CN106216409A - 一种六辊冷轧机弯辊力的设定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种六辊冷轧机弯辊力的设定方法和装置，属于板带材冷轧技术领域，其中所述方法包括：获取六辊冷轧机的设备参数、带材参数及轧制工艺参数，并将其输入弯辊力设定模型中，分别计算得到工作辊和中间辊的最佳弯辊力设定值，并予以输出；通过上述方法可以依据弯辊力设定模型来输出最佳的弯辊力设定值，本发明基于板形机理模型深入分析各种影响因素与最佳弯辊力间的物理关系，根据轧机的设备参数确定中间辊弯辊力与工作辊弯辊力之间明确的数学关系，建立理论严谨、物理意义明确、快速可靠、准确合理的六辊冷轧机弯辊力设定模型，并通过模型自适应进一步提高设定计算精度，保证产品良好的板形质量。

Description

一种六辊冷轧机弯辊力的设定方法和装置

技术领域

本发明涉及板带材冷轧技术领域，涉及了一种基于机理模型的六辊冷轧机弯辊力设定技术。

背景技术

图1为六辊冷轧机的示意图，该六辊冷轧机包括工作辊2(上下各1个)、中间辊3(上下各1个)和支撑辊4(上下各1)，轧辊弯辊包括中间辊弯辊和工作辊弯辊，通常工作辊具有正负弯辊功能，中间辊具有正弯辊功能，弯辊力设定模型的作用就是在每卷带钢1轧制前给出准确合理的工作辊弯辊力和中间辊弯辊力设定值。

图2为目前应用最为广泛的五机架六辊冷连轧机组的生产工艺及设备布置示意图，带材1从开卷机5开卷后被送至轧机入口，经过五个六辊冷轧机的轧制达到规定的厚度后并被送至卷取机6进行卷取。对于五机架六辊冷连轧机组，弯辊力的设定包括1#机架工作辊弯辊力和中间辊弯辊力、2#机架工作辊弯辊力和中间辊弯辊力、3#机架工作辊弯辊力和中间辊弯辊力、4#机架工作辊弯辊力和中间辊弯辊力、5#机架工作辊弯辊力和中间辊弯辊力；即弯辊力的设定是针对单个六辊冷轧机，在包括多个六辊冷轧机的设备中，需要分别对每个六辊冷轧机的弯辊力进行设定。

目前，六辊冷轧机弯辊力的设定方法主要有机理模型和经验模型两种。

机理模型是基于辊系弹性变形理论和金属塑性变形理论，通过将带材的塑性变形与轧机辊系弹性变形耦合起来，以带材入出口的比例凸度相等或轧后带材横向残余应力分布均匀为目标求解最佳的弯辊力。机理模型需要大量的迭代计算，计算量大、速度慢、计算时间长，在某些情况下模型还可能存在迭代不收敛的情况；而且，计算过程需要准确知道轧机入口原料带材的横向厚度分布或准确的板凸度值，这在实际生产中是难以获得的。因此，该类设定模型在实际应用效果不佳。

经验模型一般都是基于理论分析结果或者人的经验，通过数据统计分析、数学回归的方法来建立设定计算模型，该类模型具有形式简单、容易实现、计算速度快等特点。目前得到应用的经验模型形式多样，但往往都是根据人的经验直觉，确定几个关键因素对弯辊力的影响后，采用一定的数据进行回归作为设定模型使用，在这些模型中，几乎都将弯辊力与其他影响因素间的关系当成简单的线性关系，物理意义不明确，不能很好揭示出弯辊力与各影响因素间的内在物理关系，有些经验模型甚至将一些在实际生产中无法获取的参数作为变量，使得模型的计算结果误差很大，应用效果很不理想；而且这些模型中，都是将工作辊弯辊力和中间辊弯辊力作为独立的变量进行分别的设定计算，而没有考虑到这两者的内在关系，不仅增加了模型调试和模型维护的难度，同时对模型设定结果的合理性和精度都产生了很大的影响。

总之，现有弯辊力设定模型中弯辊力与其他影响因素之间、以及中间辊弯辊力和工作辊弯辊力之间的物理关系并不准确，缺乏较为严谨的数学表达，使其在实际应用中效果并不理想。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种六辊冷轧机弯辊力的设定方法和装置，用于解决现有弯辊力设定模型由于缺乏一定的可靠性和准确性进而使其在实际应用中效果不佳的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：

