CN106269903A - 一种热连轧机弯辊优化设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热连轧机弯辊优化设定方法，包括以下步骤：第1步、由板形模型获取第i机架的弯辊力初始值和窜辊位置初始值；第2步、获取第i机架最近一次轧制带钢时的轧制力变化量；第3步、计算预轧制的带钢全长轧制过程中因轧制力变化导致的弯辊力调节量；第4步、获取第i机架最近一次轧制带钢时的凸度变化量；第5步、计算预轧制的带钢全长轧制过程中因凸度变化导致的弯辊力调节量；第6步、计算预轧制带钢全长轧制过程中板形控制所需的弯辊力总调节量；第7步、检查弯辊设备的极限能力，实现热连轧机弯辊优化。本发明在带钢全长弯辊控制需要的基础上，进行弯辊力设定，与传统的弯辊设定技术相比使弯辊设备的能力提高100％左右。

Description

一种热连轧机弯辊优化设定方法

技术领域

本发明属于热轧带钢板形控制技术领域，涉及一种热连轧机弯辊优化设定方法。

背景技术

据申请人了解，随着国内外制造业的迅猛发展，下游用户对热轧带钢产品质量的要求也日益增高。热轧带钢的板形控制对热轧带钢质量起着重要作用，因此研究板形控制技术对于钢铁企业提高核心竞争力也具有至关重要的作用。

在热连轧板带生产过程中，精轧带钢的板形设定和控制主要是通过“窜辊+弯辊”或“对辊交叉+弯辊”配合使用来实现的。这两种组合方式其板形模型设定的核心内容都是保证精轧带钢的目标凸度，同时还要确保精轧各机架出口带钢头部平直度良好，而带钢中尾部的凸度与平直度主要是依靠弯辊力的实时调节来保证的。

窜辊是工作辊沿轴线方向上的水平移动，是均匀工作辊磨损的优选措施。窜辊由四个液压缸进行控制，分别分布在上下工作辊操作侧的入口侧和出口侧，每个液压缸上都有一个位置传感器，通过传感器可检测工作辊的窜辊位置。弯辊是板形的一个重要、实时的控制手段，可以改变轧辊的有效凸度，从而改变负载辊缝的形状和轧后带钢的延伸率横向分布。通常，热连轧机在使用“窜辊+弯辊”配置方式时，板形控制模型会根据带钢头部在精轧各机架出口需要达到的凸度来计算其窜辊位置和弯辊力，需要尽量保证弯辊设定在平衡力附近，再计算其对应的窜辊位置。这一过程包含两个重要的控制思想：其一是窜辊和弯辊的设定是根据带钢头部的温度、轧制力等轧制工艺参数来计算，无法考虑带钢中尾部等其他位置；其二是除非窜辊位置到极限，尽量保证弯辊设定在平衡力附近，这样就可以使带钢头部弯辊的变化尽量小些，保证稳定。综上可知，目前通用的配置方式是以带钢头部为目标进行弯辊设定控制的，不考虑带钢中尾等其他位置。但是，由于精轧入口中间坯头尾温差导致的前几个机架头尾轧制力差别较大(如有时F1轧机头尾轧制力相差1000吨左右)，导致轧辊弯曲挠度出现很大变化，为了及时克服由此带来的本机架出口凸度的变化，需要相应的弯辊力来补偿这部分凸度的变化，但是弯辊力设定在平衡力附近，无论增减都只有弯辊力设备能力的几乎一半范围，一旦接近极限而未能及时增减弯辊力，会使前机架带钢的凸度发生很大变化，导致精轧机中间机架出口出现板形缺陷，甚至是轧破、废钢等事故，特别是在轧制极薄规格带钢时尤为明显。

