一种平整机带头板形轧制参数的控制方法及平整的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种平整机带头板形轧制参数的控制方法及平整机，所述平整机包括工作辊，在所述平整机的平整入口进行带钢取样，对获取的取样带钢的横截面的形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度；并获取所述带钢的平整总轧制力；在通过所述平整总轧制力对所述带钢进行轧制过程中，采用多项式对获取的第一弯辊力和辊缝凸度进行拟合，基于拟合得到的所述第一弯辊力与所述辊缝凸度的对应关系，确定所述平整机在轧制所述带钢时的工作辊的第二弯辊力，以使得在轧制所述带钢时控制所述平整机的总轧制力为所述平整总轧制力，以及控制所述工作辊以所述第二弯辊力进行输出。
【专利说明】一种平整机带头板形轧制参数的控制方法及平整机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轧钢【技术领域】，具体涉及一种平整机带头板形轧制参数的控制方法及 平整机。
【背景技术】
[0002] 随着钢铁加工技术的飞速发展，用户对带钢质量的要求也越来越严苛，现有技术 中通常使用平整机来对所带钢进行平整，由于经过再结晶退火的冷轧带钢几乎完全处于软 质状态，不适用于机械加工，若此时对退火带钢进行轻度冲压加工，带钢表面就会产生拉伸 应变及不规则的滑移线，影响外观，所以作为成品带钢需要进行平整轧制，即在带钢基本不 改变板厚的情况下进行轻度冷轧，使得冷轧过的带钢性能得以控制。
[0003] 但是，现有的平整机在生产时带钢头部采用恒轧制力模式进行控制，当速度提高 时切换至恒延伸率模式进行控制，在恒轧制力模式下，所述平整机完全依靠设定的板形轧 制参数来进行生产，所述板形轧制参数包括轧制力与工作辊弯辊力设定值进行生产，所述 板形轧制参数的设定准确性直接影响到带钢头部的板形与表面质量，而现有技术中通常是 通过操作员的经验来设定所述板形轧制参数，使得所述板形轧制参数的设定值准确性低， 使得出口的带钢板形的质量降低，导致平整后带钢的正品率也降低。
【发明内容】
[0004] 本申请实施例通过提供一种平整机带头板形轧制参数的控制方法及平整机，能够 更精确的设定平整机的板形轧制参数，使得出口的带钢板形的质量得以提高，以及使得平 整后带钢的正品率也得以提高。
[0005] 本申请实施例提供了一种平整机带头板形轧制参数的控制方法，所述平整机包括 工作棍，所述方法包括：
[0006] 在所述平整机的平整入口进行带钢取样，获取取样带钢的横截面的形状参数；
[0007] 对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度；
[0008] 将所述平整机的轧制区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区，并获取所述入口 弹性区的第一单位板宽轧制力，所述塑性区的第二单位板宽轧制力和所述出口弹性区的第 三单位板宽轧制力；
[0009] 基于所述第一单位板宽轧制力、所述第二单位板宽轧制力、所述第三单位板宽轧 制力和所述带钢宽度，确定所述带钢的平整总轧制力；
[0010] 在通过所述平整总轧制力对所述带钢进行轧制过程中，获取所述工作辊的第一弯 辊力和辊缝凸度；
[0011] 采用多项式对所述第一弯辊力和所述辊缝凸度进行拟合，确定所述第一弯辊力与 所述辊缝凸度的对应关系；
[0012] 基于所述带钢的二次凸度和所述对应关系，确定所述平整机在轧制所述带钢时的 工作辊的第二弯辊力，其中，所述带钢的二次凸度和所述辊缝凸度的取值相同，以使得在轧 制所述带钢时控制所述平整机的总轧制力为所述平整总轧制力，以及控制所述工作辊以所 述第二弯辊力进行输出。
[0013] 可选的，所述对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度，具体包括：
[0014] 采用切比雪夫多项式对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度。
[0015] 可选的，所述采用切比雪夫多项式对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二 次凸度，具体为：
[0016] 将所述形状参数代入采用公式（1)中，获取所述切比雪夫多项式的每次项系数， 其中，
[0017] f (X) = Bc^a1 · x+a2 · x2+a4 · X4 公式（1)
[0018] x表示带钢的宽度，f (X)表示带钢的厚度，a。表示切比雪夫多项式中零次项系数， S1表示切比雪夫多项式中一次项系数，％表示切比雪夫多项式中二次项系数，&4表示切比 雪夫多项式中四次项系数；