一种六辊冷轧机弯辊力的设定方法，获取六辊冷轧机的设备参数、带材参数及轧制工艺参数；将所述设备参数、带材参数及轧制工艺参数输入弯辊力设定模型中，分别计算得到工作辊和中间辊的最佳弯辊力设定值，并予以输出。

在一优选实施例中，上述弯辊力设定模型包括工作辊弯辊力设定模型和中间辊弯辊力设定模型，其中，所述工作辊弯辊力设定模型为：

F_W＝(c₀+c₁D_W+c₂D_W ²+c₃C_W+c₄C_W ²+c₅δ+c₆δ²+c₇p+c₈p²)·(c₉+c₁₀B+c₁₁B²)；

其中，c₀～c₁₁为模型系数；D_W为工作辊半径，单位为mm；C_W为工作辊凸度，单位为mm；δ为中间辊横移位置，单位为mm；p为单位宽度轧制力，单位为kN/mm；B为带钢宽度，单位为mm；

所述中间辊弯辊力设定模型为：F_I＝(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W；其中，F_I为中间辊弯辊力，单位为kN；B为带钢宽度，单位为mm；a₀～a₃为模型系数。

具体地，上述工作辊弯辊力设定模型和中间辊弯辊力设定模型的建立可以通过以下方法来实现：

第一，确定用于仿真分析的参数

确定采用板形机理模型进行仿真分析的参数，包括：

1)六辊冷轧机的设备参数：工作辊直径D_W，工作辊辊身长度L_W，工作辊弯辊液压缸中心距d_W，工作辊弹性模量E_W，工作辊泊松比v_W，工作辊初始凸度C_W，中间辊直径D_I，中间辊辊身长度L_I，中间辊弯辊液压缸中心距d_I，中间辊弹性模量E_I，中间辊泊松比v_I，中间辊初始凸度C_I，支撑辊直径D_B，支撑辊辊身长度L_B，支撑辊弯辊液压缸中心距d_B，支撑辊弹性模量E_B，支撑辊泊松比v_B，支撑辊初始凸度C_B；

2)带材参数：宽度B，轧前厚度H，轧后厚度h，带材初始凸度C_S，带材弹性模量E_S，带材泊松比v_S；

3)轧制工艺参数：中间辊横移位置初始值δ₀，工作辊弯辊力初始值F_W0，中间辊弯辊力初始值F_I0，单位宽度轧制力初始值p₀，前张应力初始值t_f0，后张应力初始值t_b0。

第二，确定最佳弯辊力与各种主要影响因素的关系

确定最佳弯辊力与各种主要影响因素的关系，即利用基于影响函数法的六辊冷轧机板形机理模型(包括辊系弹性变形模型和金属塑形变形模型，计算流程如图3所示)来分析包括带钢宽度、轧辊直径(工作辊、中间辊和支撑辊)、轧辊凸度(工作辊、中间辊和支撑辊)、带材凸度、前张应力、后张应力、中间辊横移位置、单位宽度轧制力等因素与最佳弯辊力的关系，步骤包括：

1)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随工作辊直径变化时与带钢宽度的关系，其中，最佳弯辊力计算流程图可以参考图4，最终确定最佳弯辊力与工作辊直径和带钢宽度间存在明显的非线性关系，可用以下式子来表示：

$F=(c_{Rw0}+c_{Rw1}{R}_W+c_{Rw2}\·R_W^2)\·(b_0+b_{1}B+b_2{B}^2);$

2)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随中间辊直径变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与中间辊直径之间存在近似的线性关系，但与带钢宽度间存在明显的非线性关系，可用以下式子来表示：

F＝(c_Ri0+c_Ri1R_I)·(b₀+b₁B+b₂B²)；

3)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随支撑辊直径变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与支撑辊直径之间存在近似的线性关系，但与带钢宽度间存在明显的非线性关系，可用以下式子来表示：

F＝(c_Rb0+c_Rb1R_B)·(b₀+b₁B+b₂B²)；

4)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随工作辊凸度变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与工作辊凸度和带钢之间存在非线性关系，可用以下式子来表示：