经检索发现，专利号CN201210110506.9的发明专利公开了一种利用反馈数据提高轧机板形设定及动态控制精度的方法，该方法主要是通过精轧出口仪表检测的板形数据，并通过板形模型自学习提高后续带钢的板形设定精度，再通过仪表数据的择优处理，提高模型自学习数据的可信度和准确性。专利号200610030506.2的发明专利公开了一种冷轧板形设定计算中热轧来料凸度的处理方法，该方法是通过对热轧来料凸度的分段处理为冷轧板形控制设定提供参考，提高冷战轧板形设定的准确性。专利号201210119481.9的发明专利公开了一种冷轧带钢板形控制***及方法，该方法是通过前馈控制来消除由于来料凸度变化和轧制力变化等因素造成的变形。然而，上述专利均和通常方法一样，只针对带钢头部进行考虑，未考虑带钢中尾等其他部位轧制时弯辊力接近或达到弯辊设备能力极限时的处理方案。

随着客户对产品质量要求的日益提高，热轧带钢的板形控制水平显得越来越重要，已成为热轧质量控制能力的重要体现，国内外各大钢厂将带钢凸度精度作为衡量产品质量好坏的主要指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种热连轧机弯辊优化设定方法，能够根据整个轧制过程可能需要的弯辊力调节量，预先留出需要的弯辊能力，进而最大限度地利用弯辊设备能力，保证带钢全长板形良好。

为实现上述发明目的，本发明的热连轧机弯辊优化设定方法，在至少由六架串联布置四辊轧机机架组成的热连轧机组中，所述四辊轧机的支撑辊轴承座下安置用于检测轧制过程中轧制力的测压头；所述四辊轧机的入口安置用于检测精轧入口温度的高温计和用于测量带钢速度的激光测速仪；所述四辊轧机的出口安置用于测量带钢凸度的多功能仪，轧制时的优化设定方法包括以下步骤：

第1步、由预定的板形模型获取第i机架(1≤i≤6)的弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0，弯辊力初始值B_i0的单位为吨，窜辊位置初始值的S_i0单位为毫米；

第2步、由以下过程获取第i机架最近一次轧制带钢时的轧制力变化量，轧制力变化量的单位为吨，最近一次轧制的带钢需选择与预轧制的带钢同钢种同规格的：

2.1步、测压头采集最近一次带钢全长轧制时第i机架的轧制力数据F，轧制力F的单位为吨；

2.2步、将最近一次轧制的带钢沿长度分为n段，每段带钢的轧制力取其段内轧制力读数的均值，将n段带钢的轧制力组成轧制力集合，并记为{F_i1，F_i2…F_ij，…F_in}，其中F_ij表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第j(1≤j≤n)段带钢的轧制力，F_i1表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第1段带钢的轧制力，F_in表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第n段带钢的轧制力；

2.3步、选取轧制力集合中的最大值，并记为max{F_i1，F_i2…F_ij，…F_in}；

2.4步、令轧制力变化量ΔF_i＝max{F_i1，F_i2…F_ij，…F_in}-F_i1；

第3步、令预轧制的带钢全长轧制过程中因轧制力变化导致的弯辊力调节量弯辊力调节量ΔB_i1的单位为吨，其中α为同规格同钢种条件下根据不同轧制工况选择的轧制力置信度，在0＜α≤1中选取，为弯辊力对轧制力的感度系数；

第4步、由以下过程获取第i机架最近一次轧制带钢时的凸度变化量，凸度变化量的单位为微米，最近一次轧制的带钢需选择与预轧制的带钢同钢种同规格的：

4.1步、多功能仪采集最近一次带钢全长轧制时第i机架精轧出口的凸度数据C，凸度C的单位为微米；

4.2步、2.2步中将最近一次轧制的带钢沿长度分为n段后，每段带钢的凸度取其段内凸度读数的均值，将n段带钢的凸度组成凸度集合，并记为{C_i1，C_i2…C_ij，…C_in},其中C_ij表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第j(1≤j≤n)段带钢的凸度，C_i1表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第1段带钢的凸度，C_in表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第n段带钢的凸度；

4.3步、选取凸度集合中的最大值，记为max{C_i1，C_i2…C_ij，…C_in}；

4.4步、令凸度变化量ΔC_i＝max{C_i1，C_i2…C_ij，…C_in}-C_i1；

第5步、令预轧制的带钢全长轧制过程中因精轧出口凸度变化导致的弯辊力调节量弯辊力调节量ΔB_i2的单位为吨，其中β为同规格同钢种条件下根据不同轧制工况选择的凸度置信度，在0＜β≤1中选取，为弯辊力对凸度的感度系数；

