专利名称：二次冷轧机组生产带材的平整方法
技术领域：
本发明涉及一种带材的轧制方法，特别涉及一种采用二次冷轧机组生 产带材，尤其是生产高光亮镜面板的平整方法。
背景技术：
带材(如带钢)被广泛应用于各行各业，其中，高光亮镜面板作为国 内市场需求量巨大的一种带钢，主要用于餐具、灯器具、锁具、礼品盒、 打火机等，其特点是对相关产品板形与表面质量的要求极高。以表面质量 为例，对于满足现代化器具加工需求的高光亮镜面板而言，其表面粗糙度
必须控制在0.1/^以下，而且不能有任何色差。
但是，由于此前国内对于高光亮镜面板主要依赖于进口，相关平整生 产工艺的开发都处于探索阶段，国外虽然对于镜面板工艺的开发研究较 早，但主要侧重于对不锈钢等镜面板的化学成分和热轧工艺等方面的研 究，并且一般采用的是单机架四辊平整机来生产高光亮镜面板，成品的表 面精度往往不尽人意。
随着轧制机械设备和工艺过程的不断完善，在实际生产中，越来越多 地采用冷轧带钢的生产技术来生产厚度减小到一定尺寸的薄带钢，因为采 用冷轧方式可以提高带钢表面质量、改善力学性能和获得精确的尺寸偏 差。而为了保证带钢的板形和表面质量的加工要求，实际生产中常采用二
次冷轧的生产工艺及相应设备，如图1所示，带材1从开巻机2巻出后送 至冷轧机组，第一机架A和第二机架B均为六辊机型的冷轧机组，每个机 架的轧辊都包括工作辊4、中间辊5以及支撑辊6，其中，工作辊4与带 材1的表面直接接触以进行轧制，经过两个机组的依次轧制，带材l达到 规定的厚度并被送至巻取机3回巻。为了控制板形，在轧制过程中，中间 辊5可以有一定量的窜动，如图2a和2b所示，图2a为串辊前的状态，图 2b为中间辊5沿箭头方向发生串动的情形；同时，工作辊4与中间辊5还具有液压弯辊装置以产生如箭头方向所示的中间辊弯辊力和工作辊弯辊 力，如图3所示。
然而，在实际生产过程中，如何控制并调整生产出的成品的表面粗糙 度及板形质量一直是本领域技术人员迫切希望解决的问题，在以往的操作 过程中，带材的轧制工艺参数以及冷轧机组的设备工艺及现场轧制参数等 各项参数的设定和调整一般是取决于操作人员的经验估计，因此往往会造 成产品板形不好控制，表面质量不稳定。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种二次冷轧机
组生产带材的平整方法，在生产厚度规格为0.25mm-0.3mm，成分为C《 0.12%， Mn《0.5%， P《0.035%， S《0.025%，且成品抗拉强度>270Mpa 的薄型高光亮镜面板时，可同时满足产品的板形与表面质量要求。
为此，本发明在完成平整前道工序与轧辊磨削工艺的基础上，通过合 理的设定第一机架和第二机架的工作辊表面粗糙度以及延伸率的分配系 数来控制带材的表面粗糙度，并以成品机架带材的出口张力与轧制压力横 向分布都均匀作为目标合理设定弯辊力、窜辊量、机架前中后三段张力来 控制成品板形及其它可能产生的表面缺陷，同时配合平整后道工序，以形 成二套完整的二次冷轧机组高光亮镜面板平整生产技术。根据本发明的二次冷轧机组生产带材的平整方法采用的二次冷轧机 组包括第一机架和第二机架，每个机架包括工作辊、中间辊和支撑辊，该
平整方法具体包括以下步骤
(A) 确定待轧制的带材的轧制工艺参数和冷轧机组的设备参数；
(B) 将步骤(A)中确定的参数输入到控制运算器中，按照建立的计 算模型及控制目标函数得出轧制工艺设定值；
(C) 根据得出的轧制工艺设定值进行二次冷轧工艺。
其中，步骤(A)中的待轧制的带材的轧制工艺参数包括带材来料 的厚度横向分布值巧；来料板形的横向分布值A;带材的宽度^;延伸率
设定值S。；机架间延伸率分配系数允许极限值《皿，《■;带材来料粗糙度
^一。；成品带材要求粗糙度^一、第一机架和第二机架工作辊的轧制长度；A;第一机架和第二机架的工作辊所允许的最大轧制长度A皿，^2,。
冷轧机组的设备参数包括第一机架和第二机架工作辊直径""，Av2;
第一机架和第二机架中间辊直径""'""^;第一机架和第二机架支撑辊直 径"w，A^第一机架工作辊、中间辊以及支撑辊的辊型分布AZ^，AD^AZ^;