$F=(c_{Cw0}+c_{Cw1}{C}_W+c_{Cw2}{C}_W^2)\·(b_0+b_{1}B+b_2{B}^2);$

5)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随中间辊凸度变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与中间辊凸度和带钢之间存在非线性关系，可用以下式子来表示：

$F=(c_{Ci0}+c_{Ci1}{C}_I+c_{Ci2}{C}_I^2)\·(b_0+b_{1}B+b_2{B}^2);$

6)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随支撑辊凸度变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与支撑辊凸度之间呈现近似的线性关系，但与带钢之间存在非线性关系，可用以下式子来表示：

F＝(c_Cb0+c_Cb1C_B)·(b₀+b₁B+b₂B²)；

7)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随带材入口板凸度变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与带材入口凸度和带钢宽度间均存在非线性关系，可用以下式子来表示：

$F=(c_{Cs0}+c_{Cs1}{C}_S+c_{Cs2}{C}_S^2)\·(b_0+b_{1}B+b_2{B}^2);$

8)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随前张应力变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与前张应力和带钢宽度间均存在非线性关系，可用以下式子来表示：

$F=(c_{tf0}+c_{tf1}{T}_f+c_{tf2}{T}_f^2)\·(b_0+b_{1}B+b_2{B}^2);$

9)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随后张应力变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与后张应力和带钢宽度间均存在非线性关系，可用以下式子来表示：

$F=(c_{tb0}+c_{tb1}{T}_b+c_{tb2}{T}_b^2)\·(b_0+b_{1}B+b_2{B}^2);$

10)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随中间辊横移位置变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与中间辊横移位置和带钢宽度间均存在非线性关系，可用以下式子来表示：

F＝(c_s0+c_s1δ+c_s2δ²)·(b₀+b₁B+b₂B²)；

11)采用板形机理模型分析最佳弯辊力随单位宽度轧制力变化时与带钢宽度的关系，最终确定最佳弯辊力与单位宽度轧制力和带钢宽度间均存在非线性关系，可用以下式子来表示：

F＝(c_p0+c_p1p+c_p2p²)·(b₀+b₁B+b₂B²)。

综合以上1)-11)的分析结果，中间辊直径和支撑辊直径对最佳弯辊力的影响较小，前后张应力通过影响轧制力而影响弯辊力，因此可以忽略；对于六辊冷轧机，中间辊和支撑辊通常采用平辊轧制，其凸度为零；带材入口凸度对弯辊力的影响较大，考虑到实际生产中，通常无法实测来料的板凸度大小，所以将其对弯辊力的影响(以及其它不可测量因素)综合在模型的常数项里考虑，因此最佳弯辊力的设定模型可表示为：

F_W＝(c₀+c₁D_W+c₂D_W ²+c₃C_W+c₄C_W ²+c₅δ+c₆δ²+c₇p+c₈p²)·(c₉+c₁₀B+c₁₁B²)。

第三，确定最佳中间辊弯辊力与最佳工作辊弯辊力的关系

利用六辊冷轧机板形机理模型分析最佳中间辊弯辊力与最佳工作辊弯辊力之间确定的函数关系，其与带钢宽度存在明显的非线性关系，可以表示为：

F_I＝(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W。

第四，弯辊力设定模型系数的确定

确定弯辊力设定模型的系数，包括：(1)将六辊冷轧机分为1200mm、1450mm、1700mm、2030mm等四个系列，采用相应轧机的实测弯辊力数据，经过筛选、处理，将不符合要求的坏数据剔除后，通过数学回归的方法确定工作辊弯辊力设定模型系数c₀～c₁₁；(2)采用六辊冷轧机的相关设备参数和所轧制带材的参数，根据板形机理模型的计算结果，经过回归处理后确定中间辊弯辊力设定模型系数a₀～a₃。

第五，根据六辊冷轧机的设备参数、带材参数和轧制工艺参数计算弯辊力设定值

根据上述确定得到的工作辊弯辊力设定模型和中间辊弯辊力设定模型即可以计算六辊冷轧机的最佳弯辊力。

具体的，输入六辊冷轧机的设备参数、带材参数和轧制工艺参数计算弯辊力设定值，具体可以包括：工作辊直径、工作辊凸度、中间辊横移位置、带钢宽度、轧制力设定值。然后由上述模型计算得到六辊冷轧机的最佳弯辊力。