第6步、令预轧制的带钢全长轧制过程中板形控制所需的弯辊力总调节量ΔB_total＝ΔB_i1+ΔB_i2，弯辊力总调节量ΔB_total的单位为吨；

第7步、设第i机架弯辊设备的最大弯辊力为B_max，弯辊力B_max的单位为吨，并由以下过程检查该弯辊设备的极限能力：

7.1步、判断不等式B_i0+ΔB_total≤B_max是否成立？若成立，则预算的预轧制带钢全长轧制过程中所需的弯辊力未超过弯辊设备的极限，取弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0为最终值；若不成立，则预算的预轧制带钢全长轧制过程中所需的弯辊力超过弯辊设备的极限，需对弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0进行优化；

7.2步、令优化后的设定弯辊力B_i优化＝B_max-ΔB_total；

7.3步、令优化后的设定窜辊位置其中为窜辊位置对弯辊力的感度系数；

7.4步、输出弯辊力初始值B_i0、窜辊位置初始值S_i0(或输出弯辊力的优化值B_i优化、窜辊位置的优化值S_i优化)，控制第i机架的调节机构动作，完成热连轧机弯辊优化。

这样，通过四辊轧机、测压头、高温计及测速仪等设备采集精轧轧机和带钢的工艺参数，先将中间坯分段处理，利用板形设定模型对带钢全长轧制过程进行考虑，再根据最近一次与预轧制带钢同钢种同规格的带钢实际轧制力变化量和凸度变化量，分别预算预轧制带钢用于板形实时控制所需要的弯辊力调节量，然后结合弯辊设备的能力极限，在优化设定弯辊力时，为板形控制预留带钢中尾部所需的弯辊力调节量，有效避免了传统弯辊设定技术仅考虑带钢头部弯辊设定的缺点，同时还能避免简单地将弯辊设定在平衡力附近。

本发明方法进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述第1步中，建立板形模型，并采集四辊轧机和带钢的设备及工艺参数后，根据由板形模型调出的有限元计算四辊轧机辊系形变公式⑴计算第i机架的弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0，

$C_{\mathrm{ufd}}=\frac{\∂C_{\mathrm{ufd}}}{\∂F_r}\·F_r+\frac{\∂C_{\mathrm{ufd}}}{\∂B}\·B+\frac{\∂C_{\mathrm{ufd}}}{\∂C_{\mathrm{pcr}-\mathrm{wr}}}\·C_{\mathrm{pcr}-\mathrm{wr}}+\frac{\∂C_{\mathrm{ufd}}}{\∂C_{\mathrm{wr}-\mathrm{br}}}\·C_{\mathrm{wr}-\mathrm{br}}---\left(1\right)$

其中，C_ufd为加载辊缝凸度，单位为微米；F_r为工作辊单位宽度上的轧制力，单位为吨；B为弯辊力，单位为吨；C_pce-wr为轧件与工作辊接触面的辊系凸度，单位为微米，即空载下的工作辊原始辊型，当辊型一定时其影响因素包括窜辊位置、轧辊热膨胀和磨损；C_wr-br为工作辊到支撑辊接触面的凸度，单位为微米，表示支撑辊的影响。

本发明中弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0均需满足各机架出口带钢的等比例凸度要求，且窜辊位置初始值S_i0要求在窜辊行程范围以内，而弯辊力初始值B_i0通常在平衡力附近，除非窜辊位置受相邻带钢窜辊行程的限制，受限制时为了满足前述的等比例凸度要求，设定弯辊力可偏离平衡力。

