CN110125189B - 冷轧带钢目标板形曲线的设定方法及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷轧带钢目标板形曲线的设定方法及计算机设备，所述冷轧带钢目标板形曲线的设定方法通过先建立目标板形曲线模型，再根据带钢的实测参数及下游处理工序得到带钢的目标板形曲线，最后根据内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布。本发明通过目标板形曲线模型，提供了多种基准目标板形曲线，能适应不同下游处理工序、钢种、宽度和厚度带钢轧制的情况，利于提高后续板形质量，并将预先给定的曲线系数存于数据库中，实现了全自动设定；结合现场的实测数据来确定温度补偿曲线和卷取张力补偿曲线，进行实时动态补偿，提高了补偿的准确性；通过内应力平衡条件确定目标板形分布，为获得理想的目标实物板形质量提供了保证。

Description

冷轧带钢目标板形曲线的设定方法及计算机设备

技术领域

本发明涉及板带轧制技术领域，尤其是涉及一种冷轧带钢目标板形曲线的设定方法及计算机设备。

背景技术

随着我国经济向高质量发展，汽车、家用电器、电子、军工和航空航天等行业对冷轧板带材的板形质量提出了越来越严苛的要求，如汽车用钢板和镀锡钢板，一般要求平直度在5IU左右，电工钢板则要求平直度在3IU以内。随着冷轧板带材强度的提高和厚度的进一步减薄，板形问题成为了冷轧板带生产过程中面临的主要问题。

目标板形曲线实质是轧后带材内部残余应力沿带钢宽度方向上的分布曲线，代表轧后带钢的板形状况，反映了生产者所期望的实物板形质量。为了获得高品质的冷轧板带材产品，现代冷轧生产企业广泛采用了先进的板形反馈控制***。目前的板形反馈控制***已具有极高的控制精度，能够将平直度偏差稳定控制在5IU以内，但由于目标板形曲线设定得不合理，导致无法获得理想板形质量的情况比比皆是。其原因主要在于：一方面，板形反馈控制***只提供有限的目标板形曲线，很难适应不同钢种、宽度和厚度带钢轧制的情况，并且几乎没有考虑到下游处理工序对板形的不同要求，难以充分发挥下游生产机组的处理能力；另一方面，虽然目标板形曲线也考虑了对温度分布不均和卷取张力分布不均的补偿，但这些补偿曲线的系数通常由经验给定，对卷取张力往往采取静态补偿的方式，与实际情况相差甚远，难以获得理想的实物板形质量。

因此，目前急需一种能够获得理想板形质量的目标板形曲线设定技术。

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目标板形曲线设定技术方案，用于解决现有技术中因目标板形曲线设定不合理而引起的板形质量不理想的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，包括步骤：

建立基准目标曲线模型、温度补偿曲线模型及卷取张力补偿曲线模型；

根据带钢的下游处理工序和所述带钢的实测参数，确定对应的基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线，得到所述带钢的目标板形曲线；以及

根据所述带钢的目标板形曲线及内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布。

可选地，所述根据带钢的下游处理工序和所述带钢的实测参数，确定对应的基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线，得到所述带钢的目标板形曲线的步骤包括：

根据所述带钢的下游处理工序、钢种、宽度以及厚度，确定所述基准目标曲线；

采集所述带钢的横向温度分布，并将其代入所述温度补偿曲线模型，确定所述温度补偿曲线；

采集所述带钢的板凸度，并将其代入所述卷取张力补偿曲线模型，确定所述卷取张力补偿曲线；以及

将所述基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线相叠加，得到所述带钢的目标板形曲线。

可选地，所述基准目标曲线模型为六次多项式函数，对应的计算公式为：

f_base(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³+a₄x⁴+a₅x⁵+a₆x⁶

其中，f_base(x)为基准目标曲线，表示所述带钢的基准目标板形；x为所述带钢的归一化宽度坐标，以所述带钢的宽度中心位置为坐标原点，-1≤x≤1；a₀～a₆为系数。

可选地，根据带钢的下游处理工序、钢种、宽度范围以及厚度范围的不同，分别对其基准目标曲线的系数赋值，并将所述系数的值保存在数据库中。

可选地，所述根据所述带钢的下游处理工序、钢种、宽度以及厚度，确定所述基准目标曲线的步骤包括：

根据所述带钢的下游处理工序，确定所述基准目标曲线的具体表达形式：若所述下游处理工序为外卖商品卷，则所述基准目标曲线为直线；若所述下游处理工序为罩式退火，则所述基准目标曲线为中心下凹曲线；若所述下游处理工序为连续热镀锌，则所述基准目标曲线为中心上凸曲线；若所述下游处理工序为连续退火，则所述基准目标曲线为中心上凸曲线；