第六，通过模型自适应，提高模型设定精度

在上述建立得到的工作辊弯辊力设定模型和中间辊弯辊力设定模型基础上，还可以通过自适应来进一步提高模型的设定计算精度。

具体的，采用实测弯辊力，通过模型自适应来提高模型设定计算结果的精度，具体实现方法包括：

1)采用指数平滑法根据实测弯辊力计算新的弯辊力，F^new＝(1-k_s)F^old+k_sF^mes，其中，F^old为上一次的弯辊力设定值，F^mes当前实测弯辊力，F^new新的弯辊力值，k_s为平滑指数，根据计算的设定值与实测值间误差来确定，取值范围0～1.0；

2)计算自适应系数，

3)将自适应系数用于设定模型中，进而得到：

工作辊弯辊力设定模型：

F_W＝k_aW(c₀+c₁D_W+c₂D_W ²+c₃C_W+c₄C_W ²+c₅δ+c₆δ²+c₇p+c₈p²)·(c₉+c₁₀B+c₁₁B²)；

中间辊弯辊力设定模型：

F_I＝k_aI(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W；

其中，k_aW、k_aI分别为工作辊弯辊力和中间辊弯辊力自适应系数。

如上所述，本发明基于板形机理模型深入分析各种影响因素与最佳弯辊力间的物理关系，根据轧机的设备参数确定中间辊弯辊力与工作辊弯辊力之间明确的数学关系，建立理论严谨、物理意义明确、快速可靠、准确合理的六辊冷轧机弯辊力设定模型，并通过模型自适应进一步提高设定计算精度，保证产品良好的板形质量。

附图说明

图1为六辊冷轧机示意图；

图2为五机架六辊冷连轧机组的生产工艺及设备布置示意图；

图3为本发明所采用的板形机理模型的计算流程图；

图4为六辊冷轧机最佳弯辊力计算流程图；

图5为采用本发明的设定方法后弯辊力实测值与设定值的对比图；

图6为本发明提供的一种六辊冷轧机弯辊力的设定装置的一种实施原理图；

图7为本发明提供的一种六辊冷轧机弯辊力的设定装置的另一种实施原理图。

附图标号说明

100 参数获取模块

200 弯辊力计算模块

300 自适应模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例以1450mm五机架六辊冷连轧机组为例，来对本发明的发明内容进行原理说明和验证。

第一，涉及的相关参数

设备参数包括：工作辊直径D_W＝385mm～425mm，工作辊辊身长度L_W＝1450mm，工作辊弯辊液压缸中心距d_W＝2400mm，工作辊弹性模量E_W＝210000MPa，工作辊泊松比v_W＝0.3，工作辊初始凸度C_W＝0，中间辊直径D_I＝440mm～490mm，中间辊辊身长度L_I＝1437.5mm，中间辊弯辊液压缸中心距d_I＝2850mm，中间辊弹性模量E_I＝210000MPa，中间辊泊松比v_I＝0.3，中间辊初始凸度C_I＝0，支撑辊直径D_B＝1150mm～1300mm，支撑辊辊身长度L_B＝1450mm，支撑辊弯辊液压缸中心距d_B＝2650mm，支撑辊弹性模量E_B＝210000MPa，支撑辊泊松比v_B＝0.3，支撑辊初始凸度C_B＝0；

带材参数包括：原料牌号为SPCC，宽度B＝1000mm，轧前厚度H＝2.0mm，成品厚度h＝0.5mm，带材初始凸度C_S＝0.03mm，带材弹性模量E_S＝208000MPa，带材泊松比v_S＝0.28；

轧制工艺参数包括：中间辊横移位置初始值δ₀＝50mm，工作辊弯辊力初始值F_W0＝0，中间辊弯辊力初始值F_I0＝0，前张应力初始值t_f0＝145MPa，后张应力初始值t_b0＝40MPa。

