一种双平整机组以粗糙度控制为目标的工艺参数优化方法与流程

本发明涉及工艺参数优化领域，尤其是一种双机架平整机组平整轧制过程中以粗糙度控制为目标的平整工艺参数优化方法。
背景技术：
双机架平整机组平整轧制中带钢表面粗糙度主要是由来料带钢表面的遗传粗糙度与平整轧制时工作辊表面的压印粗糙度相加构成的，遗传与压印能力的大小主要受到来料因素(包括带钢规格、带钢强度等)、平整工艺参数(包括轧制压力、张力、延伸率等)、轧辊工艺参数(包括轧辊的辊面属性、轧辊原始表面粗糙度、轧辊原始辊型、轧辊换辊后轧制公里数、轧辊表面硬度等)以及配辊制度等的影响。但纵观国内外相关文献[1-5]，很少有对双机架平整机组平整轧制过程中以粗糙度控制为目标对平整工艺参数进行深入研究，这样，双机架平整机组平整轧制过程中以粗糙度控制为目标的平整工艺参数优化的研究就显得很有必要。技术实现要素：本发明目的是以成品带钢表面粗糙度的实际值与目标值差距最小为目标优化平整工艺参数而提供的一种双平整机组以粗糙度控制为目标的工艺参数优化方法。为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述方法包括以下步骤：步骤a，收集双机架平整机组的设备与工艺参数；步骤b，初始化延伸率分配系数ψ0及设定步长δψ；步骤c，令k1＝0；步骤d，令ψ＝ψ0+k1δψ；步骤e，初始化平均前张力t21，0及设定步长δt21；步骤f，令k2＝0；步骤g，令t21＝t21,0+k2δt21；步骤h，初始化平均中张力t20，0及设定步长δt20；步骤i，令k3＝0；步骤j，令t20＝t20,0+k3δt20；步骤k，初始化平均后张力t10，0及设定步长δt10；步骤l，令k4＝0；步骤m，令t10＝t10,0+k4δt10；步骤n，计算1#，2#机架轧制压力p1、p2：其中：式中：p1、p2—1#，2#机架的轧制压力，kn；a0—平整钢种影响系数，-10.0≤a0≤10.0；a1—工况影响系数，-6.0≤a1≤6.0；k3—变形抗力影响系数；σs—带材屈服强度，mpa；a—应变速率系数；k1,k2—前、后张力加权系数，k1＝k2＝0.5；步骤o，判断不等式α1p1*＜p1＜α2p1*是否成立；其中α1、α2为1#机架轧制压力设定系数，且0＜α1＜1、α2＞1；如果成立，转入步骤p；否则转入步骤s；步骤p，判断不等式α3p2*＜p2＜α4p2*是否成立；其中α3、α4为2#机架轧制压力设定系数，且0＜α3＜1、α4＞1；如果成立，转入步骤q，否则转入步骤s；步骤q，计算平整工艺优化模型：式中：λ1—加权系数；步骤r，判断不等式f＜f0是否成立；其中，如果不等式成立，转入步骤s；否则令ψy＝ψ，t21y＝t21，t20y＝t20，t10y＝t10，转入步骤(s)；步骤s，判断不等式k4＜(t10max-t10,0)/δt10是否成立；如果成立，转入步骤m；否则转入步骤t；步骤t，判断不等式k3＜(t20max-t20,0)/δt20是否成立；如果成立，转入步骤j，否则转入步骤u；步骤u，判断不等式k2＜(t21max-t21,0)/δt21是否成立；如果成立，转入步骤g；否则转入步骤v；步骤v，判断不等式k1＜(ψmax-ψ0)/δψ是否成立；如果成立，转入步骤d；否则转入步骤w；步骤w，输出最佳延伸率分配系数ψy，最佳平均前张力t21y，最佳平均中张力t20y，最佳平均后张力t10y，完成双机架平整机组平整轧制过程以粗糙度控制为目标的平整工艺参数优化。