一种适合于酸轧机组的张力辊表面粗糙度综合优化设定方法技术

本发明专利技术涉及一种适合于酸轧机组的张力辊表面粗糙度综合优化设定方法，所述方法包括以下步骤：A)收集现场设备工艺参数，B)定义张力辊辊号参数变量i且i≤m，微弧段段号参数变量j，C)由于需要计算计算摩擦力，所以此处计算各微段质量；D)在计算过程中，需要给定辊号和微弧段的初始值，从而进行下一步计算，E)初始化微弧段段号参数变量j，使其从小到大依次取值，此处令j＝1；F)对张力辊组的4个辊子进行受力分析，G)同理，某个微弧段的前张力等于下一个微弧段的后张力，H)下一步对某一微弧段上的带钢进行受力分析，包括重力、张力和摩擦力等，该方案保证了张力辊在线期间不发生因粗糙度过低而出现带钢划伤和跑偏问题。低而出现带钢划伤和跑偏问题。低而出现带钢划伤和跑偏问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适合于酸轧机组的张力辊表面粗糙度综合优化设定方法


[0001]本专利技术涉及一种方法，具体涉及一种适合于酸轧机组的张力辊表面粗糙度综合优化设定方法，属于冷轧


技术介绍

[0002]张力辊组又叫张紧辊组，在带材的连续生产线上有着广泛的应用。张力辊的作用是在带材的连续生产线上实现张力的分隔和调节。就酸轧机组而言，张力辊一般位于活套前后，张力辊的布置使带钢在每个张力辊的表面形成约220
°
的包角，这样的设计保证了酸轧机组带钢的张力建设，大大改善了带钢由于打滑而出现的跑偏等危害机组生产的现象，对提高酸轧机组稳定轧制具有重要意义。
[0003]经过对现场长期跟踪发现，张力辊表面粗糙度会随着轧制公里数的增大而逐渐变小，而当张力辊粗糙度小于一定值后会造成带钢在此位置的打滑现象，使带钢出现跑偏问题，而且在张力辊位置打滑还会引起张力力矩的波动，从而影响带钢运行过程中的张力，进而影响机组带钢的对中效果。因此，张力辊表面粗糙度的大小对带钢表面质量、张力布局都会产生重要影响，对带钢跑偏的影响有重要的研究价值。而且对整个机组的稳定性也会有很大影响，严重的会出现断带等严重后果，造成巨大的经济损失。
[0004]刘灿红等人通过调节张力和调整张力辊粗糙度来改善张力辊打滑现象(专利号：CN201911346564.X)，王野等人通过控制轧制液参数和改善辊面提高摩擦系数来控制张力辊出现打滑(专利号：CN201910704267.1)，但两位作者在文中均未涉及到张力辊原始粗糙度数值的计算和确定，只是给了范围值，所以为保证张力辊在线上阶段不出现粗糙度过小的情况，本专利技术根据粗糙度衰减原理，给出了张力辊原始粗糙度的确定方法，使得在此粗糙度下，轧制公里数一定时不会出现粗糙度衰减过大而影响机组生产的现象。为此，建立一种适合于酸轧机组的张力辊表面粗糙度综合优化设定方法就成为解决现场问题的关键所在。