第二，各种影响因素对最佳弯辊力影响的分析及弯辊力设定模型的建立

结合图3和4，本实施例采用板形机理模型来分析各因素对最佳弯辊力的影响规律，在这之前，需要确定模型计算所需要的其它一些参数，包括：对带材入口横向厚度分布用二次多项式表示其中，H₀为带材原料中心点厚度，mm，B为带钢宽度，mm，x为带钢宽度方向上坐标，mm，以带钢中心点为原点，C为带材板凸度，mm，d为凸度计算参考点距离带钢边部距离，d＝100mm，带材划分单元大小Δx＝20mm，辊间压力分布计算误差精度ε₁＝10^-3kN，辊间总压力计算误差精度ε₂＝10^-1kN，厚度分布计算误差精度ε₃＝10^-4mm，前张应力分布计算误差精度ε₄＝10^-2MPa。

进一步地，保持其它计算条件不变，计算工作辊直径分别为D_W1＝400mm、D_W2＝420mm和D_W3＝440mm时，带材宽度分别为700mm、800mm、900mm、1000mm、1100mm、1200mm以及1300mm时的最佳弯辊力，通过采用数学回归的方法，确定最佳弯辊力与工作辊直径和带材宽度间的函数关系：

$F=(c_{Rw0}+c_{Rw1}{R}_W+c_{Rw2}\·R_W^2)\·(b_0+b_{1}B+b_2{B}^2).$

同理，保持其它计算条件不变，分别改变中间辊直径、支撑辊直径、工作辊凸度、中间辊凸度、支撑辊凸度、带材入口板凸度、前张应力、后张应力、中间辊横移位置以及单位宽度轧制力的大小，计算对应带材宽度分别为700mm、800mm、900mm、1000mm、1100mm、1200mm和1300mm时的最佳弯辊力，采用数学回归的方法，确定各影响因素与最佳弯辊力间的函数关系式。

最后，对理论计算结果进行分析后发现，中间辊直径和支撑辊直径对最佳弯辊力的影响较小，前后张应力通过影响轧制力而影响弯辊力，因此可以忽略；考虑到六辊冷轧机的中间辊和支撑辊通常采用平辊轧制，其凸度为零，在模型中将这两个影响因素去掉；带材入口凸度对弯辊力的影响较大，但考虑到实际生产中，通常无法实测来料的板凸度大小，所以将其对弯辊力的影响(以及其它不可测量因素)综合在模型的常数项里考虑，那么最佳弯辊力的设定模型可以表示为：

$F_W=(c_0+c_1{D}_W+c_2{D}_W^2+c_3{C}_W+c_4{C}_W^2+c_5\mathrm{\δ}+C_6{\mathrm{\δ}}^2+c_{7}p+c_8{p}^2)\·(c_9+c_{10}B+c_{11}{B}^2)$ 其中，c₀～c₁₁为模型系数；D_W为工作辊直径，mm；C_W为工作辊凸度，C_W＝C_Wg+C_Wt+C_Wwear，其中C_Wg为工作辊原始磨削凸度，mm，C_Wt为工作辊热凸度，由轧辊热凸度设定模型计算得到，mm，C_Wwear为工作辊磨损凸度，由轧辊磨损模型计算得到，mm；δ为中间辊横移位置，mm；p为单位宽度轧制力，kN/mm；B为带钢宽度，mm。

进一步，通过上述各种影响因素对最佳弯辊力影响的分析结果可以看出最佳中间辊弯辊力与最佳工作辊弯辊力之间存在一定的关系，这种关系受带材宽度、轧辊直径(工作辊直径、中间辊直径、支撑辊直径)、轧辊凸度(工作辊凸度、中间辊凸度、支撑辊凸度)、入口带钢凸度、前后张应力、中间辊横移位置、单位宽度轧制力等因素的影响，但影响最大的是带材宽度，且这种影响为非线性关系，经过数学回归分析后，可以用以下公式表示：

F_I＝(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W；

其中，a₀＝-0.06013，a₁＝0.004359，a₂＝-5.25×10^-6，a₃＝2.13×10^-9。

第三，确定工作辊弯辊力设定模型的系数

为了确定工作辊弯辊力设定模型系数，本实施例可以采用1450mm五机架六辊冷连轧机组的实测工作辊弯辊力值，轧制带材规格包括，厚度0.20mm～2.0mm，宽度1000mm～1300mm，产品级别有CQ、DQ和DDQ，共9000卷带钢数据，经过对实测数据进行有效性校验和剔除不好的数据后，取其中的2000卷共10000个弯辊力实测值进行数学上的非线性回归后，得到了工作辊弯辊力设定模型系数，其中，c₀＝4574.37，c₁＝-43.995，c₂＝0.1042，c₃＝463.112，c₄＝-1294.8，c₅＝0.476，c₆＝0.0113，c₇＝145.202，c₈＝-9.132，c₉＝-0.355，c₁₀＝0.00107，c₁₁＝5.056×10^-7。

