一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法
【专利摘要】本发明公开了一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法，将L台轧机组成的连轧系统进行分阶段，不同的阶段的轧制目标不同，其中前L-2台轧机作为变形机架，最后两台轧机作为精整机架。为提高轧制过程的轧制状态、设备寿命以及使用率等，对于前L-2台轧机建立负载均衡优化模型；为提高钢管的尺寸精度，对于最两个机架建立壁厚优精度优化模型；对于前L-2台轧机，以连轧过程总负载均衡最小，运用基于粒子群优化算法，最后两机架以壁厚精度最高为目标，运用迭代算法，进行轧制规程优化设计，实现各机架的延伸率以及轧制速度的优化。
【专利说明】一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法
【技术领域】
[0001]本发明技术属于无缝钢管连轧过程的优化【技术领域】，涉及一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法。
【背景技术】
[0002]无缝钢管是国民经济建设的重要原材料之一，被广泛应用于石油、电力、化工、煤炭、机械、军工、航空航天等行业，世界各国特别是工业发达国家都十分重视无缝钢管的生产。1993年，我国无缝钢管生产量达到284万吨，超过俄罗斯成为世界无缝钢管第一大生产国，并一直保持至今。但是，在轧钢过程的质量控制与国际先进钢管制造水平比仍存有差距，亟待改善。在我国轧钢行业中，自动化和计算机控制系统主要还是靠引进。针对新产品轧制需求的关键轧制制度的优化方法的不足，特别是以负荷、壁厚为目标的优化方法等，已成为制约我国轧钢产业发展的关键问题。
[0003]在钢管连轧过程中辊缝(压下量)和轧制速度是影响荒管质量、轧制状态以及设备的运行状态的关键参数。如果辊缝设计不合理，会造成轧机无法咬入钢管和壁厚精度不能满足要求等缺陷；若辊缝和轧制速度不合理，造成钢管扎折、裂缝等缺陷。
[0004]针对于这种问题，轧钢现场通常通过人工通过多次试轧调整压下制度和速度制度，但这种方法很依赖于人工经验，容易造成耗材多，对设备的运行状态和轧制状态缺乏充分的考虑。因此，在如何保证外径、壁厚为目标的前提下，研究以负荷均衡分配为目标，实现对轧制规程进行优化设定。不仅能适用于新产品的开发，而且可以提高尺寸精度和内外表面质量，轧制设备寿命等。这有助于改变目前钢管企业在新产品开发中的瓶颈问题，提高企业的创新能力和核心竞争力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种以负载均衡分配、壁厚精度最高为目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法。采用该方法，确保稳顺生产的前提下，对于l-(L-2)机机架以负荷均衡为目标，后两个机架以期望的壁厚为目标，以各机架能力、平衡和可塑性条件为约束，能充分利用轧机能力，提高轧制状态，使轧制过程顺利，变形过程更加合理。
[0006]一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法，对具有L台机架的连轧机中的第I台机架到第L-2台机架建立机架负载均衡分配模型，对最后两台机架建立机架壁厚精度模型；对前L-2台机架，以机架负载均衡最小为目标，以前L-2台机架的延伸率和L台机架中任意机架的轧制速度作为粒子，采用粒子群优化算法，适应度函数为F，获得前L-2台机架中每台机架的延伸率与轧制速度；对最后两台机架，以机架壁厚精度达到设定值为目标，采用迭代方法，获得最后两台机架中每台机架的延伸率，完成无缝钢管连轧过程轧制规程优化；
[0007]所述机架负载均衡模型对应的目标函数S，
【权利要求】
1.一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法，其特征在于，对具有L台机架的连轧机中的第I台机架到第L-2台机架建立机架负载均衡分配模型，对最后两台机架建立机架壁厚精度模型；对前L-2台机架，以机架负载均衡最小为目标，以前L-2台机架的延伸率和L台机架中任意机架的轧制速度作为粒子，采用粒子群优化算法，适应度函数为F，获得前L-2台机架中每台机架的延伸率与轧制速度；对最后两台机架，以机架壁厚精度达到设定值为目标，采用迭代方法，获得最后两台机架中每台机架的延伸率，完成无缝钢管连轧过程轧制规程优化； 所述机架负载均衡模型对应的目标函数S，
2.根据权利要求1所述的多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法，其特征在于，所述Tri为第i台机架的转矩计算公式如下:
3.根据权利要求2所述的多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法，其特征在于，所述第i台机架的壁厚1=; ,其中,rn为第i台机架的出口内半径，为第i台机架的出口外半径。
【文档编号】B21B37/78GK103752625SQ201410024208
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】吴敏, 陈鑫, 曹卫华, 肖成, 朱明杰 申请人:中南大学