[0019] 基于公式（2)获取所述带钢的二次凸度，其中，
[0020] Cff = - (a2+a4) 公式（2)
[0021] CW表示带钢二次凸度。
[0022] 可选的，所述获取所述入口弹性区的第一单位板宽轧制力，具体包括：
[0023] 根据所述取样所述平整入口的带钢的变形抗力和所述工作辊的轧制参数，获取所 述第一单位板宽轧制力。
[0024] 可选的，在所述塑性区包括前滑区和后滑区时，所述获取所述塑性区的第二单位 板宽轧制力，具体包括：
[0025] 获取所述前滑区的单位板宽轧制力和所述后滑区的单位板宽轧制力；
[0026] 基于所述前滑区的单位板宽轧制力和所述后滑区的单位板宽轧制力，获取所述第 二单位板宽轧制力，其中，所述前滑区在所述后滑区之前。
[0027] 可选的，所述获取所述出口弹性区的第三单位板宽轧制力，具体包括：
[0028] 根据所述取样带钢在所述平整机的平整出口的变形抗力和所述取样带钢在所述 出口弹性区的单位板宽轧制力，获取所述第三单位板宽轧制力。
[0029] 本申请另一实施例还提供了一种平整机，包括：
[0030] 平整机本体；
[0031] 工作辊，设置所述平整机本体上；
[0032] 控制器，电性连接所述工作辊，用于在所述平整机的平整入口进行带钢取样，获取 取样带钢的横截面的形状参数；对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度；将 所述平整机的轧制区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区，并获取所述入口弹性区的第 一单位板宽轧制力，所述塑性区的第二单位板宽轧制力和所述出口弹性区的第三单位板宽 轧制力；基于所述第一单位板宽轧制力、所述第二单位板宽轧制力、所述第三单位板宽轧制 力和所述带钢宽度，确定所述带钢的平整总轧制力；在通过所述平整总轧制力对所述带钢 进行轧制过程中，获取所述工作辊的第一弯辊力和辊缝凸度；采用多项式对所述第一弯辊 力和所述辊缝凸度进行拟合，确定所述第一弯辊力与所述辊缝凸度的对应关系；基于所述 带钢的二次凸度和所述对应关系，确定所述平整机在轧制所述带钢时的工作辊的第二弯辊 力，其中，所述带钢的二次凸度和所述辊缝凸度的取值相同，以使得在轧制所述带钢时控制 所述平整机的总轧制力为所述平整总轧制力，以及控制所述工作辊以所述第二弯辊力进行 输出。
[0033] 本发明有益效果如下：
[0034] 本发明实施例中，本申请技术方案是对取样带钢的横截面的形状参数进行拟合， 获取所述带钢的二次凸度，再基于获取的入口弹性区的第一单位板宽轧制力，塑性区的第 二单位板宽轧制力和出口弹性区的第三单位板宽轧制力，确定所述带钢的平整总轧制力； 以及采用采用多项式对获取的所述工作辊的第一弯辊力和辊缝凸度进行拟合，确定所述第 一弯辊力与所述辊缝凸度的对应关系；基于所述带钢的二次凸度和所述对应关系，确定所 述平整机在轧制所述带钢时的工作辊的第二弯辊力，其中，所述带钢的二次凸度和所述辊 缝凸度的取值相同，以使得在轧制所述带钢时控制所述平整机的总轧制力为所述平整总轧 制力，以及控制所述工作辊以所述第二弯辊力进行输出，如此，使得本申请技术方案通过建 立平整机轧制力模型，计算出给定轧制速度和延伸率下的平整轧制力设定值，再通过建立 的平整机辊系变形仿真模型，结合平整入口带钢板廓测量数据，根据等比例凸度原则，计算 出平整机弯辊力预设定值，以提高平整机带头板形控制参数的设定精度，使得出口的带钢 板形的质量得以提高，以及使得平整后带钢的正品率也得以提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1为本发明实施例中平整机带头板形轧制参数的控制方法的流程图；
[0036] 图2为本发明实施例中平整机的轧制区的划分结构图；
[0037] 图3为本发明实施例中平整机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038] 本申请实施例通过提供一种平整机带头板形轧制参数的控制方法及平整机，能够 更精确的设定平整机的板形轧制参数，使得出口的带钢板形的质量得以提高，以及使得平 整后带钢的正品率也得以提高。
[0039] 下面结合附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、【具体实施方式】及其对应 能够达到的有益效果进行详细地阐述。
[0040] 本申请实施例提供了一种平整机带头板形轧制参数的控制方法，参见图1，所述平 整机包括工作辊，所述方法包括：
[0041] 步骤101 :在所述平整机的平整入口进行带钢取样，获取取样带钢的横截面的形 状参数；