技术实现思路

[0005]本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种适合于酸轧机组的张力辊表面粗糙度综合优化设定方法，该技术方案对酸轧机组由于张力辊粗糙度降低而造成带钢出现跑偏的问题，结合生产设备和现场生产实际等，在保证张力辊表面粗糙度合理的范围内，对张力辊进行受力分析，并利用粗糙度衰减模型对辊子的上机时间和原始粗糙度进行优化，保证了张力辊在线期间不发生因粗糙度过低而出现带钢划伤和跑偏问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种适合于酸轧机组的张力辊表面粗糙度综合优化设定方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]A)收集现场设备工艺参数，张力辊组前张力F
q
，张力辊组后张力F
h
，张力辊包角α，由于带钢的弹塑性弯曲而造成的张力损失F
s
，张力辊组中张力辊的个数m，带钢速度v，带钢密度ρ，带钢宽度B，带钢厚度h，张力辊直径d，半径为r；
[0008]B)定义张力辊辊号参数变量i且i≤m，微弧段段号参数变量j，且j≤n，如图1所示，
最小摩擦系数参数变量μ，并初始化令μ＝1；
[0009]C)由于需要计算计算摩擦力，所以此处计算各微段质量：根据辊身长度并考虑计算量问题，此处取微分精度n＝100，收集各微段重力方向与微段法向的夹角θ
ij
，计算各微段质量
[0010]D)在计算过程中，需要给定辊号和微弧段的初始值，从而进行下一步计算，所以此处初始化张力辊辊号参数变量i，使其从小到大依次取值，此处令i＝1；
[0011]E)初始化微弧段段号参数变量j，使其从小到大依次取值，此处令j＝1；
[0012]F)对张力辊组的4个辊子进行受力分析，第一个辊子的前张力等于第二个辊子的后张力，所以可以计算得出第i个辊子的前张力F
qi
，后张力F
hi
，其中，其中
[0013]G)同理，某个微弧段的前张力等于下一个微弧段的后张力，因此可以计算第i个辊子上第j个微弧段的前张力F
qij
、后张力F
hij
，其中
[0014]H)下一步对某一微弧段上的带钢进行受力分析，包括重力、张力和摩擦力，可以计算第i个辊子上第j个微弧段的所受摩擦力F
fij
，式中l为考虑带钢运动方向的系数，且δ为带钢运动方向与重力方向的夹角；
[0015]I)在上一步的基础上，可以计算得到第i个辊子上第j个微弧段的所受正压力F
Nij
，
[0016]J)计算第i个辊子上第j个微弧段的必要摩擦系数μ
ij
，式中λ为考虑现场张力波动对带钢打滑的影响系数，通过收集历史数据，进行回归处理的方法得到，每个机组有各自的影响系数，针对该机组此处取λ＝1.0～1.3；
[0017]K)判断式μ
‑
μ
ij
≥0是否成立，如成立，则令μ＝μ
ij
转入步骤(l)，如不成立，则直接转入步骤(l)；
[0018]L)判断式j＜n是否成立，如成立，则令j＝j+1转入步骤(g)，如不成立，转入步骤(m)；
[0019]M)判断式i＜m是否成立，如成立，则令i＝i+1转入步骤(e)，如不成立，则转入步骤(n)；
[0020]N)计算张力辊粗糙度的极限值ε
min
，ε
min
＝aμ
b
+c，通过现场多次试验，结合数据统计分析，可以得到计算公式中的a，b，c系数的值；
[0021]O)计算张力辊的必要粗糙度ε
z
，ε
z
＝ε
min
+ε
y
，式中ε
y
为最小粗糙度设定裕值，由现场情况确定，一般取ε
y
＝0.1～0.2μm；
[0022]P)计算粗糙度的磨辊目标值，式中B
l
为张力辊粗糙度衰减系数，由张力辊材质和生产情况决定，可以采集大量现场数据，通过回归处理的方法得到当前机组的粗糙度衰减系数，此处取B
l
＝1.3
×
10
‑4～1.5
×
10
‑4，L为换辊周期内带钢的长度；
[0023]Q)在换辊周期内，以ε0为粗糙度目标值进行磨辊，即可保证张力辊的粗糙度始终为合理值。
[0024]相对于现有技术，本专利技术具有如下优点，该技术方案能够实现张力辊原始粗糙度的设计准则，在换辊周期内让辊子表面粗糙度维持在正常工作的范围内，最大程度的降低因粗糙度过小而引起的带钢跑偏问题。实验阶段，半年内带钢在张力辊处的跑偏量明显减少，统计数据见表1，由此可见，本项技术对治理张力辊处带钢跑偏及带钢划伤有明显效果，机组稳定轧制提供了更好的技术保障。
[0025]表1半年内张力辊处带钢跑偏量统计
[0026]附图说明
[0027]图1是本专利技术中所述的张力辊组示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适合于酸轧机组的张力辊表面粗糙度综合优化设定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：A)收集现场设备工艺参数，B)定义张力辊辊号参数变量i且i≤m，微弧段段号参数变量j，且j≤n，最小摩擦系数参数变量μ，并初始化令μ＝1；C)由于需要计算计算摩擦力，所以此处计算各微段质量；D)在计算过程中，需要给定辊号和微弧段的初始值，从而进行下一步计算，所以此处初始化张力辊辊号参数变量i，使其从小到大依次取值，此处令i＝1；E)初始化微弧段段号参数变量j，使其从小到大依次取值，此处令j＝1；F)对张力辊组的4个辊子进行受力分析，G)同理，某个微弧段的前张力等于下一个微弧段的后张力，H)下一步对某一微弧段上的带钢进行受力分析，包括重力、张力和摩擦力，I)在上一步的基础上，计算得到第i个辊子上第j个微弧段的所受正压力F
Nij
，J)计算第i个辊子上第j个微弧段的必要摩擦系数μ
ij
，K)判断式μ
‑
μ
ij
≥0是否成立，如成立，则令μ＝μ
ij
转入步骤(l)，如不成立，则直接转入步骤(l)；L)判断式j＜n是否成立，如成立，则令j＝j+1转入步骤(g)，如不成立，转入步骤(m)；M)判断式i＜m是否成立，如成立，则令i＝i+1转入步骤(e)，如不成立，则转入步骤(n)；N)计算张力辊粗糙度的极限值ε
min
，ε
min
＝aμ
b
+c，通过现场多次试验，结合数据统计分析，可以得到计算公式中的a，b，c系数的值；O)计算张力辊的必要粗糙度ε
z
，ε
z
＝ε
min
+ε
y
，式中ε
y
为最小粗糙度设定裕值，由现场情况确定，取ε
y
＝0.1～0.2μm；P)计算粗糙度的磨辊目标值，式中B
l
为张力辊粗糙度衰减系数，由张力辊材质和生产情况决定，采集大量现场数据，通过回归处理的方法得到当前机组的粗糙度衰减系数，此处取B
l
＝1.3
×
10
‑4～1.5
×

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓宇，苗旺，刘云峰，何小丽，
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：