第二机架i作辊、中间辊以及支撑辊的辊型分布^2w'，^^，AD2w;第一机
架和第二机架工作辊的辊身长度^"^2;第一机架和第二机架中间辊的辊 身长度A^'^2;第一机架和第二机架支撑辊的辊身长度4，^2;第一机架
和第二机架工作辊压下螺丝中心距^，L;第一机架和第二机架中间辊压
下螺丝中心距^人2;第一机架和第二机架支撑辊压下螺丝中心距^，^;
第一机架中间辊许用最大窜动量^皿；第二机架中间辊许用最大窜动量 《薩；第一机架工作辊与中间辊的最大弯辊力《+誦》、 ^w丽、&:丽、&:"腿；
第二机架工作辊与中间辊的最大弯辊力Kw、Cax、&+mmax、 &:max。
进一步地，步骤(B)包括
(a) 确定第一机架和第二机架工作辊的原始表面粗糙度的设定值；
(b) 根据确定的工作辊的原始表面粗糙度的设定值确定第一机架和 第二机架的延伸率分配系数；
(C)确定带材在二次冷轧机组的前中后三段张力以及第一机架和第二 机架的轧制压力；
(d)确定第一机架和第二机架的弯辊力以及中间辊窜动量。 在步骤(a)中，第一机架和第二机架工作辊的原始表面粗糙度设定值 的确定采用以下步骤
(al)建立各个机架的延伸率5与延伸率分配系数^之间的函数关系， 艮卩A- 《，e2 =e0*(l_《)；
(a2)根据机组的设备参数及现场轧制参数，找出工作辊表面粗糙度 ^'-。'〃的衰减系数&，并建立轧制过程中各工作辊表面粗糙度^^":与轧制
长度Z''、轧辊表面原始粗糙度^"w之间的关系模型
(a3)根据现场轧制参数，建立各个机架出口处带材的表面粗糙度 与轧辊表面粗糙度^w、来料原始粗糙度^^冲。以及延伸率s等主
要轧制工艺参数之间的关系模型
8(a4)将相关参数值代入相关模型以组成一个方程组，解出第一机架 和第二机架工作辊原始表面粗糙度的设定值A^。飾。
优选将两组参数值带入关系模型，即丄1=0、 4=0、《=《腿、
A= ^A,一以及丄1 =丄iirax 、丄2 =丄2nrnx 、f = 4lin 、^A冲=。
更进一步地，在步骤(b)中，第一机架和第二机架的延伸率分配系
数的确定包括以下步骤
(bl)根据第一机架和第二机架的工作辊原始粗糙度的设定值A"'-。〃o'
构造出当前状态下成品带材的表面粗糙度的计算模型 A"加》=/ (《,A, ^"鄉。，A"w,o );
(b2)将实际工作辊轧制公里数^、轧辊表面原始粗糙度^^/服、成 品带材的表面粗糙度^""—代入模型，求出相应的延伸率分配系数,。
在步骤(c)中，带材在二次冷轧机组的前中后三段张力以及第一机架
和第二机架的轧制压力的确定包括以下步骤
(cl)给定第一机架和第二机架张力的初始设定值Z。-^，；W以及 相应的迭代精度；
(c2)计算出当前张力及延伸率分配系数《下所对应的第二机架的轧
制压力横向分布值& ，以及第二机架的前张力横向分布值;
(C3)计算板形与表面质量综合控制目标函数 尸(工)一 a , (max("2i') — min(cr2U)) , 口 " ) (max(^) — min(g2,))
其中，^为加权系数； (c4)判断Powell条件是否成立，若不成立，改变张力设定值，重复 上述步骤(cl)至步骤(c3)，直至Powell条件成立，结束计算，得出最 佳张力设定值；
(c5)根据延伸率分配系数、总延伸率及计算得出的三段张力设定 值得出相应的轧制压力设定值。
为了保证弯辊对板形有足够的调节范围，优选在步骤(c)的计算进 行之前将弯辊力设在基态，即
9<formula>formula see original document page 10</formula>
2 ，而中间辊窜辊量设定为o。
更进一步地，在步骤(d)中，第一机架和第二机架的弯辊力以及中
间辊窜动量的确定包括以下步骤
(dl)给定第一机架和第二机架的弯辊力与窜辊量的初始设定值
X。—^，^A"^2,《,W以及迭代精度f;
(d2)计算出当前张力及延伸率分配系数《及弯辊与窜辊条件下所对
应的第二机架轧制压力横向分布值&、第二机架前张力横向分布值^。 (d3)计算板形与表面质量综合控制目标函数 尸d" , (max(cr21,) — min(o~21;)) "(max(g^) — min( 2,》
