一種用於提高帶鋼質量的軋輥磨損優化控制方法
2023-05-01 01:19:06 1
專利名稱：一種用於提高帶鋼質量的軋輥磨損優化控制方法
技術領域：
本發明涉及冶金生產技術中的一種控制方法，具體來說為一種軋輥磨損優化控制方法，特別是一種用於提高帶鋼質量的軋輥磨損優化控制方法。
背景技術：
為了改善帶鋼板形質量，提高生產率和成材率，傳統熱連軋機組一般都在過程機系統中配備板形控制系統。由於軋輥的磨損無法在線測量，板形控制系統通過軋輥磨損模型計算獲得。模型計算的軋輥磨損值與實際值的偏差大小，直接影響到軋制的穩定性和帶鋼板形質量。另外，作為直接影響帶鋼厚度控制精度的輥縫模型，通常也要考慮軋輥磨損的影響項，一般直接取板形控制系統中磨損模型的計算值，因而軋輥磨損模型的計算精度也影響了軋機的輥縫控制精度。軋輥磨損是一個緩慢的累積過程，影響軋輥磨損的因素很多而且複雜，工況不同， 磨損也不同。以往現場對軋輥磨損的機理模型研究較少，對軋制過程中軋輥磨損的測量技術研究較多，得到較多的磨損規律曲線，但是至今沒有形成比較準確的軋輥磨損計算模型。當採用外方提供的軋輥磨損模型，由於對軋輥材質類型考慮不周全，尤其當機架配置高速鋼輥時，板形控制系統軋輥磨損計算值與實際值相差較大，導致板形控制系統計算的PC角、彎輥力等預計算不準確，帶鋼板形難以控制，帶鋼頭尾浪形明顯。另外，由於軋輥磨損計算誤差的累積效應，當軋輥的輥位數越來越大，板形控制系統對板帶的控制誤差超過一定程度時，板形控制系統無法對板帶進行有效控制。而且軋輥磨損與生產節奏、冷卻水和軋輥潤滑、軋制規程、軋輥材質等密切相關， 外方提供的板形控制系統中軋輥的磨損模型參數為恆定值，是按生產線投產初期的生產情況整定的，經過幾年的生產，軋制規程與軋制節奏已與投產初期發生很大的變化，這些變化沒有在外方提供的模型中得到反映，因而也影響了帶鋼板形控制系統及輥縫模型的控制精度。在公開號CN 101158984A，名稱為一種改善CSP產品質量的軋輥磨損數學模型優化方法專利中，其關鍵技術在於對於單、雙流生產的薄板坯連鑄連軋流程，軋輥磨損模型採用兩套數據，並能夠根據單、雙流的生產自動判別選用，從而使軋輥磨損計算值與實際值較相符，改善帶鋼的板形質量，提高生產效率和成材率，促進高比例薄規格熱軋板生產。而目前對於熱連軋機軋輥磨損優化控制技術均不涉及。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種用於提高帶鋼質量的軋輥磨損優化控制方法，該優化控制方法通過區分不同材質的軋輥來優化軋輥磨損模型參數，從而提高帶鋼板形質量和輥縫控制精度。為了解決上述技術問題，本發明提供一種用於提高帶鋼質量的軋輥磨損優化控制方法，該方法包括以下步驟步驟一軋輥分類，按軋輥材質對軋輥進行分類；不同熱軋生產線的軋輥配置情況有所不同。從目前已知的軋輥中，可把軋輥的材質大致分為高Gr鑄鐵軋輥、高Gr鑄鋼軋輥、高速鋼軋輥、冷硬鑄鐵軋輥(灰芯)、冷硬鑄鐵軋輥(球芯)、改進型冷硬鑄鐵、CPC(連澆覆層法)高速鋼軋輥七類軋輥材質。步驟二 軋輥數據採集，針對每種軋輥材質，採集兩個以上軋制周期前後機架工作輥輥型和表面溫度；較好的是採集4至10個周期的軋制數據。為進行精確的參數調整，需要確保測量數據的準確。在數據測量過程中遵循以下流程 測量項目①軋制前工作輥輥形(全部機架的上/下工作輥)；②軋制前工作輥表面溫度(全部機架的上/下工作輥)；③軋製冷卻後工作輥輥形(全部機架的上/下工作輥)；④軋製冷卻後工作輥表面溫度(全部機架的上/下工作輥)；⑤測量對象輥系的每卷帶鋼軋制數據；⑥測量對象輥系的軋輥信息。 測量方法①用輥型儀(軋輥輥形測量裝置)進行測量；②由工作側向傳動側方向進行測量；③測量開始和結束位置一般定義在距工作輥端部20mm ；④輥型儀測量的間距設定為5mm;⑤工作輥表面溫度在距工作輥工作側端150mm、中央及傳動側端150mm的三點， 用接觸式溫度計進行測量。步驟三數據優化處理，利用步驟二採集的數據，模擬計算相應軋制周期工作輥的總磨損量，並與相應工作輥的實際磨損量對比，採用線性回歸法優化磨損換算係數；計算軋制一卷帶鋼在工作輥產生的磨損量工作輥與帶鋼間及工作輥與支撐輥間的摩擦，都會使工作輥產生磨損。磨損變化是一個緩慢積累的過程，它的計算精度對板凸度設定、板平直度控制、帶鋼表面質量改善產生影響。軋輥磨損從理論上推導磨損量計算公式極為困難，通常考慮軋制力、軋制長度、軋輥材質、磨損距離(接觸弧長)等影響磨損的主要因素後，採用統計回歸模型計算軋輥磨損。軋輥磨損計算模型為Aff(i, j) = {aw(i) ^軌⑴} .A(i，j)a⑴·Βα)0⑴.C(i) (1)式中Aff(i, j)軋制一卷帶鋼在第i機架、第j點的的磨損量i 機架號；j 為1-N，是工作輥長度方向每隔一固定距離e(通常取5mm)取一個點的各點序號，N為軋輥長度為L的輥身長度方向上總的計算點數，N = L/e ；A(i，j)為軋制力作用項；
