技术领域
[0001] 本
发明属于热轧领域，特别是涉及一种修正
热轧精轧机组辊缝的方法。
背景技术
[0002] 热轧板带厚度控制系统在整个生产过程处于十分重要的地位，其效果直接影响到成品
质量。具有完善的厚度控制系统的轧机生产出的带
钢厚度
精度可以控制在±30〜±50 μ m范围之内。众所周知，带钢的头部厚度精度依赖于设定计算的精度。所以要提高带钢的厚度精度，必须提高构成设定功能的基本数学模型，如材料的
变形抗
力、
温度计算、
轧制力计算、轧件弹跳的精度。但是，在设定计算中采用的模型大多是由工程法导出的，模型精度不可能很高。为了提高模型的设定精度，热连轧机组经常利用穿带自适应来修正后续
机架的辊缝，它是提高带钢头部厚度精度的有效方法，目前主要的技术流派有德国西
门子和日本二菱。
[0003] 德国在80年代开发了穿带自适应技术，以精轧道次计划预计算为基准，根据前一机架的实际值即辊缝和轧制力，计算Fl〜F3内后续机架的空载辊缝，从而对后续机架的轧制力和辊缝同时进行修正。按照其设计思路，带钢进入到F3机架之后，后续的机架辊缝的修正将不进行。该控制方式实际使用下来，由于同时修正辊缝和轧制力，造成控制效果不稳定，且带钢进入F3之后，对F4机架的修正经常无法到位，反而造成F4机架辊缝
位置的控制不能有效
锁定。
[0004] 日本现在以Fl〜F3机架实际值对F4〜F7机架进行一次性辊缝修正。这种方法较之德国的技术模型控制精度高一些，但也没有充分利用Fl〜F3的实际值数据与设定数据的相对大小分不同情况进行精确的动态控制。
[0005] 对于热轧精轧机组的模型控制来说，辊缝的设定准确率是直接影响带钢厚度等的最主要因素，通常的学术交流讨论较多的是轧制力模型、辊缝模型等，而穿带自适应功能则研究较少。在部分已有的精轧模型控制相关理论书籍中，虽然也有对穿带自适应等控制方法的粗略描述，但没有公开的详细、有针对性的讨论文献及报道资料。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种利用穿带自适应修正热轧精轧机组辊缝的方法，采用前三个机架实测与设定轧制力的偏差信息，判断变形抗力的调整类型，并分不同类型求得变形抗力调整量，最后求得后续机架的辊缝调整量并进行动态设定，从而提高带钢的头部厚度控制精度。
[0007] —种利用穿带自适应修正热轧精轧机组辊缝的方法，包括以下步骤，
[0008] 步骤一、确定第一、二、三机架轧制力偏差I^13 LF2, Δ/3)，并设定
阈值Α，根据检测得到的第一机架实际轧制力/；iCT，第二机架实际轧制力,第三机架实际轧制力,并根据初始设定的第一机架预设轧制力，第二机架预设轧制力/严'第三机架预设轧制力，由公式（I)计算得到第一、二、三机架轧制力偏差Δ/5)
[0010] 步骤二、确定对设定变形抗力為造成影响的参数，第i机架的变形抗力Kmi由公式(2)计算得到，[0011 ] Kmi = C0 · (K7 -Kz-K1 (i=l 〜7) (2)
[0012] 其中，Kmi为第i机架的设定变形抗力，σ0为基准变形抗力，Ir为温度对变形抗力的影响系数、I为变形速率对变形抗力的影响系数、I为变形程度对变形抗力的影响系数；σ。、^、夂由试验得到，其中的A由式（3)得到：
[0014] 其中，I为变形温度，a、A为经验参数由试验得到；
[0015] 步骤三、根据公式（2)、(3)中的参数选取％、3l, £1。、31为调整参数，确定四种变形抗力调整策略；策略一，增大G其他为定值；策略二，减小G其他为定值；策略三，减小A，其他为定值；策略四，增大S1，其他为定值；并根据步骤一中得到的第一机架轧制力偏差Ai511、第二机架轧制力偏差AF2、第二机架轧制力偏差的偏差方式，以及阈值Α,做如下选择，
[0016] I) 当>A，AF2 >Α时，选用策略一调整办，