根据所述带钢的钢种、宽度及厚度规格，确定其在所述数据库中的对应位置，读取对应的基准目标曲线的系数值，代入所述基准目标曲线模型。

可选地，所述温度补偿曲线模型为四次多项式函数，对应的计算公式为：

f_T(x)＝b₀+b₁x+b₂x²+b₃x³+b₄x⁴

其中，f_T(x)为温度补偿曲线，补偿所述带钢的横向温度分布不均产生的板形；x为所述带钢的归一化宽度坐标，以所述带钢的宽度中心位置为坐标原点，-1≤x≤1；b₀～b₄为系数。

可选地，所述采集所述带钢的横向温度分布，并将其代入所述温度补偿曲线模型，确定所述温度补偿曲线的步骤包括：

采集所述带钢的横向温度分布的实测值；

将所述带钢的横向温度分布的实测值代入下述计算公式，确定所述带钢对应的温度补偿曲线的系数：

f_T(x)＝b₀+b₁x+b₂x²+b₃x³+b₄x⁴＝α_t·[t(x)-t₀]×10⁵

其中，α_t为所述带钢的线膨胀系数；t(x)为对应归一化宽度坐标x的实测温度；t₀为所述带钢宽度两侧边部的实测平均温度，

将所述带钢对应的温度补偿曲线的系数代入所述温度补偿曲线模型。

可选地，所述卷取张力补偿曲线模型为二次函数，对应的计算公式为：

其中，f_C(x)为卷取张力补偿曲线，补偿所述带钢的板凸度在卷取过程中造成的板形；x为所述带钢的归一化宽度坐标，以所述带钢的宽度中心位置为坐标原点，-1≤x≤1；β为模型系数；c为所述带钢的板凸度与所述带钢的厚度之比；R_c为卷取机的卷筒半径；n为当前带卷的层数；h为所述带钢的厚度。

可选地，所述根据所述带钢的目标板形曲线及内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布的步骤包括：

确定所述带钢的目标板形曲线后，根据所述带钢的横向内应力平衡条件

来确定用于板形反馈控制的目标板形分布，即：

其中，f(x_i)为所述带钢经过补偿后的目标板形，f(x_i)＝f_base(x_i)+f_T(x_i)+f_C(x_i)，f_base(x_i)为所述带钢的基准目标板形，f_T(x_i)为补偿所述带钢的横向温度分布不均产生的板形，f_C(x_i)为补偿所述带钢的板凸度在卷取过程中造成的板形；f′(x_i)为用于板形反馈控制的目标板形分布；x_i为对应第i个区域的归一化宽度坐标；N为沿所述带钢的宽度方向划分区域的总数。

此外，为实现上述目的及其它相关目的，本发明还提供一种计算机设备，用于冷轧带钢目标板形曲线的设定，所述计算器设备包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以使所述计算机设备实现上述任一项所述方法。

如上所述，本发明的冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，具有以下有益效果：

1)、通过目标板形曲线模型中的基准目标曲线模型，提供了多种基准目标板形曲线，可以适应不同钢种、宽度和厚度带钢轧制的情况，使得带钢的基准目标曲线设定较为合理，有利于提高后续板形质量，同时考虑了下游处理工序对板形的不同要求，能充分发挥下游生产机组的处理能力；

2)、通过目标板形曲线模型中的温度补偿曲线模型及卷取张力补偿曲线模型，并结合现场的实测数据来确定温度补偿曲线和卷取张力补偿曲线，进行实时的动态补偿，提高了补偿的准确性，有利于提高后续板形质量；

3)、通过内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布，使得目标板形曲线的设定更为合理，为获得理想的目标实物板形质量提供了保证。