优选地，所述2.3步中，ΔF_i的绝对值一般≤1200吨，可据此进行限幅。

优选地，定义弯辊力对凸度的感度系数为弯辊力对轧制力的感度系数为以及窜辊位置对弯辊力的感度系数为并由以下过程获取 值：

a、根据公式⑴求偏导数得到

B＝(-0.33w+0.0017F-0.165C-1.22H+40.5D-0.18R)×ε ⑴

其中B为弯辊力，单位为吨，w为带钢宽度，单位为毫米，F为轧制力，单位为吨，H为四辊轧机入口的带钢厚度，单位为毫米，D为压下率，R为轧辊半径，单位为米，ε取值0.5，并可根据现场板形调节给定；

b、根据公式⑴、⑵求偏导数得到

B＝(-0.33w+0.0017F-0.165C-1.22H+40.5D-0.18R)×ε ⑴

且C＝2.5×S-225 ⑵

其中C为凸度，单位为微米，S为窜辊位置，单位为毫米。

优选地，所述4.3步中，ΔC_i的绝对值一般取值范围为≤40微米，可视具体生产钢种规格同板凸度的一般波动情况进行限幅保护。

优选地，所述第3步中，α值可根据工况和来料变化的差异进行适当调整，预轧制带钢的目标厚度越小，α值就越大，一般当预轧制带钢的目标厚度＜2.5mm时，α取值0.9。

优选地，所述第5步中，β值可根据工况和来料变化的差异进行适当调整，预轧制带钢的目标厚度越小，β值就越大，一般当预轧制带钢的目标厚度＜2.5mm时，β取值0.9。

与现有技术相比，本发明根据热轧带钢全长轧制过程所需要的弯辊力调节量，预留出需要的弯辊能力，最大限度地利用了弯辊设备的能力，最终保证轧制后的带钢全长板形良好，而不是仅对带钢头部弯辊进行设定控制。总之本发明在带钢全长弯辊控制需要的基础上，进行弯辊力设定，与传统的弯辊设定技术相比，在相同的设备硬件条件下可使弯辊设备的能力提高100％左右。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为带钢分段及安装的相关检测仪表的示意图。

图3为热连轧机中窜辊和弯辊的示意图。

图4为优化前轧制某带钢的各弯辊力分量，计算弯辊力与实际弯辊力曲线图。

图5为优化后轧制某带钢的各弯辊力分量，计算弯辊力与实际弯辊力曲线图。

图中1.中间坯的分段，2.测激光速仪，3.高温计，4.测压头，5.弯辊，6.窜辊。

具体实施方式

实施例一

如图1-5所示，为热连轧机弯辊优化设定方法，以某热连轧精轧机组F1-F7机架中的F1轧机为例进行说明，预轧制带钢的钢种为B480GNQR，规格为1.5*1125mm，精轧入口温度1080℃，中间坯36mm，穿带速度11m/s。该热连轧机由7架四辊轧机串联布置组成，四辊轧机的支撑辊轴承座下安置用以检测轧制过程中轧制力的测压头4(测压头的生产厂家为KELK，型号为ROLLMAX，单侧测量量程为2500吨)；四辊轧机的入口安置用于检测精轧入口温度的高温计3和用于测量带钢速度的激光测速仪2，高温计3的生产厂家为IRCON，型号为Modline55R，量程为600～1400℃，激光测速仪2的生产厂家为KELK，型号为ACCUSPEED ASD3500A；四辊轧机的出口安置用于测量精轧出口热轧带钢凸度的多功能仪(多功能仪的生产厂家为ThermoFisher，型号为RM312M1)。利用激光测速仪2测量带钢的速度，并将其中间坯均分为n段(n可取值10)，并在轧制过程中记录每段的平均轧制力和平均凸度，并实现轧制力和凸度分段存储(见图2)。

本实施例的热连轧机弯辊优化设定方法，其步骤如下：

第1步、根据板形模型获取F1精轧机架的弯辊力初始值B₁₀和窜辊位置初始值S₁₀，弯辊力初始值B_i0的单位为吨，窜辊位置初始值的S_i0单位为毫米，具体步骤如下：