2 —
其中，"2为加权系数； (d4)判断Powell条件是否成立，若不成立，改变弯辊力与窜辊量的 设定值，重复上述步骤(dl)至步骤(d3)，直至Powell条件成立，结束 计算，得出最佳弯辊力与窜辊量的设定值。
本发明生产带材的平整方法原理简明，根据得出的轧制工艺设定值进 行的二次冷轧工艺生产顺利，并且经平整的带材板形与表面质量都很高； 此外，由于在本发明中采用的是鲍威尔(Powell)优化快速算法，计算速 度快，适于在线使用。
通过以下结合附图对本发明较佳实施例的详细描述，可以进一步理解
本发明的目的、特征和优点，其中
图1是采用二次冷轧机组生产工艺的设备布置的示意图2a和2b是二次冷轧机组的中间辊发生窜动情况的示意图，其中，
图2a示出串辊前的状态，图2b示出串辊后的状态；
图3是二次冷轧机组的工作辊与中间辊发生弯辊情况的示意图； 图4是本发明二次冷轧机组生产带材的平整方法的总流程5是图4中步骤(B)的流程图6是图5步骤(a)中第一和第二机架工作辊表面粗糙度的设定计算 流程图7是图5步骤(b)中第一和第二机架延伸率分配系数的设定计算 流程图8是图5步骤(c)中前中后三段张力及第一和第二机架轧制压力的 设定计算流程图9是图5步骤(d)中第一和第二机架弯辊力以及中间辊窜动量的 设定计算流程图10是根据本发明平整方法而得出的第一实施例的关键参数与按照 传统方法所得出的关键参数的对比图11是根据本发明平整方法而得出的第一实施例的实际带材表面粗 糙度精度与按照传统方法所得出的实际带材表面粗糙度精度的对比图12是根据本发明平整方法而得出的第一实施例的带材出口板形横 向分布图13是按照传统方法而得出的第一实施例的带材出口板形横向分布
图14是根据本发明平整方法而得出的第一实施例的轧制压力横向分 布图15是按照传统方法而得出的第一实施例的轧制压力横向分布图； 图16是根据本发明平整方法而得出的第二实施例的关键参数与按照
传统方法所得出的关键参数的对比图17是根据本发明平整方法而得出的第二实施例的实际带材表面粗
糙度精度与按照传统方法所得出的实际带材表面粗糙度精度对比图18是根据本发明平整方法而得出的第二实施例的带材出口板形横 向分布图19是按照传统方法而得出的第二实施例的带材出口板形横向分布
图20是根据本发明平整方法而得出的第二实施例的轧制压力横向分 布图；图21是按照传统方法而得出第二实施例的轧制压力横向分布图。
具体实施例方式
以下通过两个具体实施例来详细说明本发明平整方法的实施过程。 第1实施例
图4是本发明二次冷轧机组生产带材的平整方法的总流程图，该平整
方法具体包括以下步骤
(A) 确定待轧制的带材的轧制工艺参数和冷轧机组的设备参数；
(B) 将步骤(A)中确定的参数输入到控制运算器中，按照建立的计
算模型及控制目标函数得出轧制工艺设定值；
(c)根据得出的轧制工艺设定值进行二次冷轧工艺。
其中步骤(B)的计算流程按照如图5所示的步骤进行
(a) 确定第一机架和第二机架工作辊的原始表面粗糙度的设定值；
(b) 根据确定的工作辊的原始表面粗糙度的设定值确定第一机架和 第二机架的延伸率分配系数；
(c) 确定带材在二次冷轧机组的前中后三段张力以及第一机架和第二 机架的轧制压力；
(d) 确定第一机架和第二机架的弯辊力以及中间辊窜动量。 现以来料0.25X 1000mm，总延伸率为1.0%的高光亮镜面板为例来描
述特定高光亮镜面板在特定机组上的生产方法以及相关效果。
首先，在步骤(a)中，对第一和第二机架工作辊表面粗糙度进行设定， 基本步骤如图6所示
收集待轧制的高光亮镜面板的关键轧制工艺参数，主要包括带材来
料的厚度横向分布值A,'25，a25，a25，^，a25，a25，a25，a25力'25，a巧；来料板
形的横向分布值4 = {0,0,0，0,0'0，0,0,0，0};带材的宽度"訓O麵；延伸率设 定值 =1'0%;机架间延伸率分配系数允许极限值^ax^0'8，fmin=()'2;带
材来料粗糙度^—=()'5，；成品带材要求粗糙度^鄉,⑧^,第一和 第二机架工作辊的轧制长度A"^^"，A-UG^";第一和第二机架工作辊
所允许的最大轧制长度A鹏=150^"，丄2墮=1附；