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B(i)為變形區幾何形狀影響項；C⑴為軋制帶鋼長度影響項；Dwe(I)第i機架工作輥的直徑；aw(i)磨損換算係數工作輥直徑項，為0 ；bw(i)磨損換算係數變形區幾何形狀影響項；α⑴軋制壓力影響係數；β (i)摩擦距離影響係數。其中，計算一個軋制周期產生的軋輥總磨損量，在一個軋制周期結束後，軋輥輥身各點的總磨損量等於該軋制計劃中所有帶鋼磨損量在輥身對應點的累加，其數學式為
權利要求
1.一種用於提高帶鋼質量的軋輥磨損優化控制方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟步驟一軋輥分類，按軋輥材質對軋輥進行分類；步驟二 軋輥數據採集，針對每種軋輥材質，採集兩個以上軋制周期前後機架工作輥輥型和表面溫度數據；步驟三數據優化處理，利用步驟二採集的數據，模擬計算相應軋制周期工作輥的總磨損量，並與相應工作輥的實際磨損量對比，採用線性回歸法優化磨損換算係數；步驟四軋輥磨損計算及優化控制，將優化後的磨損換算係數按不同的軋輥分類用於軋輥磨損計算，優化後的磨損換算係數以表格形式存放到過程計算機，用於磨損模型的在線控制；根據當前軋制周期所用的軋輥類型、所在機架及上下工作輥查詢相應的磨損換算係數，再調用板形控制系統中磨損模型進行在線計算。
2.根據權利要求1中所述的優化控制方法，其特徵在於所述軋輥分類，可按軋輥材質分為高Gr鑄鐵軋輥、高Gr鑄鋼軋輥、高速鋼軋輥、冷硬鑄鐵軋輥、冷硬鑄鐵軋輥、改進型冷硬鑄鐵和連澆覆層法高速鋼軋輥七類軋輥材質。
3.根據權利要求1中所述的優化控制方法，其特徵在於所述軋輥數據採集的軋制周期為4至10個周期。
4.根據權利要求1中所述的優化控制方法，其特徵在於所述數據優化處理過程中，採用的軋輥磨損計算模型為Aff(i, j) = {aw(i) .DffE(i)+bw(i)} .A(i，j)a⑴·Βα)0⑴.C(i) 式中Aff(i, j)軋制一卷帶鋼在第i機架、第j點的的磨損量，單位mm i 機架號；j 為1-N，是工作輥長度方向每隔一固定距離e取一個點的各點序號，N為軋輥長度為 L的輥身長度方向上總的計算點數，N = L/e ； A(i，j)為軋制力作用項，單位無量綱； B(i)為變形區幾何形狀影響項，單位無量綱； C(i)為軋制帶鋼長度影響項，單位mm; Dwe (i)第i機架工作輥的直徑，單位mm ； aw(i)磨損換算係數工作輥直徑項，為0 ； bw(i)磨損換算係數變形區幾何形狀影響項，單位無量綱； α (i)軋制壓力影響係數； β (i)摩擦距離影響係數。
5.根據權利要求1中所述的優化控制方法，其特徵在於計算一個軋制周期產生的軋輥總磨損量公式為
6.根據權利要求1中所述的優化控制方法，其特徵在於所述線性回歸法具體為，對每種軋輥材質、各機架上下工作輥，以計算磨損值為橫坐標，實測磨損值為縱坐標，將數據對
全文摘要
本發明涉及一種用於提高帶鋼質量的軋輥磨損優化控制方法，該方法包括以下步驟步驟一按軋輥材質對軋輥進行分類；步驟二針對不同軋輥材質，採集兩個以上軋制周期前後機架工作輥輥型和表面溫度數據；步驟三對採集數據優化處理；步驟四軋輥磨損計算及優化控制，將優化後的磨損換算係數按不同的軋輥分類用於軋輥磨損計算，實現對帶鋼板形及輥縫的優化控制。本發明所述的優化控制方法，分不同軋輥材質類型進行參數優化，可以提高軋輥磨損模型計算精度，由此提高了帶鋼的板形質量和輥縫控制精度；並且測量計劃和參數調整過程簡便可操作，便於實施。
文檔編號G05B13/04GK102236322SQ20101015325
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月21日 優先權日2010年4月21日
發明者朱海華, 李維剛, 陳龍夫 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司