进一步的，步骤a中，收集双机架平整机组的设备与工艺参数包括以下步骤：a1，收集双机架平整机组的轧辊工艺参数，包括：1#，2#机架的工作辊直径d1、d2；a2，收集双机架平整机组相关轧制工艺参数，包括：带材的屈服强度σs、1#，2#机架的带材宽度b1b1、1#，2#机架的来料的厚度h01h02、总延伸率ε、1#，2#机架的轧制速度v1v2、1#，2#机架的轧制压力设定值p1*p2*、1#，2#机架的摩擦系数μ1μ2、目标粗糙度ras、目标粗糙度上限rasa,max；a3，收集双机架平整机组的工艺特征参数，包括：许用最大延伸率分配系数ψmax，许用最大平均前张力t21max，许用最大平均中张力t20max，许用最大平均后张力t10max。与现有技术相比，本发明方法具有如下优点：通过优化1#及2#机架的轧制压力、前后张力及延伸率分配系数，建立一种适合于双机架平整机组平整轧制过程以粗糙度控制为目标的平整工艺参数优化方法，提高平整轧制过程中的粗糙度控制精度。附图说明图1是本发明方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步说明：实施例1(a)收集双机架平整机组的主要设备与工艺参数，主要包括以下步骤：a1)收集双机架平整机组的轧辊工艺参数，主要包括：1#，2#机架的工作辊直径d1＝340mm、d2＝356mm；a2)收集双机架平整机组相关轧制工艺参数，主要包括：带材的屈服强度σs＝500mpa、1#，2#机架的带材宽度b1＝908mmb2＝914mm、1#，2#机架的来料厚度h01＝0.267mmh02＝0.243mm、总延伸率ε＝1.5％、1#，2#机架的轧制速度v1＝400m/minv2＝380m/min、1#，2#机架的轧制压力设定值p1*＝3850knp2*＝3500kn、1#，2#机架的摩擦系数μ1＝0.3μ2＝0.4、目标粗糙度ras＝0.3μm、目标粗糙度上限rasa,max＝0.5μm；a3)收集双机架平整机组的工艺特征参数，主要包括：许用最大延伸率分配系数ψmax＝0.8，许用最大平均前张力t21max＝400mpa，许用最大平均中张力t20max＝300mpa，许用最大平均后张力t10max＝200mpa；(b)初始化延伸率分配系数ψ0＝0.5及设定步长δψ＝0.05；(c)令k1＝0；(d)令ψ＝ψ0+k1δψ＝0.5+0＝0.5；(e)初始化平均前张力t21，0＝180mpa及设定步长δt21＝5mpa；(f)令k2＝0；(g)令t21＝t21,0+k2δt21＝180+0＝180mpa；(h)初始化平均中张力t20，0＝130mpa及设定步长δt20＝5mpa；(i)令k3＝0；(j)令t20＝t20,0+k3δt20＝130+0＝130mpa；(k)初始化平均后张力t10，0＝80mpa及设定步长δt10＝5mpa；(l)令k4＝0；(m)令t10＝t10,0+k4δt10＝80+0＝80mpa；(n)计算1#，2#机架轧制压力p1、p2：其中：取a0＝3、a1＝1.8、k3＝0.7、a＝0.5。计算得：1#，2#机架轧制压力p1＝4899.574kn、p2＝4385.926kn。(o)判断不等式α1p1*＜p1＜α2p1*是否成立？取α1＝0.7、α2＝1.3，不等式成立，转入步骤(p)；(p)判断不等式α3p2*＜p2＜α4p2*是否成立？取α3＝0.7、α4＝1.3，不等式成立，转入步骤(q)；(q)计算平整工艺优化模型：取λ1＝0.7，计算得f＝0.303。(r)判断不等式f＜f0是否成立？其中不等式成立，转入步骤(s)；(s)判断不等式k4＜(t10max-t10,0)/δt10是否成立？