一种四辊轧机工作辊与支撑辊凸度转换关系的计算方法
【专利摘要】一种四辊轧机工作辊与支撑辊凸度转换关系的计算方法，它主要包括以下计算步骤：1、轧辊基本参数的收集；2、定义支撑辊最大凸度系数、最大开口度系数、最佳凸度系数、最佳开口度系数；3、定义目标函数并初始化目标函数；4、计算出工作辊凸度、开口度系数特定情况下出口板形值分布；5、计算出工作辊为平辊，支撑辊正在相应辊形下的出口板形板形值分布；6计算目标函数；7、得到支撑辊最佳凸度系数和开口度系数。本发明可以计算工作辊与支撑辊凸度转换，最大程度的保证带材出口板形的一致性。解决了对于某些特定情况带凸度工作辊窜辊产生复杂辊缝对板形产生恶化的问题，提高了某些特定情况下轧制板材的精度质量。
【专利说明】
一种四辊轧机工作辊与支撑辊凸度转换关系的计算方法
技术领域
[0001] 本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种带钢冷乳生产工艺方法。
【背景技术】
[0002] 乳辊在乳制时会出现微量变形，为了控制乳材的横截面厚度分布，有两种方法可 以采用：（一）施加弯辊力，通过工作辊或中间辊的预变形来抵消乳制时乳辊的变形量 [1]。 (二）给工作辊或支撑辊一个凸度，通过乳辊自身的凸度抵消乳辊在乳制过程中的微变 形[2]。针对四辊乳制，在乳辊设计时，往往将工作辊磨成凸度辊 [3]，这样可以有效的的抵消 工作辊和支撑辊在乳制过程中的微小变形，然而，针对带有工作辊窜辊功能的四辊乳机，因 为乳机具备窜辊功能，在乳制过程中工作辊往往需要窜辊，工作辊的凸度随之产生的窜动， 使的乳辊辊缝形成一个特殊形状，这种形状比较复杂，配合弯辊可以控制边中复合浪 [4]，但 有时这样复杂的辊缝形状不仅不能改善板形，反而附加进复杂浪形，使板形恶化。
[0003] (参考文献：[1]白振华.冷连乳机高速生产过程核心工艺数学模型[M].北京:机械 工业出版社，2009. [2]白振华，冯宪章，蒋岳峰.极薄带钢平整乳制过程辊型改造方案的研 究[J].中国机械工程.2007，18(23): 2887-2890.[3]白振华，周庆田，郑志刚，王云祥.普通4 辊冷乳机辊型曲线设计新技术[J].钢铁.2010，45(10): 57-59. [4]白振华，李涛，崔亚亚， 等.四辊平整机组复杂浪形控制技术[J].钢铁.2015,50(2) :43-47)
【发明内容】
[0004] 本发明的目的主要提供一种能够保证带材出口板形一致、提高乳制板材精度质量 的四辊乳机工作辊与支撑辊凸度转换关系的计算方法。本发明主要是将无法由工作辊增加 辊凸度控制板形的情况，转移到增加支撑辊凸度，增加了一种板形控制的控制思路，为普通 四辊乳机辊型改造提供了有力的参考。
[0005] 本发明计算方法包括如下步骤：
[0006] (a)乳辊基本参数的收集:主要包括工作辊的辊身长度Lw、支撑辊的辊身长度L b、工 作辊的名义辊径Dw、支撑辊的名义辊径Db;
[0007] (b)定义支撑辑最大凸度系数amax、最大开口度系数0max、最佳凸度系数^；^、最佳 开口度系数Aiest;
[0008] (c)定义目标函数F〇,支撑辊凸度系数α、开口度系数β，搜索步长να、νβ，搜索变量 i、j，并初始化目标函数F〇= 101Q，搜索变量i = 0，j = 0;
[0009] (d)令工作辊初始辊型Dwi = Dw-a{l-C〇S[b3T(2x/Lw)]}、支撑辊初始辊型D bi = Db_a {l-cos[0Ji(2x/Lb)]}，其中a、b为不等于零的常量，令变量α = 〇，β = 〇;
[0010] (e)计算出支撑辊为平辊，工作辊凸度系数、开口度系数为特定情况下出口板形值 分布Il(Il = 111，Il2，…，Ili，…，In-1，In);
[0011] (f)令工作辊换为平辊，支撑辊凸度系数α = i*Va，
[0012] (g)令支撑辊开口度系数β = ;
[0014] (i)计算目标函数
[0013] (h)计算出工作辊为平辊，支撑辊在相应辊型下的出口板形板形值分布I2(I 2 =121,122 , ··· , l2i , , I2n-1, I2n)；