附图说明

图1显示为六辊冷轧机板形反馈控制***的结构示意图。

图2显示为本发明中目标板形曲线的设定方法的流程示意图。

图3显示为本发明一实施例的基准目标曲线。

图4显示为本发明一实施例的温度分布不均补偿曲线。

图5显示为本发明一实施例的卷取张力补偿曲线。

图6显示为本发明一实施例的用于板形反馈控制的目标板形曲线。

元件标号说明：

1 带钢

2 工作辊

3 中间辊

4 支撑辊

5 板形辊

6 目标板形设定计算机

7 板形控制计算机

a 板形分布实时信号

b 目标板形曲线

c 控制信号

具体实施方式

如前述在背景技术中所提及的，为了获得高品质的冷轧板带材产品，现代冷轧生产企业广泛采用了先进的板形反馈控制***。如图1所示为配备了板形反馈控制***的六辊冷轧机，可以是单机架可逆式六辊冷轧机，也可以是冷连轧机(包括酸洗轧机联合机组)的最末机架。其中，1为带钢，2、3、4分别为工作辊、中间辊和支撑辊，上下各1个，轧机出口的板形辊5测量到板形分布实时信号a后与目标板形设定计算机6输出的目标板形曲线b进行比较，得到的板形偏差分布发送给板形控制计算机7，通过一定的数学模型和控制算法处理后，板形控制计算机7发出控制信号c，以调整轧辊(工作辊2和中间辊3)倾斜、工作辊2弯辊、中间辊3弯辊以及工作辊2分段冷却喷嘴的状态等，从而对带钢1的板形进行实时控制。

在板形反馈控制***中，目标板形曲线的设定具有非常重要的作用，它是板形控制的目标，是操作者所期望的实物板形质量。但是由于轧制过程中影响板形的因素多且极其复杂，如果忽略这些因素的影响，而仅仅设定目标板形曲线为操作者所期望的目标板形分布，则往往很难达到目标。如在轧制过程中，沿带钢宽度方向会出现温度分布不均，通常中心位置温度较高，两侧温度较低，从而出现一定程度的中浪，在轧制完毕放置一段时间后，带钢宽度方向上的温度一致，中浪会自动消失；如果对轧制过程中出现的中浪加以控制，则在完全冷却后的带卷中就会出现双边浪板形缺陷。又如由于带钢板凸度的存在，卷取过程中会在宽度方向出现速度差，从而引起张力差，导致一定程度的中浪出现，随着卷取带钢层数的增加，这种中浪缺陷还会进一步加大；如果不对这种中浪缺陷加以控制，则在成品中，沿带钢的纵向会呈现出越来越严重的中浪缺陷。

目前的板形反馈控制***已具有极高的控制精度，能够将平直度偏差稳定控制在5IU以内，但由于目标板形曲线设定得不合理，导致无法获得理想板形质量的情况比比皆是。其原因主要在于：一方面，板形反馈控制***只提供有限的目标板形曲线(比如10条)，很难适应不同钢种、宽度和厚度带钢轧制的情况，并且几乎没有考虑到下游处理工序对板形的不同要求，难以充分发挥下游生产机组的处理能力；对目标板形曲线的选择也是凭操作人员的经验手工选定，没有实现全自动设定。另一方面，虽然目标板形曲线也考虑了对温度分布不均和卷取张力分布不均的补偿，但这些补偿曲线的系数通常由经验给定，对卷取张力往往采取静态补偿的方式，与实际情况相差甚远，难以获得理想的实物板形质量。以上两方面因素也是造成国内很多生产企业板形反馈控制***应用效果不好的最主要原因。

基于此，如图2所示，本发明提供一种冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，包括步骤：

S1、建立基准目标曲线模型、温度补偿曲线模型及卷取张力补偿曲线模型；

S2、根据带钢的下游处理工序及所述带钢的实测参数，确定对应的基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线，得到所述带钢的目标板形曲线；以及

S3、根据所述带钢的目标板形曲线及内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布。

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它优点与功效。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。

请参阅图1至图6。需要说明的是，本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。

此外，可以理解的是，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其它方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以***其它方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其它设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以***其它设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参见图2，本发明提供一种冷轧带钢目标板形曲线的设定方法。

首先，在对具体的某种规格带钢进行目标板形曲线设定之前，执行步骤S1，建立一适用于多种带钢的目标板形曲线模型，所述目标板形曲线模型包括基准目标曲线模型、温度补偿曲线模型及卷取张力补偿曲线模型，即需要建立基准目标曲线模型、温度补偿曲线模型及卷取张力补偿曲线模型，进而将带钢的目标板形曲线分为基准目标曲线和补偿曲线(包括温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线)两部分。

可选地，所述基准目标曲线模型为六次多项式函数，对应的计算公式为：

f_base(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³+a₄x⁴+a₅x⁵+a₆x⁶…………………(1)