不等式成立，转入步骤(m)；此时进入循环过程，直到判断(s)步骤中不等式不成立，转入步骤(t)；直到判断(t)步骤中不等式不成立，转入步骤(u)；直到判断(u)步骤中不等式不成立，转入步骤(v)；直到判断(v)步骤中不等式不成立，转入步骤(w)；(w)输出最佳延伸率分配系数ψy＝0.675，最佳平均前张力t21y＝265mpa，最佳平均中张力t20y＝205mpa，最佳平均后张力t10y＝120mpa，完成双机架平整机组平整轧制过程以粗糙度控制为目标的平整工艺参数优化。表1优化效果对比表a实施例2(a)收集双机架平整机组的主要设备与工艺参数，主要包括以下步骤：a1)收集双机架平整机组的轧辊工艺参数，主要包括：1#，2#机架的工作辊直径d1＝350mm、d2＝360mm；a2)收集双机架平整机组相关轧制工艺参数，主要包括：带材的屈服强度σs＝500mpa、1#，2#机架的带材宽度b1＝902mmb2＝911mm、1#，2#机架的来料厚度h01＝0.240mmh02＝0.231mm、总延伸率ε＝1.5％、1#，2#机架的轧制速度v1＝400m/minv2＝380m/min、1#，2#机架的轧制压力设定值p1*＝3800knp2*＝3450kn、1#，2#机架的摩擦系数μ1＝0.3μ2＝0.4、目标粗糙度ras＝0.4μm、目标粗糙度上限rasa,max＝0.6μm；a3)收集双机架平整机组的工艺特征参数，主要包括：许用最大延伸率分配系数ψmax＝0.8，许用最大平均前张力t21max＝400mpa，许用最大平均中张力t20max＝300mpa，许用最大平均后张力t10max＝200mpa；(b)初始化延伸率分配系数ψ0＝0.5及设定步长δψ＝0.05；(c)令k1＝0；(d)令ψ＝ψ0+k1δψ＝0.5+0＝0.5；(e)初始化平均前张力t21，0＝200mpa及设定步长δt21＝5mpa；(f)令k2＝0；(g)令t21＝t21,0+k2δt21＝200+0＝200mpa；(h)初始化平均中张力t20，0＝150mpa及设定步长δt20＝5mpa；(i)令k3＝0；(j)令t20＝t20,0+k3δt20＝150+0＝150mpa；(k)初始化平均后张力t10，0＝100mpa及设定步长δt10＝5mpa；(l)令k4＝0；(m)令t10＝t10,0+k4δt10＝100+0＝100mpa；(n)计算1#，2#机架轧制压力p1、p2：式中：取a0＝3、a1＝1.8、k3＝0.7、a＝0.5。计算得：1#，2#机架轧制压力p1＝4652.374kn、p2＝4065.347kn。(o)判断不等式α1p1*＜p1＜α2p1*是否成立？取α1＝0.7、α2＝1.5，不等式成立，转入步骤(p)；(p)判断不等式α3p2*＜p2＜α4p2*是否成立？取α3＝0.7、α4＝1.5，不等式成立，转入步骤(q)；(q)计算平整工艺优化模型：取λ1＝0.7，计算得f＝0.412。(r)判断不等式f＜f0是否成立？其中不等式成立，转入步骤(s)；(s)判断不等式k4＜(t10max-t10,0)/δt10是否成立？不等式成立，转入步骤(m)；此时进入循环过程，直到判断(s)步骤中不等式不成立，转入步骤(t)；直到判断(t)步骤中不等式不成立，转入步骤(u)；直到判断(u)步骤中不等式不成立，转入步骤(v)；直到判断(v)步骤中不等式不成立，转入步骤(w)；(w)输出最佳延伸率分配系数ψy＝0.725，最佳平均前张力t21y＝220mpa，最佳平均中张力t20y＝185mpa，最佳平均后张力t10y＝110mpa，完成双机架平整机组平整轧制过程以粗糙度控制为目标的平整工艺参数优化。表2优化效果对比表b优化前优化后产品平均粗糙度(μm)0.480.42产品粗糙度合格率(％)8695以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。当前第1页12