在步骤al中，建立各个机架延伸率《与延伸率分配系数《之间的函数
12关系，即^=^,《，4二f。，(丄-0;
在步骤a2中，回归出一套在平整轧制过程中反映带材原始粗糙度遗传
关系的模型如下
W ,=(1 —lOO/i —20000^)"2。,'。" '192.￡ ,i a鄉。
^""' 'A —成品板面粗糙度中的来自遗传部分的粗糙度；^""一一平整轧 制前带材的表面粗糙度；力一带材厚度；^一带材强度；s一延伸率；
在步骤a3中，回归出一套在平整轧制过程中反映工作辊表面粗糙度与 带材表面粗糙度复印关系的模型如下
一成品板面粗糙度中的来自轧辊复印部分的粗糙度；
并相应的给出平整轧制过程中带材表面粗糙度模型(模型l):
厄鄉=(1-1舰-2000Q^).,1(rl" .e—119》,&鄉+《120(^)"-3細 ,8.2^).%) *^舰
然后，在步骤a4中，分别将^=0、 ￡2=0、 , = ^^=0'8、 ^^ =A S—^0'08/^以及丄'A隨150^n、丄2=12_=150《附、《=《min=0.2、 ~—=^丰=0'08，两组参数代入上述模型i组成一个方程组，解出第一 和第二机架工作辊原始表面粗糙度的设定值随后，在步骤b中，完成第一和第二机架延伸率分配系数的设定，基 本步骤如图7所示
在步骤bl中，根据第一和第二机架工作辊原始粗糙度的设定值构造 出当前状态下成品板面粗糙度的计算模型-
免鄉=(1-腿-2000Q^V—、严气喊腿W、,辟Q2.e德
U一腿—2000(^)*, -,气喊,拳e-一,则1，.015.《德
在步骤b2中，将实际工作辊轧制公里数1^100^,1^120^、轧辊 表面原始粗糙度^r。则=0.^附'^r。脆=0.015/^ 、光亮板成品表面粗糙度 ^一^'G8/zm代入相关模型，求出相应的延伸率分配系数《=072。
随后，在步骤c中，计算出前中后三段张力及第一和第二机架轧制压 力，基本步骤如图8所示
首先，收集二次冷轧机组的设备参数，主要包括第一和第二机架工作辊直径A^560mm，i^ = 560mm ;第 一 和第二机架中间辊直径 Dml= 560mm,化2 = 560mm ;第 一 和第二机架支撑辊直径 i^=lG0Gmm，A2=l(XK)mm;第一机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布 A^w''=0'ADlm''=0，ADlw=0;第二机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分布 AD2M' =0，AZ52mi' =0，AD2W =0 ;第 一 和第二机架工作辊辊身长度 Zwl 二U20mm人2 = 1220mm ;第 一 和第二机架中间辊辊身长度 =1220画人2 = 1220mm ;第 一 和第二机架支撑辊辊身长度 ^ = 1220m附人2 = 1220mm ;第 一 和第二机架工作辊压下螺丝中心距 d =2200画人2 = 2200mm ;第 一 和第二机架中间辊压下螺丝中心距 ^^2210mm,L^210画；第 一 和第二机架支撑辊压下螺丝中心距 /w=2210mm,/w=2210mm;第一机架中间辊许用最大窜动量《腿=300mm ;
第二机架中间辊J午用最大窜动量《■ = 3 Q Q m W ;第 一 机架工作辊与中间辊 的最大弯辊力S二腿=、《—體《 = 、 S二丽=30f 、 wmax = —30f ;第
二机架工作辊与中间辊的最大弯辊力=3C^ 、 3& 、
SLnaX=30、 薩^=-30,，而中间辊窜辊量设定为O;
在步骤cl中，给定第一和第二机架张力的初始设定值^ = {28，56，28}
以及相应的迭代精度为0.001;
在歩骤c2中，计算出当前张力及延伸率分配系数《=()72下所对应的
第二机架轧制压力横向分布值以及第二机架前张力横向分布值 g2,. = {4567,3241,5672,3245， 7654,2388,3134,4556,1267,4724}
o"2!. = {127,145,130,150,175，388，334,456,167,424}.