[0017] 2) 当<-A,Ai?2〈-Α时，选用策略二调整办，
[0018] 3) 当>A，Ai?2〈-Α时，选用策略三调整J&,
[0019] 4) 当Δ巧<-A,Ai?2 >Α时，选用策略四调整jfi»,
[0020] 5) 当>A，-A彡AF2彡A, Ai?3〈-A时，选用策略三调整Jfm ,
[0021] 6) 当 AP1 <-A，-A (LF2 ( A, AF3 >A 时，选用策略四调整·,
[0022] 7) 当-A ^ AF1^ λ, AF2 >A, ^F3 >2Α 时，选用策略四调整 ,
[0023] 8) 当-A彡彡A, AF2〈-Α，AF3 <-2Α时，选用策略三调整為，[0024] 9) 当-A 彡 Δ巧(k,_k( AF2 ( A 时，无需调整 ,
[0025] 步骤四、确定变形抗力调整量，根据测量得到的第I〜3机架的实际轧制力计算得到第I〜3机架的变形抗力调整量(STot1、SKm2、SKm3
[0026]
[0027] 其中，B为带钢宽度、Li为带钢压扁弧长、Q31为带钢外摩擦
应力状态系数u力折扣系数、为第i机架实际轧制力、S®1·为第i机架预设轧制力；
[0028] 将第I〜3机架的变形抗力调整量(¾¾¾、SKm2、Mm3代入公式（2)、(3)后，根据 选用的策略得到如下结果，
[0029] I) 选用策略一、二时，得到基准变形抗力调整量；
[0030] 2) 选用策略三、四时，得到经验参数调整量&!；
[0031] 将得到的基准变形抗力调整量或经验参数调整量A1R入公式（2)、（3)后，得到第4〜7机架的变形抗力调整量；
[0032] 步骤五、最后用步骤四得到的变形抗力的调整量，根据厚度增量方程（11)计算得到第4〜7机架的辊缝调整量；
[0033]取
[0034] 其中，SSi为第i机架的辊缝调整量、C为
刚度系数。
[0035] 所述的阈值A取值为5%。
[0036] 所述步骤四中计算基准变形抗力调整量和经验参数调整量时，当选用策略没有用到第三机架轧制力偏差Δ巧时为第一、二机架的平均值，当选用策略用到第三机架轧制力偏差Δ巧时为第一、二、三机架的平均值。
[0037] 计算经验参数调整量Si1时，当选用策略三时(¾¾¾、SKm2、SKm3的值取他们绝对值的负值；当选用策略四时、SKm2、SKmi的值取他们的绝对值。
[0038] 本发明利用穿带自适应修正热轧精轧机组辊缝的方法采用前三个机架实际与预设轧制力的偏差信息，判断变形抗力的调整类型，并分不同类型求得变形抗力调整量，最后求得后续机架的辊缝调整量并进行动态设定，从而提高带钢的头部厚度控制精度。本发明对轧制产品的尺寸精度及合格率、轧机的稳定生产具有重要的意义，具有很强的操作性和较广泛的推广价值。
附图说明
[0039] 图I为本发明利用穿带自适应修正热轧精轧机组辊缝的方法的流程
框图。具体实施方式[0040] 下面结合具体
实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或
修改，这些等价形式同样落于本
申请所附
权利要求书所限定的范围。
[0041] 实施例I
[0042] 如图I所示，一种利用穿带自适应修正热轧精轧机组辊缝的方法，包括以下步骤，
[0043] 步骤一、确定第一、二、三机架轧制力偏差(M13 M2, Δ/J ,并设定阈值Α，根据检测得到的第一机架实际轧制力，第二机架实际轧制力,第三机架实际轧制力，并根据初始设定的第一机架预设轧制力C，第二机架预设轧制力，第三机架预设轧
制力由公式（I)计算得到第一、二、三机架轧制力偏差(M1, M2, Δ/；)
[0044]
[0045] 步骤二、确定对设定变形抗力f造成影响的参数，第i机架的变形抗力Kmi由公式(2)计算得到，
[0047] 其中，Kmi为第i机架的设定变形抗力，σ0为基准变形抗力，&为温度对变形抗力的影响系数、A为变形速率对变形抗力的影响系数、八为变形程度对变形抗力的影响系数；％、夂、忍由试验得到，其中的勾由式（3)得到：