其中，f_base(x)为基准目标曲线，表示带钢的基准目标板形，IU；x为带钢的归一化宽度坐标，以带钢的宽度中心位置为坐标原点，-1≤x≤1；a₀～a₆为系数。

此外，由于具体的基准目标曲线与带钢的下游处理工序、钢种、宽度范围以及厚度规格相关，在建立所述基准目标曲线模型之后，根据带钢的下游处理工序、钢种(屈服强度范围)、宽度范围以及厚度范围的不同，先对不同的下游处理工序、钢种(屈服强度范围)、宽度范围以及厚度范围进行划分建组，再分别对其基准目标曲线的系数赋值，并将所述系数的值保存在数据库(如目标板形设定计算机6的数据库)中，以便于后续调用。

可选地，所述温度补偿曲线模型为四次多项式函数，对应的计算公式为：

f_T(x)＝b₀+b₁x+b₂x²+b₃x³+b₄x⁴………………………………………(2)

其中，f_T(x)为温度补偿曲线，补偿带钢的横向温度分布不均产生的板形，IU；b₀～b₄为系数。

可选地，在带钢卷取过程中，由于带钢凸度的存在而使得带钢卷廓沿轴向呈凸形，造成卷取半径沿轴向不等，使带钢在绕卷时沿横向上存在速度差而产生附加应力，基于此，所述卷取张力补偿曲线模型为二次函数，对应的计算公式为：

其中，f_C(x)为卷取张力补偿曲线，补偿带钢的板凸度在卷取过程中造成的板形，IU；β为模型系数；c为带钢的板凸度与带钢的厚度之比；R_c为卷取机的卷筒半径，mm；n为当前带卷的层数；h为带钢的厚度，mm。

可以理解的是，所述基准目标曲线模型、温度补偿曲线模型及卷取张力补偿曲线模型主要由理论知识结合先验知识得出，可以有其它不同的函数表达形式，在此不再赘述。

此外，本发明还提供一种计算机设备(如图1所示的目标板形设定计算机6)，用于冷轧带钢目标板形曲线的设定，所述计算机设备包括：处理器、存储器、收发器、通信接口和***总线；存储器和通信接口通过***总线与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于和其他设备进行通信，处理器和收发器用于执行所述计算机程序时实现本发明中冷轧带钢目标板形曲线的设定方法。

其中，上述***总线可以是外设部件互连标准总线或扩展工业标准结构总线等，该***总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等；上述通信接口用于实现数据库访问装置与其它设备之间的通信；上述存储器可能包含随机存取存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器；上述处理器可以是通用处理器如中央处理器、网络处理器等，还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

其次，对具体的某种规格带钢进行目标板形曲线设定，执行步骤S2，根据带钢的下游处理工序及所述带钢的实测参数，确定对应的基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线，得到所述带钢的目标板形曲线。

详细地，如图2所示，根据所述目标板形曲线模型得到所述带钢的目标板形曲线的步骤S2进一步包括：

S21、根据所述带钢的下游处理工序、钢种、宽度及厚度，确定所述基准目标曲线；

S22、采集所述带钢的横向温度分布，并将其代入所述温度补偿曲线模型，确定所述温度补偿曲线；

S23、采集所述带钢的板凸度，并将其代入所述卷取张力补偿曲线模型，确定所述卷取张力补偿曲线；以及

S24、将所述基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线相叠加，得到所述带钢的目标板形曲线。

更详细地，确定所述基准目标曲线的步骤S21进一步包括：

S211、根据所述带钢的下游处理工序，确定所述基准目标曲线的具体表达形式：1)、若所述下游处理工序为外卖商品卷，则所述基准目标曲线为直线；2)、若所述下游处理工序为罩式退火，则所述基准目标曲线为中心下凹曲线(微边浪)；3)、若所述下游处理工序为连续热镀锌，则所述基准目标曲线为中心上凸曲线(微中浪)；4)、若所述下游处理工序为连续退火，则所述基准目标曲线为中心上凸曲线(微中浪)；

S212、根据所述带钢的钢种、宽度以及厚度规格确定其在所述数据库中的对应位置，读取对应的基准目标曲线的系数值后代入所述基准目标曲线模型，即公式(1)，就可得到所述带钢的基准目标曲线。