[0042] 步骤102 :对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度；
[0043] 步骤103 :将所述平整机的轧制区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区，并获取 所述入口弹性区的第一单位板宽轧制力，所述塑性区的第二单位板宽轧制力和所述出口弹 性区的第三单位板宽轧制力；
[0044] 步骤104 :基于所述第一单位板宽轧制力、所述第二单位板宽轧制力、所述第三单 位板宽轧制力和所述带钢宽度，确定所述带钢的平整总轧制力；
[0045] 步骤105 :在通过所述平整总轧制力对所述带钢进行轧制过程中，获取所述工作 辊的第一弯辊力和辊缝凸度；
[0046] 步骤106 :采用多项式对所述第一弯辊力和所述辊缝凸度进行拟合，确定所述第 一弯辊力与所述辊缝凸度的对应关系；
[0047] 步骤107 :基于所述带钢的二次凸度和所述对应关系，确定所述平整机在轧制所 述带钢时的工作辊的第二弯辊力，其中，所述带钢的二次凸度和所述辊缝凸度的取值相同， 以使得在轧制所述带钢时控制所述平整机的总轧制力为所述平整总轧制力，以及控制所述 工作辊以所述第二弯辊力进行输出。
[0048] 其中，在步骤101中，在带钢放进所述平整机的平整入口时，对带钢进行取样，取 样带钢为多个，然后获取每一个取样带钢的形状参数，例如取样带钢为4个时，获取4个取 样带钢中的每一个取样带钢的形状参数。
[0049] 具体来讲，对带钢进行取样之后，测量每一个取样带钢的横截面的轮廓形状，所述 轮廓形状为所述形状参数。
[0050] 接下来执行步骤102,在该步骤中，对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二 次凸度。
[0051] 在具体实施过程中，可以采用切比雪夫多项式对所述形状参数进行拟合，获取所 述带钢的二次凸度。
[0052] 具体来讲，将所述形状参数代入采用公式（1)中，获取所述切比雪夫多项式的每 次项系数，其中，
[0053] f (X) = Bc^a1 · x+a2 · x2+a4 · X4 公式（1)
[0054] x表示带钢的宽度，f (X)表示带钢的厚度，a。表示切比雪夫多项式中零次项系数， S1表示切比雪夫多项式中一次项系数，％表示切比雪夫多项式中二次项系数， &4表示切比 雪夫多项式中四次项系数；
[0055] 基于公式（2)获取所述带钢的二次凸度，其中，
[0056] CW = - (a2+a4)公式（2)
[0057] CW表示带钢二次凸度。
[0058] 接下来执行步骤103,在该步骤中，将所述平整机的轧制区分为入口弹性区、塑性 区和出口弹性区，并获取所述入口弹性区的第一单位板宽轧制力，所述塑性区的第二单位 板宽轧制力和所述出口弹性区的第三单位板宽轧制力。
[0059] 其中，步骤103可以与步骤101同时执行，也可以执行步骤101之后，再执行步骤 103,本申请不作具体限制。
[0060] 在具体实施过程中，参见图2,在计算冷轧机的轧制力时，所述平整机的整个轧制 区均处于塑性变形状态，即忽略入口弹性区和出口弹性回复区，由于冷轧相对压下率较大， 通常大于10%，这种忽略带来的误差很小；但是在平整时的相对压下率远小于冷轧时的相 对压下率，此时轧制区中的弹性区不能忽略，需要将轧制区分为四个部分：入口弹性区、塑 性区和出口弹性区，所述塑性区包括前滑区和后滑区，其中，所述前滑区在所述后滑区之 前，所述前滑区靠近所述出口弹性区，所述后滑区靠近所述入口弹性区，其中，图2中R'为 压扁半径；h in为入口带钢厚度；Iitjut为出口带钢厚度；hm为轧制区带钢厚度； 〇 in为入口张 应力；σ _为出口张应力；ft为中心角；Lp为接触弧长度。
[0061] 具体来讲，参见图2，可以根据所述取样所述平整入口的带钢的变形抗力和所述工 作辊的轧制参数，获取所述第一单位板宽轧制力，其中，所述工作辊的轧制参数包括所述平 整机的压辊尺寸和轧制速度等参数，当然，所述工作辊的轧制参数还可以包括带钢规格和 带种等参数。
[0062] 具体的，根据公式（3)，获取所述第一单位板宽轧制力，其中，所述公式（3)为：
【权利要求】
