【技术实现步骤摘要】
本申请属于数据处理的，涉及轧制过程自动化控制技术，具体涉及一种考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法。
技术介绍
1、随着计算机技术和商业有限元软件的迅速发展，多道次连续热轧模拟成为可能并得到了推广。热连轧过程具有控制精度要求高、工艺参数耦合多、动态响应时间短及生产稳定连续性强等典型特点，对单一的机架的研究势必会忽略前一个场对后一个场的影响，这不可避免的会在机架之间引入一定程度的计算误差。为了消除这一误差，有必要建立热连轧的多机架连续有限元模型。此外，由于轧辊热辊型直接影响有载辊缝形状，研究工作辊热行为，预报其热凸度，以消除其对板带质量如板形和板厚的扰动，不仅对板形控制有着直接的重要意义，而且对热轧自由规程轧制的研究具有重要的指导和参考作用。
2、针对热连轧过程与轧辊热凸度仿真模拟，检索发现国内研究人员做了一些相关研究：
3、公开号为cn111695279a的中国专利技术专利“一种热连轧多机架板形有限元仿真方法”专利技术了一种热连轧多机架板形有限元仿真方法，基于分段建模策略，建立了热连轧热-力弹塑性三维耦合有限元模型，将精轧机划分为多个子模型。提出了一种数据传输技术，通过在子模型之间传输带钢凸形和温度信息，将子模型集成为一个完整的模型。采用主动和非主动单元法、刚推技术和单元重网格技术，提高了模型的计算效率和精度；
4、公开号为cn115709223a的中国专利技术专利“一种基于冷轧过程数字孪生体的板形调控功效获取方法”专利技术了一种基于冷轧过程数字孪生体的板形调控功效获取方法，通过建立的冷轧
5、公开号为cn114798755a的中国专利技术专利“一种分析冷连轧过程中热凸度对板形影响的方法”专利技术了一种数值仿真方法建立冷连轧工作辊热凸度间接耦合模型分析获得各机架工作辊热凸度，并以热凸度为基础结合ls-dyna建立各机加的轧制过程数值仿真模型，分析了不同工作辊热凸度下的板形；中国期刊论文“薄板坯连铸连轧过程轧辊温度场及热凸度的研究”提出了一种简化分析轧辊温度及热凸度的方法，建立了二维轧辊温度场及热凸度模型，考虑了轧制过程瞬态热接触及复杂的边界条件，并借助有限元分析软件ansys模拟了轧辊的瞬态温度场及热凸度，得到了轧辊表面各点的温度变化及轧辊热凸度变化规律。中国硕士论文“热连轧精轧区温度分布规律研究”采用ansys有限元建立热轧过程工作辊三维间接耦合有限元模型，系统分析轧辊直径等轧辊参数、轧件宽度及温度等轧件参数、轧制时间及轧制速度等工艺参数对轧辊温度分布的影响，得到各参数对工作辊径向、轴向和周向的温度分布规律。
6、上述研究所存在不足主要有两个方面：（1）工作辊热凸度模型未采用三维热力直接耦合的方法，现有技术采用二维模型忽略了轧辊周向上的温度传递和热膨胀，采用间接耦合模型先进行热分析，再将节点温度作为体载荷加到结构应力分析中，模型精度较低；（2）未将工作辊热辊型与整个热连轧过程的轧制有限元模型进行耦合，单个机架或几个机架的轧制模型忽略了板形上下游机架的遗传效应，未结合热辊型导致与实际轧制过程的辊缝形状有所差异，不能够精确预测热连轧过程中板形的变化。
技术实现思路
1、本申请提供了一种考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，用于提高热轧辊温度场及热凸度的仿真精度。
2、一种考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，包括：
3、步骤1：采集各机架的现场数据，所述现场数据包括轧制工艺参数、轧辊参数、带钢参数以及空气温度；
4、步骤2：根据步骤1获取的现场数据建立各机架工作辊热凸度三维有限元模型并设置对应的模型参数，求解热凸度三维有限元模型得到各机架工作辊的仿真温度与工作辊热辊型；
5、步骤3：采集轧制现场各机架工作辊的测量温度，与热凸度三维有限元模型获得的工作辊的仿真温度进行比较，对比验证工作辊热凸度三维有限元模型的准确性；
6、若仿真温度与测量温度不一致，则调整工作辊热凸度三维有限元模型的模型参数，直至仿真温度与测量温度相一致；
7、若仿真温度与实测温度一致，则对工作辊热凸度三维有限元模型进行求解，得到工作辊热辊型；
8、步骤4：根据所述工作辊热辊型以及步骤1采集的现场数据建立第一机架的轧制有限元模型，求解得到带钢结果数据；
9、步骤5：根据所述带钢结果数据，通过相邻机架的轧制有限元模型之间的数据传递，建立后一机架对应的机架间带钢冷却有限元模型，用于模拟机架间带钢冷却过程；