第四，对弯辊力设定模型进行实验验证

根据1450mm五机架六辊冷连轧机组的设备参数、带材参数和其它轧制工艺参数，利用确定的模型系数即可以求解出1#～5#机架的弯辊力设定值，如表1所示，其中工作辊凸度是原始磨削凸度与设定模型计算得到的热凸度和磨损凸度之和。

机架号	DW/mm	CW/mm	δ/mm	p/kN/mm	B/mm	FW/kN	FI/kN
								1#	392	0.06	50	7.5	1200	120.3	155.9
2#	390	0.042	50	8.2	1200	120.1	155.5
								3#	398	0.09	50	8.6	1200	119.8	155.3
4#	386	0.04	50	8.3	1200	121.2	157.0
								5#	397	0.021	50	7.9	1200	116.5	150.9

表1：1450mm五机架六辊冷连轧机组弯辊力设定值

第五，弯辊力设定模型的自适应验证

五机架六辊冷连轧机组的前四个机架采用弯辊力设定值，5#机架弯辊力以设定值为基准，根据出口带材的板形情况进行调整，在5#机架出口配置有板形辊的连轧机中，弯辊力主要根据实测带材平直度进行实时调节；在未配置有板形辊的连轧机中，则根据操作工的判断进行手工调节。

因此，在实际使用时，1#～4#机架弯辊力设定模型的自适应系数置为1，而5#机架的弯辊力设定模型自适应系数则根据实测值的变化而变化。如表2，为1450mm五机架六辊冷连轧机组经过902卷带材轧制后5#机架的弯辊力模型自适应系数，其主要根据所轧带材的宽度和厚度进行划分。

表2：1450mm五机架六辊冷连轧机组5#机架弯辊力设定模型的自适应系数

取实际生产的1333卷带钢的弯辊力进行分析，5#机架弯辊力实测值与设定值对比如图5所示，设定弯辊力与实测弯辊力吻合得很好，绝大部分误差均落在±20％范围内，只有4.76％的弯辊力绝对误差超过了20％。综合考虑5个机架的弯辊力偏差情况，如果定义设定弯辊力与实测弯辊力之间的偏差超过±20.0％时进行人工干预，那么人工干预率为0.94％；如果定义实测值与设定值之间偏差不在±5％范围内则进行手工调节，那么人工干预率为7.99％，说明了本发明建立的模型具有极高的设定精度。

见图6，在具体实施中，可以依据上述建立的弯辊力设定模型来提供一种六辊冷轧机弯辊力的设定装置，其可以包括：参数获取模块100，用于获取六辊冷轧机的设备参数、带材参数及轧制工艺参数；弯辊力计算模块200，用于将所述设备参数、带材参数及轧制工艺参数输入弯辊力设定模型中，分别计算得到工作辊和中间辊的最佳弯辊力设定值，并予以输出。

在具体实施中，所述弯辊力设定模型是通过上述方法所建立的数学模型，可以利用计算机程序来将该数学模型构建为一个软件功能模块，并将其写入至处理器中，具体可以是写入在处理器的存储介质中，进而由处理器来读取该软件功能模块所在的计算机程序指令并执行相应的计算步骤，最后实现最佳弯辊力的输出。

具体地，所述弯辊力设定模型可以包括：

工作辊弯辊力设定模型：

，

其中，c₀～c₁₁为模型系数；D_W为工作辊半径，单位为mm；C_W为工作辊凸度，单位为mm；δ为中间辊横移位置，单位为mm；p为单位宽度轧制力，单位为kN/mm；B为带钢宽度，单位为mm；

中间辊弯辊力设定模型：

F_I＝(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W，其中，F_I为中间辊弯辊力，单位为kN；B为带钢宽度，单位为mm；a₀～a₃为模型系数。