1.1步、建立板形模型，并采集四辊轧机和带钢的设备及工艺参数；

1.2步、根据由板形模型调用的有限元计算四辊轧机辊系形变公式⑴计算F1机架的弯辊力初始值B₁₀和窜辊位置初始值S₁₀，

$C_{\mathrm{ufd}}=\frac{\∂C_{\mathrm{ufd}}}{\∂F_r}\·F_r+\frac{\∂C_{\mathrm{ufd}}}{\∂B}\·B+\frac{\∂C_{\mathrm{ufd}}}{\∂C_{\mathrm{pcr}-\mathrm{wr}}}\·C_{\mathrm{pcr}-\mathrm{wr}}+\frac{\∂C_{\mathrm{ufd}}}{\∂C_{\mathrm{wr}-\mathrm{br}}}\·C_{\mathrm{wr}-\mathrm{br}}---\left(1\right)$

其中，C_ufd为加载辊缝凸度，单位为微米；F_r为工作辊单位宽度上的轧制力，单位为吨；B为弯辊合力，单位为吨；C_pce-wr为轧件与工作辊接触面的辊系凸度，单位为微米，即空载下的工作辊原始辊型，当辊型一定时其影响因素包括窜辊位置、轧辊热膨胀和磨损；C_wr-br为工作辊到支撑辊接触面的凸度，单位为微米，表示支撑辊的影响。此时，工作辊热膨胀为203微米，工作辊原始等效凸度C₀与窜辊位置S的关系为C₀＝2.5*S-20，支撑辊为平辊，F1设定轧制力为2500吨，得到板形模型初始设定所需要的弯辊力B₁₀＝160吨、窜辊位置S₁₀＝-20mm。

第2步、获取F1机架最近一次轧制钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm带钢时的轧制力变化量，轧制力变化量的单位为吨，其具体步骤如下：

2.1步、测压头采集最近一次钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm带钢全长轧制时F1机架的轧制力数据F,轧制力F的单位为吨；

2.2步、将最近一次轧制的带钢(钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm)沿长度均分为10段，每段带钢的轧制力取其段内轧制力读数的均值，将10段带钢的轧制力组成轧制力集合，得到共有10个轧制力数值的轧制力集合{F₁₁，F₁₂…F_1j，…F₁₁₀}；

2.3步、选取轧制力集合中的最大值，并记为max{F₁₁，F₁₂…F_1j，…F₁₁₀}；

2.4步、定义轧制力变化量ΔF₁，并令ΔF₁＝max{F₁₁，F₁₂…F_1j，…F₁₁₀}-F₁₁，其中F_1j表示最近一次钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm的带钢全长轧制时F1机架第j(1≤j≤10)段带钢的轧制力，F₁₁表示最近一次钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm的带钢全长轧制时F1机架第1段的轧制力。由上式可知，F1机架最近一次轧制钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm的带钢时的轧制力变化量ΔF₁为750吨。

第3步、计算预轧制的带钢全长轧制过程中板形控制时因轧制力变化导致的弯辊力调节量ΔB₁₁，弯辊力调节量ΔB₁₁的单位为吨，具体步骤如下：

3.1步、先定义弯辊力对凸度的感度系数为弯辊力对轧制力的感度系数为以及窜辊位置对弯辊力的感度系数为再采集轧机和带钢的设备及工艺参数等数据并根据采集的数据建立凸度函数C＝f(F，B，S，W，T)，然后根据凸度函数C＝f(F，B，S，W，T)计算和其中C为辊缝凸度，其单位为微米，F为轧制力，其单位为吨，B为弯辊力，其单位为吨，S为窜辊位置，其单位为毫米，W为轧辊磨损值，其单位为毫米，T为轧辊热膨胀，其单位为毫米。实际生产中，计算值时，先根据公式⑴B＝(-0.33w+0.0017F-0.165C-1.22H+40.5D-0.18R)×ε求偏导数得到值，其中w为带钢宽度，单位为毫米，H为四辊轧机入口的带钢厚度，单位为毫米，D为压下率，R为轧辊半径，单位为米，ε取值0.5，再将窜辊对辊凸度的影响函数公式⑵C＝2.5×S-225代入公式⑴中，得到新公式⑶B＝[-0.33w+0.0017F-0.165×(2.5×S-225)-1.22H+40.5D-0.18R]×ε，根据新公式⑶求偏导数得到值，由上可知，吨/微米， $\frac{\∂B}{\∂F}=0.203\mathrm{KN}/\mathrm{KN},$

