【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热轧，特别是涉及一种考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法。
技术介绍
1、热轧带钢是用途广泛的工业原材料，而板形是热轧带钢的核心质量指标，其好坏不仅影响热轧带钢本身的竞争力，还严重影响以热轧带钢为原料的下游用户或工序的产品质量和生产顺行。随着现代工业的发展，下游用户或工序对热轧带钢板形的要求越来越高。为此，板形产生机理及其控制方法一直是板带轧制领域的研究热点和板带生产企业关注的重点。轧机出口板形质量可以通过改变机架轧制压力、前后张力、轧制温度以轧辊辊型等方法进行控制，而装备在板形控制方面所起的作用是基础性的、长期性的。对于具体的宽带钢热轧产线而言，装备的配置及状态对板形控制有非常重要的影响，尤其是轧机，因此通过控辊型是控制板形最直接、最有效、最灵活的手段之一。所谓控制轧辊辊型，也就是为适应生产要求，将轧辊加工成具有一定凸度的辊子。轧辊的凸度是指辊子表面中间高于两端的一种形状，看起来像一条中间微微隆起的弧线。凸度的存在可以让辊子在生产中抵抗弯曲和屈曲的能力更强，同时也能够改善材料的形变过程，防止材料相互滑动，从而有助于提高生产成品的质量。
2、通过这种对辊型的优化设计方法，可以在不增加辊身辊径差的情况下，显著增加轧制窄带钢的板形调节能力，使得一套辊型就可满足各种规格板形控制的需要，减少了辊型的配置数量。而在热轧生产中，来料都具有较高的温度，而工作辊在轧制过程中是与热轧来料直接接触的。在长时间的轧制过程中，工作辊自身温度将远超于常温。此时工作辊将受热膨胀，原本的辊型将会变化，导致带钢出口板形质量下降。为了适
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供了一种考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，令工作辊辊型曲线为一种凹型曲线，并直接通过调整工作辊辊型曲线最为直接的控制出口板形凸度分布，利用优化方法对最优工作辊凹辊曲线进行寻优求解，以得到最好的出口板形凸度分布。
2、为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，包括如下步骤：
4、(a)查询关键工艺及设备参数，主要包括：工作辊辊径dw、工作辊长度lw、支撑辊辊径db、支撑辊长度lb、轧机轧制压力设定值p、前后出口张力τb、τf、弯辊力s、窜辊量sp、安全系数η、轧制速度v、支撑辊与工作辊辊颈长度lwr、lbr；
5、(b)给定产品钢种及规格特征；收集热轧机组轧制带钢品种、来料厚度h0、初始变形抗力σs0、带材的宽度b；
6、(c)对计算过程中的参数赋初值；包括计算寻优搜索步长δ＝0.01、允许偏差范围ε；
7、(d)建立板形优化目标函数；
8、(e)给定工作辊初始凹辊曲线最低点ymin；
9、(f)计算初始板形凸度分布；
10、(g)改变工作辊凹辊曲线最低点ymin的值；其工作辊凹辊曲线最低点初始改变结果根据优化搜索步长决定，即ymin＝ymin-δ；后续改变量需结合步骤(j)进退法条件判断决定，具体改变量如步骤(j)所介绍；
11、(h)拟合计算出工作辊辊型曲线；
12、(i)计算优化板形凸度分布；其计算过程如步骤(f)；
13、(j)进退法条件判断；
14、(j1)根据步骤(f)计算出的初始出口板形凸度分布，计算出优化后的初始板形目标函数；
15、(j2)根据步骤(h)计算出的优化后的出口板形凸度分布，计算出优化后的初始板形目标函数；
16、(j3)判断的前后优化板形目标函数差，其判断条件如下式：
17、g(h)i+1≤ε,i≥0；
18、式中：ε为允许误差限；g(h)i为第i步优化计算出的板形目标函数；g(h)i+1为第i+1步优化计算出的板形目标函数；
19、如果判断条件成立则继续执行步骤(k)，如果条件不成立则继续执行下一步条件判断:
20、(j4)判断前后步长之差|δi-δi+1|≤δ；如果条件成立，则转入步骤(k)输出辊型曲线；如果不成立则继续执行下一步条件判断；
21、(j5)判断的前后优化板形目标函数大小：
22、g(h)i>g(h)i+1,i≥0；
23、若判断条件成立，则转入步骤(g)改变工作辊凹辊曲线最低点，即令当前工作辊凹辊曲线最低点增加上步步长一半；继续多轧辊凹辊曲线最低点进行下一步搜索；若条件判断不成立，则同样转入步骤(g)改变工作辊凹辊曲线最低点，令当前工作辊凹辊曲线最低点继续减去前一步长两倍长度，重新拟合出工作辊辊型曲线；如此循环寻优，直至条件满足；
24、(k)输出最终工作辊辊型曲线。
25、进一步的，步骤(d)中建立板形优化目标函数步骤如下：
26、d1)先根据分段离散法将工作辊与带材接触受力部分成n段；
27、d2)因为带材部分分为n段，所以将产生n+1个点；根据带材的这些点，建立目标函数如下：
28、
29、式中：hi为出口板形凸度分布，微米(μm)；平均出口板形凸度：单位为微米(μm)。
30、进一步的，步骤(f)中计算初始板形凸度分布过程如下：
31、
32、式中：为上工作辊挠度曲线；为下工作辊挠度曲线；为上工作辊辊型曲线；为下工作辊辊型曲线；k′为工作辊与带材之间的压扁系数；qn′+1为第n+1点处工作辊与带材之间的轧制压力分布值；qi′为工作辊与带材之间各分段点的轧制压力分布。
33、进一步的，步骤(h)中拟合工作辊辊型曲线方法如下：根据步骤(g)得到工作辊凹辊曲线最低点后，已知工作辊两端点处轧辊直径不变，即可将两端点视为纵坐标为零的点，以此将三点拟合成一条一元二次函数曲线(l＝ax2+bx+c)，并将此函数曲线视为凹辊辊型曲线。
34、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
35、本专利技术可以根据带钢规格、带钢开轧温度、机组运行速度、辊系设备参数、轧辊压下分配比等，进行热连轧轧机最小可轧厚度进行预测，指导通过随机向量法优化压下分配比值以预测的最小带钢厚度，可以大大减少最小可轧厚度的计算时间及花费。并可以扩展产品大纲和产品规格，并通过优化各机架压下分配比值以提高生产效率与产品质量。
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1.一种考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，其特征在于，步骤(d)中建立板形优化目标函数步骤如下：
3.如权利要求1所述的考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，其特征在于，步骤(f)中计算初始板形凸度分布过程如下：
4.如权利要求1所述的考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，其特征在于，步骤(h)中拟合工作辊辊型曲线方法如下：根据步骤(g)得到工作辊凹辊曲线最低点后，已知工作辊两端点处轧辊直径不变，即可将两端点视为纵坐标为零的点，以此将三点拟合成一条一元二次函数曲线(l＝ax2+bx+c)，并将此函数曲线视为凹辊辊型曲线。
【技术特征摘要】
1.一种考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，其特征在于，步骤(d)中建立板形优化目标函数步骤如下：
3.如权利要求1所述的考虑工作辊辊型曲线的热轧板形优化方法，其特征在于，步骤(f)中计算初始板形凸度分布过程如下：...
【专利技术属性】
技术研发人员：安韶华，赵值璋，李健，崔猛，梁云科，郭朋，闫伟，曲海涛，杨春伟，
申请(专利权)人：天津市新天钢联合特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：
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