更详细地，确定所述温度补偿曲线的步骤S22进一步包括：

S221、利用红外测温仪或安装在机架内的在线测温仪，采集所述带钢的横向温度分布的实测值；

S222、将所述带钢的横向温度分布的实测值代入下述计算公式，确定所述带钢对应的温度补偿曲线的系数：

f_T(x)＝b₀+b₁x+b₂x²+b₃x³+b₄x⁴＝α_t·[t(x)-t₀]×10⁵…………………(4)

其中，α_t为所述带钢的线膨胀系数；t(x)为对应归一化宽度坐标x的实测温度，℃；t₀为所述带钢宽度两侧边部的实测平均温度，

℃；

S223、将所述带钢对应的温度补偿曲线的系数代入所述温度补偿曲线模型，即公式(2)。

在步骤S222中，根据公式(2)与公式(4)可知，需要测量至少五个横向位置(宽度方向)上的实时温度值，并代入公式(4)，联立列作方程组，进而根据所述方程组求出系数b₀～b₄的具体值，再将系数b₀～b₄的具体值代入所述温度补偿曲线模型，即公式(2)，得到所述带的温度补偿曲线。

更详细地，确定所述卷取张力补偿曲线的步骤S23进一步包括：

S231、现场采用手持式超声波测厚仪或在线凸度仪获取所述带钢的板凸度大小，或者利用上游热连轧机组发送过来的板凸度测量值，根据比例凸度相等原则来确定c值；

S232、将所述带钢的板凸度的实测值代入所述卷取张力补偿曲线模型，即公式(3)，得到所述带钢对应的卷取张力补偿曲线。

其中，当前带卷的层数则由L1基础自动化***实时计算得到。

更详细地，确定所述带钢经过补偿后的目标板形曲线的步骤S24包括：将所述基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线三者相叠加，得到所述带钢经过补偿后的目标板形曲线。即：

f(x)＝f_base(x)+f_T(x)+f_C(x)…………………………………………………(5)

其中，f(x)为目标板形曲线，表示所述带钢经过补偿后的目标板形，IU；f_base(x)为基准目标曲线，表示所述带钢的基准目标板形，IU；f_T(x)为温度补偿曲线，补偿所述带钢的横向温度分布不均产生的板形，IU；f_C(x)为卷取张力补偿曲线，补偿所述带钢的板凸度在卷取过程中造成的板形，IU。

详细地，所述根据所述带钢的目标板形曲线及内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布的步骤S3包括：

确定所述带钢的目标板形曲线后，根据所述带钢的横向内应力平衡条件

来确定用于板形反馈控制的目标板形分布，即：

其中，f(x_i)为所述带钢经过补偿后的目标板形，f(x_i)＝f_base(x_i)+f_T(x_i)+f_C(x_i)，IU；f_base(x_i)为所述带钢的基准目标板形，IU；f_T(x_i)为补偿所述带钢的横向温度分布不均产生的板形，IU；f_C(x_i)为补偿所述带钢的板凸度在卷取过程中造成的板形，IU；f′(x_i)为用于板形反馈控制的目标板形分布；x_i为对应第i个区域的归一化宽度坐标；N为沿所述带钢的宽度方向划分区域的总数。

在本发明的一个实施例中，以1450mm五机架六辊冷连轧机组为例，在末机架的出口配备了ABB接触式板形辊，共25个测量段，每个测量段52mm。冷轧产品的下游处理工序包括外卖商品卷、罩式退火、连续热镀锌和连续退火，具体定义如表1所示：

表1下游处理工序编号

下游处理工序编号	处理工序
		0	外卖商品卷(冷硬卷)
1	罩式退火
		2	连续热镀锌
3	连续退火

同时，带钢的屈服强度范围为200MPa～1000MPa，带钢的宽度范围为800mm～1800mm，带钢的厚度范围为0.2mm～3.0mm。将所述带钢的钢种按照屈服强度进行划分，按间隔50MPa划分一个等级，即在该屈服强度范围内共划分17个等级；将所述带钢的宽度范围进行划分，带钢的宽度按间隔100mm划分一个等级，即在该宽度范围划分为11个等级；将所述带钢的厚度范围进行划分，带钢的厚度与其划分的间隔大小成正比，即厚度越厚其划分对应的间隔就越大，其中，最小划分间隔为0.05mm，在此厚度范围共划分为20个等级。对应的划分等级如表2所示：