3.2步、在钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm条件下ΔF₁的轧制力置信度α取值0.9；

3.3步、根据计算弯辊力调节量，得到ΔB₁₁＝136.8吨(见图4)。

第4步、获取F1机架最近一次轧制钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm带钢时的凸度变化量，凸度变化量的单位为微米，其具体步骤如下：

4.1步、多功能仪采集最近一次钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm带钢全长轧制时F1机架的精轧出口凸度数据C，凸度C的单位为微米；

4.2步、最近一次轧制的带钢(钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm)沿长度均分为10段后，每段带钢的凸度取其段内凸度读数的均值，将10段带钢的凸度组成凸度集合，得到共有10个凸度数值的凸度集合{C₁₁，C₁₂…C_1j，…C₁₁₀}；

4.3步、选取凸度集合中的最大值，并记为max{C₁₁，C₁₂…C_1j，…C₁₁₀}；

4.4步、定义凸度变化量ΔC₁，并令ΔC₁＝max{C₁₁，C₁₂…C_1j，…C₁₁₀}-C₁₁，其中C_1j表示最近一次钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm带钢全长轧制时F1机架第j(1≤j≤10)段的凸度，C₁₁表示最近一次钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm带钢全长轧制时F1机架第1段的凸度。由上式可知，F1机架最近一次轧制钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm带钢时的凸度变化量ΔC₁为9.5微米。

第5步、计算预轧制的带钢全长轧制过程中因精轧出口凸度变化导致的弯辊力调节量ΔB₁₂，弯辊力调节量ΔB₁₂的单位为吨，具体步骤如下：

(51)在钢种B480GNQR、规格1.5*1125mm条件下ΔC₁的凸度置信度β取值0.95；

(52)根据计算弯辊力调节量ΔB₁₂，获得ΔB₁₂＝18.05吨(见图4)。

第6步、根据公式ΔB_total＝ΔB₁₁+ΔB₁₂计算预轧制的带钢全长轧制过程中板形控制所需的弯辊力总调节量ΔB_total，弯辊力总调节量ΔB_total的单位为吨，获得ΔB_total＝154.85吨。

第7步、设定F1机架正弯辊缸的最大弯辊力为300吨，该正弯辊缸配备工作辊窜辊，且四辊轧机的工作辊带有一定辊形，可通过工作辊窜辊实现辊缝凸度的连续可变，窜辊缸行程为150mm(见图3)，检查四辊轧机F1机架配备的正弯辊缸的极限能力，其具体步骤如下：

7.1步、判断不等式B₁₀+ΔB_total≤B_max是否成立？由于160吨+154.85吨＞300吨(见图4)，不等式不成立，预轧制带钢全长轧制过程中所需的总弯辊力(图4中“计算弯辊力”)超过了弯辊设备的弯辊力极限，使得中尾部轧制时的实际弯辊力到上限，进而导致带钢的中尾部不能按照等比例凸度控制板形，故此需优化初始设定的弯辊力和窜辊位置；

7.2步、定义优化后的设定弯辊力为B_1优化，并令B_1优化＝B_max-ΔB_total，得到B_1优化＝145.15吨；

7.3步、定义优化后的设定窜辊位置为S_1优化，并令 得到S_1优化＝-12.575mm(见图5)；

7.4步、输出弯辊力的优化值145.15吨、窜辊位置的优化值-12.575mm，控制F1机架的调节机构动作，完成热连轧机弯辊优化。

采用上述方法优化的弯辊设定，在轧制带钢中尾部时优化后的弯辊力仍能在弯辊力最大极限范围内，优化的窜辊位置也在窜辊行程范围内，这样就保证轧制带钢中尾部时板形保持功能和自动凸度控制能够正常调节弯辊力，使带钢中尾部板形得到有效控制。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于：预轧制带钢的钢种为B480GNQR，规格为1.5*1250mm。