更为具体地，在参数获取模块100所输入的带材参数可以为带钢宽度；所述设备参数可以为工作辊直径、工作辊凸度、中间辊横移位置；所述轧制工艺参数可以为轧制力设定值。

见图7，在具体实施中，还可以包括：

自适应模块300，用于在六辊冷轧机工作时获取当前所述六辊冷轧机的实测弯辊力，将所述实测弯辊力输入自适应模型中，计算得到自适应系数，使所述弯辊力设定模型依据所述自适应系数来重新计算所述工作辊和中间辊的最佳弯辊力设定值，并予以输出。

具体地，所述自适应模型包括：

$k_a=\frac{F^{new}}{F^{old}};$

F^new＝(1-k_s)F^old+k_sF^mes；

其中，k_a为自适应系数；F^old为上一次的弯辊力设定值，F^mes当前实测弯辊力，F^new新的弯辊力值，k_s为平滑指数；

将所述自适应系数输入所述弯辊力设定模型后，所述弯辊力设定模型就具有了自适应功能，即弯辊力设定模型就更新为：

工作辊弯辊力设定模型：

F_W＝k_aW(c₀+c₁D_W+c₂D_W ²+c₃C_W+c₄C_W ²+c₅δ+c₆δ²+c₇p+c₈p²)·(c₉+c₁₀B+c₁₁B²)；

其中，c₀～c₁₁为模型系数；D_W为工作辊半径，单位为mm；C_W为工作辊凸度，单位为mm；δ为中间辊横移位置，单位为mm；p为单位宽度轧制力，单位为kN/mm；B为带钢宽度，单位为mm；

中间辊弯辊力设定模型：

F_I＝k_aI(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W，其中，F_I为中间辊弯辊力，单位为kN；B为带钢宽度，单位为mm；a₀～a₃为模型系数。

综上所述，本发明基于板形机理模型深入分析各种影响因素与最佳弯辊力间的物理关系，根据轧机的设备参数确定中间辊弯辊力与工作辊弯辊力之间明确的数学关系，建立理论严谨、物理意义明确、快速可靠、准确合理的六辊冷轧机弯辊力设定模型，并通过模型自适应进一步提高设定计算精度，保证产品良好的板形质量。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种六辊冷轧机弯辊力的设定方法，其特征在于，所述设定方法包括：

获取六辊冷轧机的设备参数、带材参数及轧制工艺参数；

将所述设备参数、带材参数及轧制工艺参数输入弯辊力设定模型中，分别计算得到工作辊和中间辊的最佳弯辊力设定值，并予以输出。

2.根据权利要求1所述的六辊冷轧机弯辊力的设定方法，其特征在于，所述弯辊力设定模型为预先建立的数学模型，其包括：

工作辊弯辊力设定模型：

F_W＝(c₀+c₁D_W+c₂D_W ²+c₃C_W+c₄C_W ²+c₅δ+c₆δ²+c₇p+c₈p²)·(c₉+c₁₀B+c₁₁B²)；

其中，c₀～c₁₁为模型系数；D_W为工作辊半径，单位为mm；C_W为工作辊凸度，单位为mm；δ为中间辊横移位置，单位为mm；p为单位宽度轧制力，单位为kN/mm；B为带钢宽度，单位为mm；

中间辊弯辊力设定模型：

F_I＝(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W，其中，F_I为中间辊弯辊力，单位为kN；B为带钢宽度，单位为mm；a₀～a₃为模型系数。

3.根据权利要求2所述的六辊冷轧机弯辊力的设定方法，其特征在于，所述带材参数包括带钢宽度；所述设备参数包括工作辊直径、工作辊凸度、中间辊横移位置；所述轧制工艺参数包括轧制力设定值。