10、步骤6：根据步骤5得到的机架间带钢冷却有限元模型，求解后得到的带钢结果数据、工作辊热辊型以及现场数据建立后一机架的轧制有限元模型，用于模拟该机架的轧制过程；
11、步骤7：重复步骤5和步骤6，依次建立各机架间带钢冷却有限元模型和各机架的轧制有限元模型，直至建立完末机架的轧制有限元模型；
12、将各机架轧制过程和各机架间带钢冷却过程分别建立为一个个子模型，通过子模型间的数据传递来传递带钢的温度、凸度和宽展，从而使各个子模型连成一个整体的热连轧三维多机架仿真模型；
13、步骤8：根据热连轧三维多机架仿真模型中末机架的带钢结果数据、带钢参数、空气温度建立带钢冷却有限元模型，将带钢冷却至常温；
14、步骤9：采集轧制现场末机架的实测值与带钢冷却有限元模型得出的数据模拟值进行对比，验证结果是否与实际符合；
15、若不符合，返回调整模型参数直至数据模拟值与实测值符合；若符合，进入下一步骤；
16、步骤10：根据不同轧制时间下的工作辊热辊型，建立热连轧三维多机架仿真模型并求解。
17、通过采用上述技术方案，完全依照实际生产现场采集的现场数据来建立模型，使工作辊热凸度三维有限元模型、轧制有限元模型和带钢冷却有限元模型更加贴近生产实际，从而使模型的模拟结果贴合实际。本方法采用分段建模，将整个热连轧过程进行分解，利用数据传递的方式建立多个子模型，再利用数据传递分将多个子模型连接为整体，有效保证子模型之间的数据连续性，保证模型精度，而且计算速度快。
18、优选的，所述步骤2具体为：
19、步骤2.1：依据生产过程中工作辊的热边界条件对模型划分热交换区域；
20、步骤2.2：确定各热交换区域的等效对流换热系数；
21、步骤2.3：利用ansys/lsdyna平台，根据工作辊的热边界条件以及各换热区域的等效对流换热系数，建立工作辊热凸度三维有限元模型，并设置模型参数；
22、步骤2.4：求解工作辊热凸度三维有限元模型，得到工作辊热稳定状态下的工作辊温度场与工作辊热辊型。
23、通过采用上述技术方案，建立各机架工作辊热凸度三维有限元模型并设置对应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
3.根据权利要求1所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
4.根据权利要求1所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步骤4具体为：
5.根据权利要求4所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述的步骤5中的数据传递包括带钢的凸度和宽展，具体为：
6.根据权利要求5所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步骤5中的数据传递包括带钢的温度，具体为：
7.根据权利要求1所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述的步骤9中验证结果是否与实际符合的过程具体为：
8.根据权利要求1所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步骤10具体为：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被执行时，执行如权利要求1至8任意一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步骤2具体为：
3.根据权利要求1所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
4.根据权利要求1所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步骤4具体为：
5.根据权利要求4所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述的步骤5中的数据传递包括带钢的凸度和宽展，具体为：
6.根据权利要求5所述的考虑工作辊热辊型的热连轧带钢板形预测方法，其特征在于，所述步...
【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，张君婷，廖哲，丁敬国，陈丰，田志强，赵海金，马冰冰，高坤，张殿华，
申请(专利权)人：天津荣程联合金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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