实施例三

本实施例与实施例一的区别之处在于：预轧制带钢的钢种为BS600MC，规格为1.8*1250mm。

实施例四

本实施例与实施例一的区别之处在于：预轧制带钢的钢种为QStE500TM，规格为1.8*1250mm。

实施例五

本实施例与实施例一的区别之处在于：第1步、由板形模型获取F1机架的弯辊力初始值B₁₀＝145吨，窜辊位置初始值S₁₀＝-12mm；第2步、计算F1机架最近一次轧制带钢时的轧制力变化量ΔF₁＝750吨；第3步、计算预轧制的带钢全长轧制过程中因轧制力变化导致的弯辊力调节量ΔB₁₁＝136.8吨；第4步、计算F1机架最近一次轧制带钢时的凸度变化量ΔC₁＝9.5微米；第5步、计算预轧制的带钢全长轧制过程中因凸度变化导致的弯辊力调节量ΔB₁₂＝18.05吨；第6步、计算预轧制的带钢全长轧制过程中板形控制所需的弯辊力总调节量ΔB_total＝154.85吨；第7步、设F1机架正弯辊缸的最大弯辊力为300吨，判断B₁₀+ΔB_total≤B_max是否成立？由于145吨+154.85吨＜300吨，不等式成立，预轧制带钢全长轧制过程中所需的弯辊力未超过弯辊设备的极限，取弯辊力初始值B₁₀＝145吨和窜辊位置初始值S₁₀＝-12mm为最终值并输出B₁₀＝145吨和S₁₀＝-12mm，控制F1机架的调节机构动作，完成热连轧机弯辊优化。

上述各实施例中，主要工艺参数以及弯辊调节能力如表1所示。

表1主要工艺参数以及弯辊调节能力

由上表可知，实际生产中采用本发明的弯辊设定方法可使弯辊设备的能力提高10～80％。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种热连轧机弯辊优化设定方法，其特征是，在至少由六架串联布置四辊轧机机架组成的热连轧机组中，所述四辊轧机的支撑辊轴承座下安置用于检测轧制过程中轧制力的测压头；所述四辊轧机的入口安置用于检测精轧入口温度的高温计和用于测量带钢速度的激光测速仪；所述四辊轧机的出口安置用于测量带钢凸度的多功能仪，轧制时的优化设定方法包括以下步骤：

第1步、由预定的板形模型获取第i机架(1≤i≤6)的弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0；

第2步、由以下过程获取第i机架最近一次轧制带钢时的轧制力变化量：

2.1步、测压头采集最近一次带钢全长轧制时第i机架的轧制力数据F；

2.2步、将最近一次轧制的带钢沿长度分为n段，每段带钢的轧制力取其段内轧制力读数的均值，将n段带钢的轧制力组成轧制力集合，并记为{F_i1，F_i2…F_ij，…F_in},其中F_ij表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第j(1≤j≤n)段带钢的轧制力，F_i1表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第1段带钢的轧制力；

2.3步、选取轧制力集合中的最大值，记为max{F_i1，F_i2…F_ij，…F_in}；

2.4步、令轧制力变化量ΔF_i＝max{F_i1，F_i2…F_ij，…F_in}-F_i1；

第3步、令预轧制的带钢全长轧制过程中因轧制力变化导致的弯辊力调节量其中α为轧制力置信度，在0＜α≤1中选取，为弯辊力对轧制力的感度系数；

第4步、由以下过程获取第i机架最近一次轧制带钢时的凸度变化量：

4.1步、多功能仪采集最近一次带钢全长轧制时第i机架的凸度数据C；

4.2步、将最近一次轧制的带钢沿长度分为n段，每段带钢的凸度取其段内凸度读数的均值，将n段带钢的凸度组成凸度集合，并记为{C_i1，C_i2…C_ij，…C_in},其中C_ij表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第j(1≤j≤n)段带钢的凸度，C_i1表示最近一次带钢全长轧制时第i机架第1段带钢的凸度；