在步骤c3中，计算出板形与表面质量综合控制目标函数 = % (i丽(。2")-min(cr21,)) —《) (max(fe)"-minfe,》=2啦
在步骤c4中，判断Powell条件是否成立，若不成立，改变张力设定 值，重复上述步骤cl至步骤c3，直至Powell条件成立，结束计算，得出 最佳张力设定值/ = {9()，1()()，5()};
在步骤c5中，根据延伸率分配系数《=()'72、总延伸率^-^M及三 段张力设定值X = {9Q，1QQ，5G}计算出相应的轧制压力设定值 S =500,尸2 =400最后，在步骤d中，完成第一和第二机架弯辊力以及中间辊窜动量的 设定，基本步骤如图9所示
在步骤dl中，给定第一和第二机架弯辊力与窜辊量的初始设定值
X。 = {20,20,15,15,75,75}以及迭代精度0細;
在步骤d2中，计算出当前张力及延伸率分配系数《=()'72及弯辊力与
窜辊量的初始值为{2()，2()，15，15，75，75}下所对应的第二机架轧制压力横向分
布值和第二机架前张力横向分布值
二 {2534,2245,3631,3542,4614,3387，4136,3557,2257,3725}
二 {229， 247， 231,351， 276,276,256， 301,268,226}.
在步骤d3中，计算出板形与表面质量综合控制目标函数 Fm^ —*^"21') — "1,1')) l(l Q^(腿"2') — min(《2'》二l.S2
^ 丄X
在步骤d4中，判断Powell条件是否成立，若不成立，改变弯辊力与 窜辊量的设定值，重复上述步骤dl至步骤d3，直至Powdl条件成立，结 束计算，得出最佳弯辊力与窜辊量的设定值^ = {85,75,96，89,74,76}。
为了方便比较，如图10所示，分别列出采用本发明所述平整方法而 得出的轧制压力、弯辊力等参数设定值与采用传统方法给出的轧制压力、 弯辊力等参数的设定值。两者的相关实际效果对比如下
一首先，如图11所示，给出了按照本发明所述方法而得出的实际带材 表面粗糙度精度与按照传统方法所得出的实际带材表面粗糙度精度对比 情况。可以看出，采用本发明所述的方法，成品带材表面粗糙度控制精度 达到97.5%，而采用传统方法相关控制精度为88.75%。显然，采用本发明 制成的成品带材表面粗糙度精度有了很大的提高。
进一步地，如图12和图13所示，给出了按照本发明所述方法而得出 的带材出口板形与按照传统方法所得出的带材出口板形对比情况。可以看 出，采用本发明所述的方法，表征板形指标的带材前张力横向分布要比采 用传统方法均匀得多(前者最大值为159、最小值为147，差值仅为12; 而后者最大值为181，最小值为142，差值达到39)，这说明采用本发明 所述方法大大提高了板形质量，前张力不均匀度从39降低到12，下降了 69.2%。
15同时，如图13和图14所示，给出了按照本发明所述方法而得出的带 材出口轧制压力横向分布与按照传统方法所得出的带材出口轧制压力横 向分布情况。可以看出，采用本发明所述的方法，带材出口轧制压力横向
分布要比采用传统方法均匀得多(前者最大值为1860、最小值为1960， 差值仅为100;而后者最大值为2100，最小值为1500，差值达到600)， 这说明采用本发明所述方法大大提高了轧制压力的均匀程度，降低了色差 缺陷发生的概率，轧制压力横向分布不均匀度从600降低到100，下降了 83.33%。
第2实施例
为了更进一步阐述本发明，现再以来料为0.20X 1200mm，总延伸率 为1.2%的高光亮镜面板为例来描述特定高光亮镜面板在特定机组上的生 产方法以及相关效果。
首先同样在步骤a中，对第一和第二机架工作辊表面粗糙度进行设定
收集待轧制的高光亮镜面板的关键轧制工艺参数，主要包括带材来 料的厚度横向分布值《.={0.20,0.20,0.20,0.20,0.20,0.20,0,20,0.20,0.20，0.20}.
