专利名称：冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法
技术领域：
本发明涉及平整冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法。
背景技术：
冷轧薄带钢表面粗糙度不符是冷轧产品的常见缺陷之一，钢板表面粗糙度不符会严重影响用户冲压、喷漆和涂装，造成部件报废；生产厂家发生产品粗糙度不符情况，往往是批量的，会造成产品改判和返工。
目前平整冷轧薄带钢表面粗糙度的控制主要靠平整机的工作辊粗糙度的选择来保证，参见图1，而实际平整冷轧薄带钢表面粗糙度不仅仅与平整工作辊的粗糙度相关，而且与平整延伸率、平整轧制压力、平整轧制吨位数等因素都有关，而且这些因素变化较大，经常造成钢板表面粗糙度无法满足具体要求。
日本专利58-103905[JP 58103905 A]专利的控制方法是通过钢板粗糙度测量仪的实测值与钢板粗糙度控制目标的差异值，来调整轧制力和后张力，进而控制钢板粗糙度。但该控制方法没有实现全长预测，且需配置粗糙度测量仪，测量仪器成本高，该控制方法只适用于五机架连轧机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法，该在线预测和控制方法通过构建粗糙度复制比控制模型，在线预测带钢粗糙度，如果带钢粗糙度不满足要求可及时采取措施，防止产生批量的粗糙度不符问题。
本发明是这样实现的一种冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法，包括 (1)输入平整机各轧辊的粗糙度数据，并计算出轧辊平均粗糙度R0； (2)在线收集带钢长度Ldi，以及对应带钢不同长度间距d时的平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi； (3)判断平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi是否在设定范围内，若超范围则列入异常情况，并直接输出；没超范围则进入下一步； (4)计算粗糙度复制比，粗糙度复制比是指平整机组出口带钢的粗糙度与平整机工作辊粗糙度的比值，粗糙度复制比与平整轧制力、平整延伸率有关，其数学表达式为 粗糙度复制比＝0.784+0.000038平整轧制力-0.330平整延伸率(1)按式(1)计算粗糙度复制比yi，即 yi＝f(x)＝0.784+0.000038×Pdi-0.330×Ydi； (5)计算带钢每个长度位置的粗糙度估计值Ra＝yi×R0； (6)计算带钢每个长度位置的粗糙度预测区间PI＝(yi±2×S)×R0，即粗糙度预测上限PI(上)＝(yi+2×S)×R0， 粗糙度预测下限PI(下)＝(yi-2×S)×R0， 其中S为一定值，取S＝0.0582304； (7)将带钢粗糙度目标值与粗糙度预测区间进行比较，如果带钢粗糙度目标值不在预测区间内即在线适当调整轧制力和平整延伸率，使带钢粗糙度目标值在预测区间内。
本发明的带钢表面粗糙度在线预测和控制方法通过构建粗糙度复制比控制模型，收集带钢长度方向的过程参数，如轧制力和延伸率，根据模型预测粗糙度的估计值和预测区间，如果带钢粗糙度目标值不在预测区间内即在线适当调整轧制力和平整延伸率，防止产生批量的粗糙度不符问题，从而达到表面粗糙度在线控制目的。本发明不需要配置价格昂贵的粗糙度测量仪，其成本降低，且可实现带钢的全长预测，适用于带钢平整机组。
图1为带钢平整机组轧制带钢示意图； 图2为本发明冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法流程图； 图3为实施例的带钢粗糙度估计值和预测区间输出示意图一； 图4为实施例的带钢粗糙度估计值和预测区间输出示意图二。
图1中1、2工作辊，3带钢。
图2及本申请文件中的数学符号说明如下 R1-上轧辊操作(WS)侧粗糙度； R2-上轧辊中间粗糙度； R3-上轧辊传动(DS)侧粗糙度； R4-上轧辊操作(WS)侧粗糙度； R5-上轧辊中间粗糙度； R6-上轧辊传动(DS)侧粗糙度； R0-轧辊平均粗糙度； d-带钢长度间距； Pdi-带钢长度间距di处的平均轧制力； Ydi-带钢长度间距di处的平均延伸率； yi-粗糙度复制比；Ldi-长度间距di的带钢长度； Ldi的粗糙度Ra-长度Ldi的粗糙度估计值； Ldi的粗糙度Ra的PI-长度Ldi的粗糙度估计值的预测区间。
具体实施例方式 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图2，一种冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法，包括 (1)输入平整机各轧辊的粗糙度数据，并计算出轧辊平均粗糙度R0； (2)在线收集带钢长度Ldi，以及对应带钢不同长度间距d时的平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi； (3)判断平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi是否在设定范围内，设定范围为轧制力为4500KN-5500KN，延伸率为0.5-1.2％，若超范围则列入异常情况，并直接输出；没超范围则进入下一步； (4)计算粗糙度复制比，粗糙度复制比是指平整机组出口带钢的粗糙度与平整机工作辊粗糙度的比值，粗糙度复制比与平整轧制力、平整延伸率有关，其数学表达式为 粗糙度复制比＝0.784+0.000038平整轧制力-0.330平整延伸率(1)按式(1)计算粗糙度复制比yi，即 yi＝f(x)＝0.784+0.000038×Pdi-0.330×Ydi； (5)计算带钢每个长度位置的粗糙度估计值Ra＝yi×R0； (6)计算带钢每个长度位置的粗糙度预测区间PI＝(yi±2×S)×R0，即粗糙度预测上限PI(上)＝(yi+2×S)×R0， 粗糙度预测下限PI(下)＝(yi-2×S)×R0， 其中S为回归残差，其为一定值，取S＝0.0582304。
