辊身长度Lm，中间辊直径Dm，支承辊辊身长度Lb，支承辊直径Db，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距lb，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距lm，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距lw；a2)收集冷连轧机组的工艺特征参数，主要包括：工作辊最大正弯辊力最大负弯辊力中间辊最大正弯辊力最大负弯辊力中间辊与支承辊许可最大不均匀度系数kmb，中间辊与工作辊许可最大不均匀度系数kmw，轧制压力许可最大不均匀度系数kq，中间辊许用最大窜辊量ξmax。作为本专利技术的一种改进，所述步骤(b)收集带钢的规格特征与工艺参数具体如下：主要包括带材的初始强度σs0j、加工硬化系数ksj、带材的宽度Bj、来料的厚度h0j、出口厚度h1j、出口速度vj、带材的出口张力T1j、入口张力T0j、来料板形分布Lij。作为本专利技术的一种改进，所述步骤(c)给定工作辊、中间辊弯辊力以及中间辊窜动量设定参数初始值；为了最大限度的提高机组对出口板形的调节能力，令工作辊弯辊力中间辊弯辊力中间辊窜动量设置为基态ξ＝0。作为本专利技术的一种改进，所述步骤(d)给定初始曲线参数以及目标函数初始值为，给定初始曲线参数目标函数初始值G0＝1000000。作为本专利技术的一种改进，所述步骤(e)、计算出典型规格产品j在基态弯辊力S0下的板形值和辊间压力、轧制压力横向分布值；e1)计算对应的板形值(其中，σmax为横向单位张力最大值；σmin为横向单位张力最小值；为平均单位张力。)e2)根据金属变形模型、辊系弹性变形模型以及中间辊与支承辊的变形协调方程、工作辊与中间辊的变形协调方程，计算辊间压力横向分布值qmwij,qmbij以及轧制压力横向分布值qij。作为本专利技术的一种改进，所述步骤(f)、判断不等式是否同时成立？如果不等式成立，转入步骤(g)，若不等式不成立，调整辊型曲线参数，转入步骤(e)；(其中，g'mw(X)为工作辊与中间辊最大不均匀度系数，g'mb(X)为支承辊与中间辊最大不均匀度系数，g'q(X)为轧制压力最大不均匀度系数，)作为本专利技术的一种改进，所述步骤(g)计算第j个产品的目标函数Fj(X)＝α1Fsj(X)+α2gmwj(X)+α3gmbj(X)+α4gqj(X)，对于所有规格的带钢产品(在实际生产中，一般选择经常生产的m个规格的产品来进行优化，而且应该根据各自在总产量中的比例进行加权，越是经常生产的产品，加权系数取得越大)计算目标函数为的值；(其中，α1+α2+α3+α4＝1.0为加权系数；Fs(X)为板形控制目标函数；σ1i为前张力横向分布值；T1为平均前张力；gmw(X)为工作辊与中间辊平均不均匀度系数，gmb(X)为支承辊与中间辊平均不均匀度系数，gq(X)为轧制压力平均不均匀度系数，qmwi为工作辊与中间辊辊间压力分布值；qmbi为支承辊与中间辊辊间压力分布值；qi为轧制压力分布值；nmw为工作辊与中间辊辊间条元数；nmb为支承辊与中间辊辊间条元数；nq为轧制压力条元数；βj为产量加权系数，由各规格产品的生产产量在总产量中的比例来确定。)相对于现有技术，本专利技术的优点如下，本专利技术结合冷连轧机组的设备与工艺特点，充分考虑到轧辊辊型对辊间压力横向分布值的影响，采用现场试验跟踪、理论研究与实验轧机的实验相结合的方法，建立一套适合于六辊冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，其特征在于，主要包括以下步骤，具体如下：(a)收集机组的主要设备与工艺参数；(b)收集带钢的规格特征与工艺参数；(c)给定工作辊、中间辊弯辊力以及中间辊窜动量设定参数初始值；(d)给定初始曲线参数以及目标函数初始值；(e)求出典型规格产品对应的板形值以及辊间压力横向分布值(f)判断不等式

【技术特征摘要】
1.一种适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，其特征在于，主要包括以下步骤，具体如下：(a)收集机组的主要设备与工艺参数；(b)收集带钢的规格特征与工艺参数；(c)给定工作辊、中间辊弯辊力以及中间辊窜动量设定参数初始值；(d)给定初始曲线参数以及目标函数初始值；(e)求出典型规格产品对应的板形值以及辊间压力横向分布值(f)判断不等式是否同时成立？如果不等式成立，转入步骤(g)，若不等式不成立，调整辊型曲线参数，转入步骤(e)；(g)计算目标函数G(X)；(h)、判断Powell条件是否成立，若不成立，转入步骤(e)，直至Powell条件成立，结束计算，得出最优辊型曲线参数；(i)、给出中间辊和支承辊辊型曲线最优设定值,将上述辊型曲线参数代入中间辊的辊型曲线方程和支承辊的辊型曲线方程得到优化后的中间辊的辊型曲线方程和支承辊的辊型曲线方程。2.根据权利要求1所述的适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，其特征在于，所述步骤(a)收集机组的主要设备与工艺参数，具体如下：a1)收集冷连轧机组的主要设备参数，主要包括：工作辊辊身长度Lw，工作辊直径Dw，中间辊辊身长度Lm，中间辊直径Dm，支承辊辊身长度Lb，支承辊直径Db，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距lb，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距lm，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距lw；a2)收集冷连轧机组的工艺特征参数，主要包括：工作辊最大正弯辊力最大负弯辊力中间辊最大正弯辊力最大负弯辊力中间辊与支承辊许可最大不均匀度系数kmb，中间辊与工作辊许可最大不均匀度系数kmw，轧制压力许可最大不均匀度系数kq，中间辊许用最大窜辊量ξmax。3.根据权利要求1所述的适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，其特征在于，所述步骤(b)收集带钢的规格特征与工艺参数具体如下：主要包括带材的初始强度σs0j、加工硬化系数ksj、带材的宽度Bj、来料的厚度h0j、出口厚度h1j、出口速度vj、带材的出口张力T1j、入口张力T0j、来料板形分布Lij。4.根据权利要求1所述的适合于六辊冷连轧机组以爆辊防治为目标的轧辊辊型优化方法，其特征在于，所述步骤(c)给定工作辊、中间辊弯辊力以及中间辊窜动量设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云峰，汪峰，闫月，周丽萍，何小丽，张晓宇，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32