来料板形的横向分布值A = {0,0,0,0，0,0,0，0，0，0};带材的宽度^ = 1200mm ;
延伸率设定值&=1'2%;机架间延伸率分配系数允许极限值^^=()'75， 4^=0'25;带材来料粗糙度^^一^G'35;/m;成品带材要求粗糙度
i^一 = 0'075，；第一和第二机架工作辊的轧制长度A =60《m，X2 = 80《m ;
第 一 和第二机架工作辊所允许的最大轧制长度 i^ax=120&,Z2fflax =120^2;
随后，在步骤a4中，分别将1,0、 4=0、《=《max=0'75、 A"鲫=^鄉! = 0.075//m以及A = A皿x = 120K附、丄2 =丄2_ = 120《m 、 《=4in=0,25、 ^鄉=肋一=0.075/^两组参数代入模型i组成一个方程
组，解出第 一 和第二机架工作辊原始表面粗糙度的设定值 Wara〃oi = 0.18//m,i flr。,/02 = 0.012//m 。
在步骤b2中，将实际工作辊轧制公里数^=6()《^^2=8()《 、轧辊 表面原始粗糙度^w"(n ^0.18//w,i^。歸=0.012//m、光亮板成品表面粗糙 度A 一 =0'07^m代入相关模型，求出相应的延伸率分配系数《=(X76 。随后，在步骤C中，计算出前中后三段张力及第一和第二机架轧制压 力。首先收集二次冷轧机组的设备参数，主要包括主要包括第一和第 二机架工作辊直径",520皿，Av2 = 520附附；第一和第二机架中间辊直径 "''^SZOmrn'R^SaOmm ;第 一 和第二机架支撑辊直径 Z)M=1100m^A2 = 110Gmm;第一机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分 布AD^;0，A"^'^aA"^^();第二机架工作辊、中间辊以及支撑辊辊型分 布AZ)2w;' =0，AD2ffl'' =G，AZ)2W =0 ;第 一 和第二机架工作辊辊身长度 Zwl =1420附肌，^2 = 1420mm ;第 一 和第二机架中间辊辊身长度 Zml "420附m，i^ = 1420mm ;第 一 和第二机架支撑辊辊身长度 & =1420mm，ZM = 1420mm ;第 一 和第二机架工作辊压下螺丝中心距 /wl = MOOmm," = M00mm ;第 一 和第二机架中间辊压下螺丝中心距 /wl = 2410mm，L = 2410mm ;第 一 和第二机架支撑辊压下螺丝中心距 =2410mm,/M = 2410mm;第一机架中间辊许用最大窜动量《應=250附附；
第二机架中间辊许用最大窜动量《皿=25(^^;第一机架工作辊与中间辊 的最大弯辊力《丽=德、^飄=—德、(應=德、^謹=— ;第二 机架工作辊与中间辊的最大弯辊力^+謂"=40 、《誦议=—40、 &+薩狄=40、 mmax=-4&，而中间辊窜辊量设定为o;
在步骤cl中，给定第一和第二机架张力的初始设定值^。 = {32，64，32}
以及相应的迭代精度为0.001;
在步骤c2中，计算出当前张力及延伸率分配系数f = ()/76下所对应的
2#机架轧制压力横向分布值和第二机架前张力横向分布值
% = {2565,2245，3652，3349,2349,5432，2314,4356,2346,3315}
cr2!. = {221,242,231,351,272,282,233,357,262,321}.
步骤c3中，计算出板形与表面质量综合控制目标函数 _ q , (max(cr21,) —min(>21》),^巧"(max(《2!.) — min(&.》=1 56
w S ( ai = 0.6 ).
在步骤c4中，判断Powell条件是否成立，若不成立，改变张力设定 值，重复上述步骤cl至步骤c3，直至Powell条件成立，结束计算，得出 最佳张力设定值^ = {85,110,90};
在步骤c5中，根据延伸率分配系数《=()'76、总延伸率 =1'2%及三
17段张力设定值Z = {85，11()，9W计算出相应的轧制压力设定值
^ = 620,尸2 =450
最后，在步骤d中，完成第一和第二机架弯辊力以及中间辊窜动量的
设定。首先在步骤dl中，给定第一和第二机架弯辊力与窜辊量的初始设 定值A = {25，25，65，65，75，75}以及迭代精度0.001;
在步骤d2中，计算出当前张力及延伸率分配系数《=()'72及弯辊力与
窜辊量的初始值为^ = {25，25，65，65，75，75}下所对应的第二机架轧制压力
横向分布值和第二机架前张力横向分布值
& = {2547,2342,3754,3231,3678,4652,3218,4321,3241,4213}
cr2,. = {213,223,242,322,266,286，196,321,279,321}.