[0015] (j)判断不等式F(u ,p八禾个守xvw立则令Fo = F(a ,β)，abest = a、 0best = P，转入步骤k)，如果不等式不成立则直接转入步骤k); 28
[0016] (k)判断不等式/< ll'·1·是否成立？如果不等式成立则令j = j + l，然后转入步骤 g);如果不等式不成立则转入步骤1);
[0017] (1)判断不等式是否成立？如果不等式成立则令i = i+i，然后转入步骤 Δα f);如果不等式不成立则转入步骤m);
[0018] (m)得到支撑辊最佳凸度系数abest、开口度系数0best。
[0019] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0020] 1、以乳辊凸度和开口度为控制量，通过四辊乳机工作辊与支撑辊凸度转换关系的 计算方法，可以计算工作辊与支撑辊凸度转换，最大程度的保证带材出口板形的一致性。
[0021] 2、解决了对于某些特定情况带凸度工作辊窜辊产生复杂辊缝对板形产生恶化的 问题，以定量计算确定支撑辊的等效凸度，从而提高了某些特定情况下乳制板材的精度质 量，具有一定的应用价值。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的计算流程图；
[0023] 图2是本发明实施例工作辊预设定凸度分布图；
[0024] 图3是本发明实施例工作辊带凸度乳机出口板形分布图；
[0025] 图4是本发明实施例支撑辊带凸度乳机出口板形分布图。
[0026] 图5是本发明实施例支撑辊最佳凸度分布图。
【具体实施方式】
[0027] 以某四辊乳机为例，进一步说明四辊乳机工作辊与支撑辊凸度转换关系的计算方 法，其计算流程如图1所示：
[0028]首先，在步骤(a)中，收集乳辊基本参数:主要包括工作辊的辊身长度Lw= 1420mm、 支撑辑的辑身长度U = 1380mm、工作辑的名义辑径Dw = 449.5mm、支撑辑的名义辑径Db = 1099.8mm；
[0029] 随后，在步骤(b)中，定义并给定支撑辊最大凸度系数amax = 4、最大开口度系数i3max =0.5，定义支撑辑最佳凸度系数abest、最佳开口度系数Pbest;
[0030] 随后，在步骤(C)中，定义目标函数Fo,支撑辊凸度系数a、开口度系数β，搜索步长V a = 0.02、Vi3 = 0.005，搜索变量i，j，并初始化目标函数Fo = 101()，搜索变量i = 0，j = 0;
[0031] 随后，在步骤(d)中，令工作辊初始辊型Dwi = 449.5-0.52047{l-cos[0.125233i(2x/ 1420) ] }mm，如图2所示，支撑辊初始辊型Dmi = 1099 · 8mm;
[0032]随后，在步骤(e)中，计算出支撑辊为平辊，工作辊凸度系数α1 = 〇.52047、开口度 系数βι = 0.12423为特定情况下出口板形值分布I! = [6.901773，4.853948，2.999793， 1.35121，-0.082825，-1.295786，-2.283179，-3.04218，-3.571339，-3.870342，-4.06386，_ 3 · 870342，-3 · 571339，-3·04218，-2·283179，-1·295786，-0·082825,1.35121，2·999793， 4.853948,6.901773]，如图3所示；
[0033]随后，在步骤(f)中，令工作辊换为平辊，支撑辊凸度系数α = 〇*〇. 02，
[0034] 随后，在步骤(g)中，令支撑辊开口度系数β = 0*0.005;