[0049] 其中，I为变形温度，为经验参数由试验得到；
[0050] 步骤三、根据步骤二中的公式（2)、（3)可以看出来自于基准变形抗力4与温度对变形抗力的影响系数中的经验参数A的偏差占到轧制力模型本身偏差的主要部分。如果^偏大或偏小，那么Fl〜F7机架的设定轧制力整体偏大或偏小；如果偏大，则Km对温度的变化越敏感，从第I到第7机架出现前部机架设定轧制力偏小，而后部机架设定轧制力偏大；如果A偏小，则从第I到第7出现前部机架设定轧制力偏大，而后部机架设定轧制力偏小。[0051] 所以选取τ Λι为调整参数，并确定如表I所示的四种变形抗力调整策略，
[0052]表I
[0053] 策略一，增大O0，其他为定值；策略二，减小O0，其他为定值；策略三，减小^ ,其他为定值；策略四，增大^，其他为定值；并根据步骤一中得到的第一机架轧制力偏差△巧、第二机架轧制力偏差Ai?2、第三机架轧制力偏差△巧的偏差方式，以及阈值A，做如下选择，
[0054] I) 当>A，AF2 >A时，选用策略一调整為，
[0055] 2) 当AJJ11 <-Α,ΔΡ2〈-A时，选用策略二调整办，
[0056] 3) 当Δ巧〉Α，Δ巧〈-Α时，选用策略三调整Λ，
[0057] 4) 当Δ巧<-A,Ai?2 >Α时，选用策略四调整Λ，
[0058] 5) 当Δ巧〉A，-A彡AF2彡A, Ai?3〈-Α时，选用策略三调整Jfis ,
[0059] 6) 当Δ巧<~Α, -A (LF2 ( A, M3 >A时，选用策略四调整i ,
[0060] 7) 当-A ^ AF1^ λ, AF2 >A, ^F3 >2Α 时，选用策略四调整办，
[0061] 8) 当-A彡彡A, AF2〈-A，AjF3〈-2Α时，选用策略三调整Km ,
[0062] 9) 当-A彡AF1彡A，-A彡LF2 ( A时，无需调整jfo ,
[0063] 步骤四、确定变形抗力调整量，根据测量得到的第I〜3机架的实际轧制力计算得到第I〜3机架的变形抗力调整量、SKm2、
[0064]
[0065] 其中，β为带钢宽度、Li为带钢压扁弧长、Qf为带钢外摩擦应力状态系数，α;为折扣系数、为第i机架实际轧制力、为第i机架预设轧制力；
[0068] 将第I〜3机架的变形抗力调整量·2¾、SKm2、&3代入公式（5)后，根据选用的策略得到如下结果，[0069] I) 选用策略一、二时，得到基准变形抗力调整量；
[0070] 选用策略一、二时认为是由于τ的偏差导致了变形抗力的偏差，根据式（5)有
[0071]
[0072] 其中，为第i机架的变形抗力调整量、^cr0j为第i机架的基准变形抗力调整量，fim为定值记号
[0073]
[0074] 因此，可认为
[0075] 带钢头部穿过第1、2机架后，由式4可计算得到,代入公式（7)可得至“彳、如，取平均得即通过前两个机架的实测轧制力求到的
调整量。
[0076] 因此第4〜7机架调整后的变形抗力应为
[0077]
[0078] 即第4〜7机架的变形抗力调整量附
[0079] 2) 选用策略三、四时，得到经验参数调整量也！
[0080] 选用策略三、四时认为是由于^的偏差导致了变形抗力的偏差，根据公式（5)有
[0081]
[0082]其中 T 为定值记号
[0083]根据公式⑶有其中为第 i 机架上经验参数七的调整量。
[0084]由公式（8)、（9)可求
[0085] 带钢头部穿过第1、2、3机架后，由公式⑷可计算得到Mml、SKm2、。
[0086] 要注意的是，由公式（4)计算得到的正负符号可能会不同；对于Kmi调整选用策略三需要减少&的情况，MSKm1、SKm2、SKfrh中为正号的那个数取其相反数，即代入公式（10)中的变形抗力调整量全部为负数；对于调整选用策略四需要增大^的情况，将、》«；：、《%中为负号的那个数取相反数，即公式（10)中的变形抗力调整量全部为正数。