4.3步、选取凸度集合中的最大值，记为max{C_i1，C_i2…C_ij，…C_in}；

4.4步、令凸度变化量ΔC_i＝max{C_i1，C_i2…C_ij，…C_in}-C_i1；

第5步、令预轧制的带钢全长轧制过程中因凸度变化导致的弯辊力调节量其中β为凸度置信度，在0＜β≤1中选取，为弯辊力对凸度的感度系数；

第6步、令预轧制的带钢全长轧制过程中板形控制所需的弯辊力总调节量ΔB_total＝ΔB_i1+ΔB_i2；

第7步、设第i机架弯辊设备的最大弯辊力为B_max，并由以下过程检查弯辊设备的极限能力：

7.1步、判断不等式B_i0+ΔB_total≤B_max是否成立？若成立，则预算的预轧制带钢全长轧制过程中所需的弯辊力未超过弯辊设备极限，取弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0为最终值；若不成立，则预算的预轧制带钢全长轧制过程中所需的弯辊力超过弯辊设备极限，对弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0进行如下优化；

7.2步、令优化后的设定弯辊力B_i优化＝B_max-ΔB_total；

7.3步、令优化后的设定窜辊位置其中为窜辊位置对弯辊力的感度系数；

7.4步、输出弯辊力初始值B_i0、窜辊位置初始值S_i0或输出弯辊力优化值B_i优化、窜辊位置优化值S_i优化，控制第i机架的调节机构动作，完成热连轧机弯辊优化。

2.根据权利要求1所述热连轧机弯辊优化设定方法，其特征是：所述第1步中，建立板形模型，并采集四辊轧机和带钢的设备及工艺参数后，根据由板形模型调用的有限元计算四辊轧机辊系形变公式⑴计算第i机架的弯辊力初始值B_i0和窜辊位置初始值S_i0，

$C_{\mathrm{ufd}}=\frac{{\∂C}_{\mathrm{ufd}}}{{\∂F}_r}\·F_r+\frac{{\∂C}_{\mathrm{ufd}}}{\∂B}\·B+\frac{{\∂C}_{\mathrm{ufd}}}{{\∂C}_{\mathrm{pcr}-\mathrm{wr}}}\·C_{\mathrm{pcr}-\mathrm{wr}}+\frac{{\∂C}_{\mathrm{ufd}}}{{\∂C}_{\mathrm{wr}-\mathrm{br}}}\·C_{\mathrm{wr}-\mathrm{br}}---\left(1\right)$

其中，C_ufd为加载辊缝凸度；F_r为工作辊单位宽度上的轧制力；B为弯辊力；C_pce-wr为轧件与工作辊接触面的辊系凸度，即空载下的工作辊原始辊型；C_wr-br为工作辊到支撑辊接触面的凸度。

3.根据权利要求1所述热连轧机弯辊优化设定方法，其特征是：所述2.3步中，ΔF_i≤1200吨。

4.根据权利要求1所述热连轧机弯辊优化设定方法，其特征是，定义弯辊力对凸度的感度系数为弯辊力对轧制力的感度系数为以及窜辊位置对弯辊力的感度系数为并由以下过程获取值：

a、根据公式⑴求偏导数得到

B＝(-0.33w+0.0017F-0.165C-1.22H+40.5D-0.18R)×ε ⑴

其中B为弯辊力，w为带钢宽度，F为轧制力，H为四辊轧机入口的带钢厚度，D为压下率，R为轧辊半径，ε取值0.5；

b、根据公式⑴、⑵求偏导数得到

B＝(-0.33w+0.0017F-0.165C-1.22H+40.5D-0.18R)×ε ⑴

且C＝2.5×S-225 ⑵

其中C为凸度，S为窜辊位置。

5.根据权利要求1所述热连轧机弯辊优化设定方法，其特征是：所述4.3步中，ΔC_i≤40微米。

6.根据权利要求1所述热连轧机弯辊优化设定方法，其特征是：所述第3步中，一般当预轧制带钢的目标厚度＜2.5mm时，α取值0.9。

7.根据权利要求1所述热连轧机弯辊优化设定方法，其特征是：所述第5步中，一般当预轧制带钢的目标厚度＜2.5mm时，β取值0.9。

8.根据权利要求1所述热连轧机弯辊优化设定方法，其特征是：所述第3、5、6和7步中预轧制的带钢与所述第2、4步中最近一次轧制的带钢为同一钢种、同一规格。