[0035] 随后，在步骤(h)中，计算出工作辊为平辊，支撑辊正在相应辊型下的出口板形板 形值分布12=[12.76828005,8.9798038,5.54961705,2.4997385，-0.15322625，-2.3972041，-4.22388115，-5.628033，-6.60697715，-7.1601327，-7.518141，-7.1601327，_ 6.60697715，-5.628033，-4.22388115，-2.3972041，-0.15322625，2.4997385，5.54961705， 8 · 9798038，12 · 76828005]，如图4所示；
[0036] 随后，在步骤(i)中，计算目标函数F(aJ) =2.097;
[0037] 随后，在步骤(j)中，判断不等式F(a，i3)〈Fo是否成立?显然2.097〈101Q不等式成立， 令Fo = F(a，β) = 2.097，abest = a = 〇、0best = 0 = 〇，转入步骤k)，如果不等式不成立则直接转 入步骤k);
[0038] 随后，在步骤(k)中，判断不等式是否成立?显然0〈200不等式成立，令j = 0+1 = 1，然后转入步骤g);如果不等式不成立则转入步骤1)，经过45次循环转入1); 2/7
[0039] 随后，在步骤（1)中，判断不等式/<一^是否成立?显然0〈100不等式成立，令i = Δγ/ 0+1 = 1，然后转入步骤f);如果不等式不成立则转入步骤m);
[0040] 最后，在步骤(m)中，得到支撑辊最佳凸度系数abest=1.52、开口度系数i3 best = 0.145,如图5所示；
[0041]计算效果说明：此实施例中，给定一特定的工作辊辊型。采用本发明专利的四辊乳 机工作辊与支撑辊凸度转换关系计算模型，利用最小均方差来寻优得到最佳凸度系数abest = 1.52、开口度系数i3best = 0.145,不仅保证了辊凸度的等效替换，还保证了板形横向分布 的一致性，从而有效的解决了由于工作辊凸度与支撑辊凸度转换的问题。
【主权项】
1. 一种四漉社机工作漉与支撑漉凸度转换关系的计算方法，其特征在于：它包括W下 计算步骤： (a) 社漉基本参数的收集:主要包括工作漉的漉身长度U、支撑漉的漉身长度Lb、工作漉 的名义漉径Dw、支撑漉的名义漉径化； (b) 定义支撑漉最大凸度系数Umax、最大开口度系数i3max、最佳凸度系数Qbest、最佳开口度 系数抗est; (C)定义目标函数Fo,支撑漉凸度系数α、开口度系数β，捜索步长να、νβ，捜索变量i，j，并 初始化目标函数Fo= l〇w，捜索变量i = 0，j = 0; (d) 令工作漉初始漉型Dwi = Dw-a{l-cos[b3i(2x/Lw)]}、支撑漉初始漉型Dbi = Db-a{l-cos [的(2x/Lb)]}，其中a、b为不等于零的常量，令变量α = 〇，β = 〇; (e) 计算出支撑漉为平漉，工作漉凸度系数、开口度系数为特定情况下出口板形值分布 Il(Il = 111, Il2 , , Ili , , In-l , In); (f) 令工作漉换为平漉，支撑漉凸度系数a = i*Va， (g) 令支撑漉开口度系数β=j*ve; (h) 计算出工作漉为平漉，支撑漉在相应漉型下的出口板形板形值分布I2(l2 = 121， I22,··· ,l2i,··· ,l2n-l,l2n)； (i) 计算目标函数(j) 判断不等式F(a,0)<F日是否成立?如果不等式成立则令Fo = F(a,0)，abest = a、0best = β，转入步骤k)，如果不等式不成立则直接转入步骤k); 化)判断不等式./<%^是否成立?如果不等式成立则令j=j+l，然后转入步骤g);如 乙V)· 果不等式不成立则转入步骤1); (l) 判断不等式? < %^是否成立?如果不等式成立则令i = i+1，然后转入步骤f);如果 Aa 不等式不成立则转入步骤m); (m) 得到支撑漉最佳凸度系数Clbest、开口度系数抗est。
【文档编号】G06F19/00GK105975771SQ201610288777
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】白振华, 兴百宪, 张君, 钱承, 刘亚星, 崔亚亚, 杜江城
【申请人】燕山大学