[0087] 对符号做相应处理后，再将代入公式（10)可得到、&12、&13 ,
[0088] 对于不需要通过第3机架来判断选用策略类型时，取平均得到：
[0089]
[0090] 对需要通过第3机架来判断选用策略类型时，则 [0091] 因此第4〜7机架调整后的变形抗力为
[0092]
[0093]即变形抗力的调整量
[0094] 步骤五、最后用步骤四得到的变形抗力的调整量，根据厚度增量方程（11)计算得到第4〜7机架的辊缝调整量；
[0095]
[0096] 其中，码为第i机架的辊缝调整量、C为刚度系数。
[0097] 将得到的送自动位置控制系统及时调整后续的第4〜7机架辊缝。
[0098] 本实施例可进一步描述为，所述的阈值A取值为5%。
[0099] 第I〜7机架轧制力的偏差趋势可通过第I〜3机架实测与预设轧制力的偏差方式来判断。当轧制力偏差的符号分别为负、零、正。在实际生产中，实测的轧制力
信号有误差，而且产生的原因也是多方面的，所以不能根据数学上的符号概念来确定轧制力偏差的符号，例如，当轧制力的偏差是几十千
牛时，在数学上毫无疑问是有符号的，但在实际生产中，这些小偏差通常被认为是可以忽略的，即认为是零，所以取5%为
临界点，区分出四种调整策略。
[0100] 带钢数据——入口厚度：42. 6mm,终轧厚度：3. 51mm,终轧温度：873 °C，宽度B=1210. 8 _，基准变形抗力a =13. 3MPa，刚度系数σ = 6500 ,O//冊《 ;经验参数〜=2. 76, =-0. 103,其余数据见表2。
[0101]
[0102] 首先：根据计算得到叫=M.7% ΑΡ, =Π.6% ,采用变形抗力调整策略一。
[0103] 接着，根据公式（4)计算前两个机架变形抗力的偏差：
[0104]
[0107]所以，5σ01 = = 162,5¾ = = 2.0 , & i^ll£ = i.8卜即基准变形抗力的调整量&为1.81。
[0109] 计算得到第4〜7机架的变形抗力调整量，见表3 ；
[0110] 最后，根据厚度增量方程计算辊缝调整量，由
[0112] 计算得到辊缝调整量，见表3。
[0113]表3实施例I的计算结果
[0114] 实施例2
[0115] 实施例2中，带钢的数据为，入口厚度：50.7mm，终轧厚度：12.2mm，终轧温度：825°C,宽度：B=1554. 6 mm,基准变形抗力 σ。= 14.36Λφβ ,刚度系数 C = 6500 kM ί mm ,经_验参数A =2. 80, aa =-0. 103,其余数据见表4。
[0117] 首先：根据Δ巧=6.89% , AF2 = 3.14% , =-7.04%，采用变形抗力调整策略_- O
[0118] 接着，根据公式（4)计算前三个机架变形抗力的偏差分别为= 8. OOMpa,SCm2 = 4. 46Mpa, <3Km3 = -9. 84Mpa，根据类型3中的符号处理规则,将3个偏差全部变为负数，再代入公式10得到
[0120]再根据电= = -0.05
[0121] 即经验参数S1的调整量Si1为-O. 05
[0122]根据Xmi = (exp(&! ■ Γ)-ΐ)· Kmi (i = 4 ~ί]计算得到第4〜7机架的变形抗力调整量，见表5。
[0123] 最后，根据厚度增量方程计算辊缝调整量，由
[0124]
[0125] 得到辊缝调整量，见表2。
[0126]表5实施例2的计算结果
[0127] 在线应用本
专利计算方法时，还应该考虑特殊情况下变形抗力调整量过大，以致于对后续机架的辊缝调整力度过大而影响到生产稳定和设备安全，故可设置变形抗力的调整量在原有基础上不要超过10%的限制，若超过则强制到10% ;同样，对辊缝设定值的调整也要做相应的上下限判断和保护措施。