4.根据权利要求1所述的六辊冷轧机弯辊力的设定方法，其特征在于，还包括步骤：

在六辊冷轧机工作时，获取当前所述六辊冷轧机的实测弯辊力；

将所述实测弯辊力输入自适应模型中，计算得到自适应系数，使所述弯辊力设定模型依据所述自适应系数来重新计算所述工作辊和中间辊的最佳弯辊力设定值，并予以输出。

5.根据权利要求4所述的六辊冷轧机弯辊力的设定方法，其特征在于，所述自适应模型包括：

$k_a=\frac{F^{new}}{F^{old}};$

F^new＝(1-k_s)F^old+k_sF^mes；

其中，k_a为自适应系数；F^old为上一次的弯辊力设定值，F^mes当前实测弯辊力，F^new新的弯辊力值，k_s为平滑指数；

其中，所述弯辊力设定模型包括：

工作辊弯辊力设定模型：

F_W＝k_aW(c₀+c₁D_W+c₂D_W ²+c₃C_W+c₄C_W ²+c₅δ+c₆δ²+c₇p+c₈p²)·(c₉+c₁₀B+c₁₁B²)；

其中，c₀～c₁₁为模型系数；D_W为工作辊半径，单位为mm；C_W为工作辊凸度，单位为mm；δ为中间辊横移位置，单位为mm；p为单位宽度轧制力，单位为kN/mm；B为带钢宽度，单位为mm，k_aW为工作辊弯辊力自适应系数；

中间辊弯辊力设定模型：

F_I＝(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W，其中，F_I为中间辊弯辊力，单位为kN；B为带钢宽度，单位为mm；a₀～a₃为模型系数，k_aI为中间辊弯辊力自适应系数。

6.一种六辊冷轧机弯辊力的设定装置，其特征在于，包括：

参数获取模块，用于获取六辊冷轧机的设备参数、带材参数及轧制工艺参数；

弯辊力计算模块，用于将所述设备参数、带材参数及轧制工艺参数输入弯辊力设定模型中，分别计算得到工作辊和中间辊的最佳弯辊力设定值，并予以输出。

7.根据权利要求6所述的六辊冷轧机弯辊力的设定装置，其特征在于，所述弯辊力设定模型为预先建立的数学模型，其包括：

工作辊弯辊力设定模型：

F_W＝(c₀+c₁D_W+c₂D_W ²+c₃C_W+c₄C_W ²+c₅δ+c₆δ²+c₇p+c₈p²)·(c₉+c₁₀B+c₁₁B²)；

其中，c₀～c₁₁为模型系数；D_W为工作辊半径，单位为mm；C_W为工作辊凸度，单位为mm；δ为中间辊横移位置，单位为mm；p为单位宽度轧制力，单位为kN/mm；B为带钢宽度，单位为mm；

中间辊弯辊力设定模型：

F_I＝(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W，其中，F_I为中间辊弯辊力，单位为kN；B为带钢宽度，单位为mm；a₀～a₃为模型系数。

8.根据权利要求7所述的六辊冷轧机弯辊力的设定装置，其特征在于，所述带材参数包括带钢宽度；所述设备参数包括工作辊直径、工作辊凸度、中间辊横移位置；所述轧制工艺参数包括轧制力设定值。

9.根据权利要求6所述的六辊冷轧机弯辊力的设定装置，其特征在于，还包括：

自适应模块，用于在六辊冷轧机工作时获取当前所述六辊冷轧机的实测弯辊力，将所述实测弯辊力输入自适应模型中，计算得到自适应系数，使所述弯辊力设定模型依据所述自适应系数来重新计算所述工作辊和中间辊的最佳弯辊力设定值，并予以输出。

10.根据权利要求9所述的六辊冷轧机弯辊力的设定装置，其特征在于，所述自适应模型包括：

$k_a=\frac{F^{new}}{F^{old}};$

F^new＝(1-k_s)F^old+k_sF^mes；

其中，k_a为自适应系数；F^old为上一次的弯辊力设定值，F^mes当前实测弯辊力，F^new新的弯辊力值，k_s为平滑指数；

其中，所述弯辊力设定模型包括：

工作辊弯辊力设定模型：

F_W＝k_aW(c₀+c₁D_W+c₂D_W ²+c₃C_W+c₄C_W ²+c₅δ+c₆δ²+c₇p+c₈p²)·(c₉+c₁₀B+c₁₁B²)；

其中，c₀～c₁₁为模型系数；D_W为工作辊半径，单位为mm；C_W为工作辊凸度，单位为mm；δ为中间辊横移位置，单位为mm；p为单位宽度轧制力，单位为kN/mm；B为带钢宽度，单位为mm，k_aW为工作辊弯辊力自适应系数；

中间辊弯辊力设定模型：

F_I＝k_aI(a₀+a₁B+a₂B²+a₃B³)F_W，其中，F_I为中间辊弯辊力，单位为kN；B为带钢宽度，单位为mm；a₀～a₃为模型系数，k_aI为中间辊弯辊力自适应系数。