(7)将带钢粗糙度目标值与粗糙度预测区间进行比较，如果带钢粗糙度目标值不在预测区间内即在线适当调整轧制力和平整延伸率，使带钢粗糙度目标值在预测区间内。
实施例 (1)已知平整机轧辊的粗糙度求出轧辊平均粗糙度 R1-上轧辊操作侧粗糙度为1.59； R2-上轧辊中间粗糙度为1.60； R3-上轧辊传动侧粗糙度为1.59； R4-上轧辊操作侧粗糙度为1.59； R5-上轧辊中间粗糙度为1.60； R6-上轧辊传动侧粗糙度为1.59；则可以求出 R0-轧辊平均粗糙度＝(1.59+1.60+1.59+1.59+1.60+1.59)/6＝1.60； (2)通过平整过程机收集1-100米带钢长度Ldi的平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi，长度间距d＝1米，参见表1中C1、C2和C3列； (3)判断平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi是否在设定范围内，其设定范围为平均轧制力为4500KN-5500KN，平均延伸率为0.5-1.2％，平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi均没超范围，则进入下一步； (4)通过粗糙度复制比模型计算式，即式(1)计算粗糙度复制比yi， yi＝0.784+0.000038×Pdi-0.33×Ydi，参见表1中C4列； (5)计算带钢每个长度位置的粗糙度估计值Ra＝yi×R0，参见表1中C7列； (6)计算带钢每个长度位置的粗糙度预测值PI(下)＝(yi-2×S)×R0、PI(上)＝(yi+2×S)×R0，其中S为回归残差，取S＝0.0582304，参见表1中的C6和C8； (7)以带钢长度Ldi为横坐标，粗糙度预测值PI(下)、PI(上)和粗糙度估计值Ra为纵坐标，将表1的相关数据绘制成图，输出为图3、图4。
(8)将带钢粗糙度目标值与粗糙度预测区间进行比较，如果带钢粗糙度目标值不在预测区间内即在线适当调整轧制力和平整延伸率，使带钢粗糙度目标值在预测区间内。
表1 计算过程数据表
权利要求
1、一种冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法，其特征是包括
(1)输入平整机各轧辊的粗糙度数据，并计算出轧辊平均粗糙度R0；
(2)在线收集带钢长度Ldi，以及对应带钢不同长度间距d时的平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi；
(3)判断平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi是否在设定范围内，若超范围则列入异常情况，并直接输出；没超范围则进入下一步；
(4)计算粗糙度复制比yi，粗糙度复制比是指平整机组出口带钢的粗糙度与平整机工作辊粗糙度的比值，粗糙度复制比与平整轧制力、平整延伸率有关，其数学表达式为
粗糙度复制比＝0.784+0.000038平整轧制力-0.330平整延伸率(1)按式(1)计算粗糙度复制比yi，即
yi＝f(x)＝0.784+0.000038×Pdi-0.330×Ydi；
(5)计算带钢每个长度位置的粗糙度估计值Ra＝yi×R0；
(6)计算带钢每个长度位置的粗糙度预测区间PI＝(yi±2×S)×R0，即粗糙度预测上限PI(上)＝(yi+2×S)×R0，
粗糙度预测下限PI(下)＝(yi-2×S)×R0，
其中S为一定值；
(7)将带钢粗糙度目标值与粗糙度预测区间进行比较，如果带钢粗糙度目标值不在预测区间内即在线适当调整轧制力和平整延伸率，使带钢粗糙度目标值在预测区间内。
2.根据权利要求1所述的冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法，其特征是取S＝0.0582304。
全文摘要
本发明公开了一种冷轧薄带钢表面粗糙度在线预测和控制方法，其包括输入平整机各轧辊的粗糙度数据，并计算出轧辊平均粗糙度R0；在线收集带钢长度Ldi及对应带钢不同长度间距d时的平均轧制力Pdi和平均延伸率Ydi；计算粗糙度复制比yi，粗糙度复制比是指平整机组出口带钢的粗糙度与平整机工作辊粗糙度的比值，其数学表达式为粗糙度复制比＝0.784+0.000038平整轧制力-0.330平整延伸率；计算带钢每个长度位置的粗糙度估计值Ra＝yi×R0；计算带钢每个长度位置的粗糙度预测区间PI＝(yi±2×S)×R0，S为一定值；比较带钢粗糙度目标值与粗糙度预测区间，如果带钢粗糙度目标值不在预测区间内即在线适当调整轧制力和平整延伸率。
文档编号B21B37/00GK101537431SQ20081003494
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月21日 优先权日2008年3月21日
发明者刘俊祥, 林秀贞 申请人:宝山钢铁股份有限公司