在步骤d3中，计算出板形与表面质量综合控制目标函数 Fm = " (max(a21,.) -min(cr21》) "(max(《2;) - min(《2,.》=丄 、"2 r2 、J 丄f —
在步骤d4中，判断Powell条件是否成立，若不成立，改变弯辊力与 窜辊量的设定值，重复上述步骤dl至步骤d3，直至Powell条件成立，结 束计算，得出最佳弯辊力与窜辊量的设定值^^75，65，82，76，122，1311
为了方便比较，如图16所示分别列出采用本发明所述平整方法而得 出的轧制压力、弯辊力等参数设定值与采用传统方法给出的轧制压力、弯 辊力等参数的设定值。两者的相关实际效果对比如下
如图17所示，采用本发明所述的方法，成品带材表面粗糙度控制精 度达到94.6%，而采用传统方法相关控制精度为84%。显然，采用本发明 的方法后，成品带材表面粗糙度有了很大的提高。
图18和图19示出了按照本发明所述方法而得出的带材出口板形与按 照传统方法所得出的带材出口板形对比情况。可以看出，采用本发明所述 方法，表征板形指标的带材前张力横向分布要比采用传统方法均匀得多 (前者最大值为156、最小值为144，差值仅为12;而后者最大值为182， 最小值为130，差值达到52)，这说明采用本发明所述方法大大提高了板 形质量，前张力不均匀度从52降低到12，下降了76.9%。
图20和图21示出了按照本发明所述方法而得出的带材出口轧制压力 横向分布与按照传统方法所得出的带材出口轧制压力横向分布情况。可以看出，采用本发明所述方法，带材出口轧制压力横向分布要比采用传统方
法均匀得多(前者最大值为1910、最小值为1610，差值仅为300;而后者 最大值为1980，最小值为1420，差值达到560)，这说明采用本发明所述 方法大大提高了轧制压力的均匀程度，降低了色差缺陷发生的概率，轧制 压力横向分布不均匀度从560降低到300，下降了 46.4%。
本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本 实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和 改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施例的描述是例示性的而 不是限制性的。
权利要求
1、一种二次冷轧机组生产带材的平整方法，所述机组包括第一机架和第二机架，每个机架包括工作辊、中间辊和支撑辊，其特征在于，包括以下步骤(A)确定待轧制的带材的轧制工艺参数和冷轧机组的设备参数；(B)将步骤(A)中确定的参数输入到控制运算器中，按照建立的计算模型及控制目标函数得出轧制工艺设定值；(C)根据得出的轧制工艺设定值进行二次冷轧工艺。
2、 根据权利要求1所述的带材的平整方法，其特征在于，所述步骤 (B)包括(a) 确定第一机架和第二机架工作辊的原始表面粗糙度的设定值；(b) 根据确定的工作辊的原始表面粗糙度的设定值确定第一机架和 第二机架的延伸率分配系数；(C)确定带材在二次冷轧机组的前中后三段张力以及第一机架和第二 机架的轧制压力；(d)确定第一机架和第二机架的弯辊力以及中间辊窜动量。
3、 根据权利要求1所述的带材的平整方法，其特征在于，所述步骤 (A)中的待轧制的带材的轧制工艺参数包括带材来料的厚度横向分布值A;来料板形的横向分布值A.;带材的宽度^;延伸率设定值^;机架 间延伸率分配系数允许极限值lx，《柚；带材来料粗糙度^"—;成品带材要求粗糙度^一、第一机架和第二机架工作辊的轧制长度；^;第一机架和第二机架的工作辊所允许的最大轧制长度^max，Amax。
4、 根据权利要求1所述的带材的平整方法，其特征在于，所述步骤(A)中的冷轧机组的设备参数包括第一机架和第二机架工作辊直径 A"A^;第一机架和第二机架中间辊直径"W，"m2;第一机架和第二机架支撑辊直径"61，^>2;第一机架工作辊、中间辊以及支撑辊的辊型分布^lw''，AM ，^^ ;第二机架工作辊、中间辊以及支撑辊的辊型分布AAw'，AA ，AD2w;第一机架和第二机架工作辊的辊身长度4"化2;第一机架和第二机架中间辊的辊身长度41，42 ;第一机架和第二机架支撑辊的辊 身长度A"A"第一机架和第二机架工作辊压下螺丝中心距U^;第一机架和第二机架中间辊压下螺丝中心距L，L;第一机架和第二机架支撑辊压下螺丝中心距^，^;第一机架中间辊许用最大窜动量《皿；第二机架中 间辊许用最大窜动量《皿；第一机架工作辊与中间辊的最大弯辊力《:皿、4圃ax 、 S+國ax 、 ;第二机架工作辊与中间辊的最大弯辊力Gw腿、醒x 、U2mn]ax 、 "2爪max n