1. 一种平整机带头板形轧制参数的控制方法，所述平整机包括工作辊，其特征在于，所 述方法包括： 在所述平整机的平整入口进行带钢取样，获取取样带钢的横截面的形状参数； 对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度； 将所述平整机的轧制区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区，并获取所述入口弹性 区的第一单位板宽轧制力，所述塑性区的第二单位板宽轧制力和所述出口弹性区的第三单 位板宽轧制力； 基于所述第一单位板宽轧制力、所述第二单位板宽轧制力、所述第三单位板宽轧制力 和所述带钢宽度，确定所述带钢的平整总轧制力； 在通过所述平整总轧制力对所述带钢进行轧制过程中，获取所述工作辊的第一弯辊力 和辊缝凸度； 采用多项式对所述第一弯辊力和所述辊缝凸度进行拟合，确定所述第一弯辊力与所述 辊缝凸度的对应关系； 基于所述带钢的二次凸度和所述对应关系，确定所述平整机在轧制所述带钢时的工作 辊的第二弯辊力，其中，所述带钢的二次凸度和所述辊缝凸度的取值相同，以使得在轧制所 述带钢时控制所述平整机的总轧制力为所述平整总轧制力，以及控制所述工作辊以所述第 二弯棍力进行输出。
2. 如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对所述形状参数进行拟合，获取所 述带钢的二次凸度，具体包括： 采用切比雪夫多项式对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度。
3. 如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述采用切比雪夫多项式对所述形状 参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度，具体为： 将所述形状参数代入采用公式（1)中，获取所述切比雪夫多项式的每次项系数，其中， f (x) = a0+a1 ? x+a2 ? x2+a4 ? x4 公式（1) x表示带钢的宽度，f (x)表示带钢的厚度，a。表示切比雪夫多项式中零次项系数，ai表 示切比雪夫多项式中一次项系数，a2表示切比雪夫多项式中二次项系数，a4表示切比雪夫 多项式中四次项系数； 基于公式（2)获取所述带钢的二次凸度，其中， Cff = -(a2+a4) 公式（2) CW表示带钢二次凸度。
4. 如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述入口弹性区的第一单位 板宽轧制力，具体包括： 根据所述取样所述平整入口的带钢的变形抗力和所述工作辊的轧制参数，获取所述第 一单位板宽轧制力。
5. 如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在所述塑性区包括前滑区和后滑区时， 所述获取所述塑性区的第二单位板宽轧制力，具体包括： 获取所述前滑区的单位板宽轧制力和所述后滑区的单位板宽轧制力； 基于所述前滑区的单位板宽轧制力和所述后滑区的单位板宽轧制力，获取所述第二单 位板宽轧制力，其中，所述前滑区在所述后滑区之前。
6. 如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述出口弹性区的第三单位 板宽轧制力，具体包括： 根据所述取样带钢在所述平整机的平整出口的变形抗力和所述取样带钢在所述出口 弹性区的单位板宽轧制力，获取所述第三单位板宽轧制力。
7. -种平整机，其特征在于，包括： 平整机本体； 工作辊，设置所述平整机本体上； 控制器，电性连接所述工作辊，用于在所述平整机的平整入口进行带钢取样，获取取样 带钢的横截面的形状参数；对所述形状参数进行拟合，获取所述带钢的二次凸度；将所述 平整机的轧制区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区，并获取所述入口弹性区的第一单 位板宽轧制力，所述塑性区的第二单位板宽轧制力和所述出口弹性区的第三单位板宽轧制 力；基于所述第一单位板宽轧制力、所述第二单位板宽轧制力、所述第三单位板宽轧制力和 所述带钢宽度，确定所述带钢的平整总轧制力；在通过所述平整总轧制力对所述带钢进行 轧制过程中，获取所述工作辊的第一弯辊力和辊缝凸度；采用多项式对所述第一弯辊力和 所述辊缝凸度进行拟合，确定所述第一弯辊力与所述辊缝凸度的对应关系；基于所述带钢 的二次凸度和所述对应关系，确定所述平整机在轧制所述带钢时的工作辊的第二弯辊力， 其中，所述带钢的二次凸度和所述辊缝凸度的取值相同，以使得在轧制所述带钢时控制所 述平整机的总轧制力为所述平整总轧制力，以及控制所述工作辊以所述第二弯辊力进行输 出。
【文档编号】B21D1/02GK104353675SQ201410554081
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】文杰, 于孟, 昝现亮, 唐伟, 李飞, 蒋晓刚, 候延伟, 陈永弘, 令狐克志, 申延志, 王永强 申请人:首钢总公司