5、根据权利要求1-4中任一权利要求所述的带材的平整方法，其特征 在于，步骤(a)中第一机架和第二机架工作辊的原始表面粗糙度设定值 的确定采用以下步骤(al)建立各个机架的延伸率5与延伸率分配系数^之间的函数关系，(a2)根据机组的设备参数及现场轧制参数，找出工作辊表面粗糙度 ^'-。〃,'的衰减系数& ，并建立轧制过程中各工作辊表面粗糙度W^〃!'与轧制 长度A、轧辊表面原始粗糙度^^。，之间的关系模型气,"=气脂 e—；(a3)根据现场轧制参数，建立各个机架出口处带材的表面粗糙度 ^鄉与轧辊表面粗糙度^r。"、来料原始粗糙度^"一以及延伸率s等主要轧制工艺参数之间的关系模型(a4)将相关参数值代入相关模型以组成一个方程组，解出第一机架 和第二机架工作辊原始表面粗糙度的设定值^^。，。
6、根据权利要求5所述的带材的平整方法，其特征在于，步骤(a4) 中代入关系模型的参数值为两组，即丄1=()、丄2=0、^鲫二^鄉'以及A =丄i服x 、丄2 =丄2max 、^ =《min 、^aw":p = ^aw";pl 。
7、根据权利要求1-4中任一权利要求所述的带材的平整方法，其特征 在于，步骤(b)中的第一机架和第二机架的延伸率分配系数的确定包括 以下步骤(bl)根据第一机架和第二机架的工作辊原始粗糙度的设定值W^。自构造出当前状态下成品带材的表面粗糙度的计算模型 ^"鄉=/ (", ,气"o );(b2)将实际工作辊轧制公里数^、轧辊表面原始粗糙度^"w、成 品带材的表面粗糙度^^—代入模型，求出相应的延伸率分配系数l
8、根据权利要求1-4中任一权利要求所述的带材的平整方法，其特征 在于，步骤(c)中的带材在二次冷轧机组的前中后三段张力以及第一机 架和第二机架的轧制压力的确定包括以下步骤(cl)给定第一机架和第二机架张力的初始设定值Z。^4^^以及相应的迭代精度；(c2)计算出当前张力及延伸率分配系数《下所对应的第二机架的轧 制压力横向分布值&'，以及第二机架的前张力横向分布值。2'';(c3)计算板形与表面质量综合控制目标函数 WY、" , (max(cr21,) — min(cr21,》 (max(fe) — min(^》其中，^为加权系数； (c4)判断Powell条件是否成立，若不成立，改变张力设定值，重复 上述步骤(cl)至步骤(c3)，直至Powell条件成立，结束计算，得出最 佳张力设定值；(c5)根据延伸率分配系数、总延伸率及计算得出的三段张力设定 值得出相应的轧制压力设定值。
9、根据权利要求8所述的带材的平整方法，其特征在于，在步骤(c ) 中将弯辊力设在基态，即<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 5</formula>而中间辊窜辊量设定为0,
10、根据权利要求1-4中任一权利要求所述的带材的平整方法，其特征在于，步骤(d)中第一机架和第二机架的弯辊力以及中间辊窜动量的确定包括以下步骤(dl)给定第一机架和第二机架的弯辊力与窜辊量的初始设定值 z。MLAd人2,《,W以及迭代精度、(d2)计算出当前张力及延伸率分配系数《及弯辊与窜辊条件下所对应的第二机架轧制压力横向分布值&、第二机架前张力横向分布值^'';(d3)计算板形与表面质量综合控制目标函数<formula>formula see original document page 5</formula>其中，"2为加权系数； (d4)判断Powell条件是否成立，若不成立，改变弯辊力与窜辊量的 设定值，重复上述步骤(dl)至步骤(d3)，直至Powell条件成立，结束 计算，得出最佳弯辊力与窜辊设定值。
全文摘要
本发明提供了一种二次冷轧机组生产带材的平整方法，该方法通过合理设定第一和第二机架工作辊表面粗糙度以及延伸率的分配系数来控制带材的表面粗糙度，并以成品带材前张力与轧制压力横向分布都均匀作为目标合理设定弯辊力、窜辊量、机架前中后三段张力来控制成品板形及其它可能产生的表面缺陷，形成了一套有效改进的二次冷轧机组高光亮镜面板平整技术。本发明原理清晰明了，根据得出的轧制工艺设定值进行的二次冷轧工艺生产顺利，经平整的带材板形与表面质量都很高，并且计算速度快，适于在线使用。
文档编号B21B37/30GK101513647SQ20081003380
公开日2009年8月26日 申请日期2008年2月22日 优先权日2008年2月22日
发明者史祖良, 吴首民, 居天成, 良 李, 李秀军, 晶 蔡, 坚 虞, 贾复生, 杰 陈 申请人:宝山钢铁股份有限公司