表2带钢钢种及规格划分等级

钢种等级编号	屈服强度划分	宽度等级编号	宽度划分	厚度等级编号	厚度划分
						1	≤200MPa	1	≤800mm	1	≥3.0mm
2	≤250MPa	2	≤900mm	2	≥2.6mm
						3	≤300MPa	3	≤1000mm	3	≥2.3mm
4	≤350MPa	4	≤1100mm	4	≥2.0mm
						5	≤400MPa	5	≤1200mm	5	≥1.8mm
6	≤450MPa	6	≤1300mm	6	≥1.6mm
						7	≤500MPa	7	≤1400mm	7	≥1.4mm
8	≤550MPa	8	≤1500mm	8	≥1.2mm
						9	≤600MPa	9	≤1600mm	9	≥1.0mm
10	≤650MPa	10	≤1700mm	10	≥0.9mm
						11	≤700MPa	11	≤1800mm	11	≥0.8mm
12	≤750MPa			12	≥0.7mm
						13	≤800MPa			13	≥0.6mm
14	≤850MPa			14	≥0.5mm
						15	≤900MPa			15	≥0.45mm
16	≤950MPa			16	≥0.4mm
						17	≤1000MPa			17	≥0.35mm
				18	≥0.30mm
										19	≥0.25mm
				20	≥0.20mm

根据所述带钢的下游处理工序、钢种、宽度和厚度规格划分等级，在目标板形设定计算机6的数据库中建立能容纳4×17×11×20×7＝104720个值的表格，以便存储对应的基准目标曲线系数，可以提供4×17×11×20＝14960条不同的基准目标曲线；再分别对其基准目标曲线的系数赋值。

在对具体的某种规格带钢进行基准目标曲线设定时，依次按照其下游处理工序、原料屈服强度(钢种)、宽度、厚度确定其在所述数据库中对应的位置，并读取对应的基准目标曲线系数。如下游处理工序为连续热镀锌、原料屈服强度为275MPa、规格为1220mm×0.3mm(其原料规格1235mm×2.30mm)的带钢为例，其基准目标曲线系数如表3所示。

表3下游工序为连续热镀锌，屈服强度275MPa，

规格1220mm×0.3mm，基准目标曲线系数

UNITID	GRADEID	WIDTHID	THICKID	a<sub>0</sub>	a<sub>1</sub>	a<sub>2</sub>	a<sub>3</sub>	a<sub>4</sub>	a<sub>5</sub>	a<sub>6</sub>
											2	3	6	18	0	0	-8	0	-2	0	0

根据下游处理工序的编号、带钢钢种、宽度和厚度规格编号从目标板形设定计算机6的数据库中自动查找相应的系数值，代入公式(1)，其基准目标曲线可表示为：

f_base(x)＝-8x²-2x⁴

其具体的曲线分布图如图3所示。

现场采用手持式红外测温仪测量了轧制过程末机架出口带钢的横向温度分布，主要测量了五个位置的温度，分别为：传动侧带钢边部温度44.2℃，距离传动侧边部1/4位置处温度47.6℃，中心位置温度50.4℃，距离操作侧边部1/4位置处温度47.4℃，操作侧带钢边部温度44.0℃，根据公式(4)转换成平直度分布，其中线膨胀系数α_t＝11.9×10^-6，计算得到其温度补偿曲线为：

f_T(x)＝7.497-0.2777x-15.906x²+0.1587x³+8.4093x⁴

其具体的温度补偿曲线图如图4所示。

由于上游热轧工序没有提供带钢的板凸度实测数据，现场采用超声波测厚仪测量了带钢的横向厚度分布，共连续测量了10卷带钢，取平均值得到带钢的板凸度为0.002mm，那么c＝0.002/0.3＝0.006667，根据公式(3)，取模型系数β＝0.01，则卷取张力补偿曲线可写成：

已知卷取机的卷筒半径R_C＝254mm，带钢厚度h＝0.3mm，取不同的卷取层数(n)可得到不同的卷取张力补偿曲线，如图5所示。

经过补偿后的目标板形曲线可表示为：

按照带钢的横向内应力平衡条件

对上式进行处理后，可得到如图6所示的目标板形曲线，其中，带卷层数n＝2000。

综上所述，本发明通过建立的目标板形曲线模型中的基准目标曲线模型，提供了多种基准目标板形曲线，可以适应不同下游处理工序、钢种、宽度和厚度带钢轧制的情况，使得带钢的基准目标曲线设定较为合理，有利于提高后续板形质量，同时考虑了下游处理工序对板形的不同要求，能充分发挥下游生产机组的处理能力，并将预先给定的曲线系数存于数据库中，从而实现了全自动设定；通过目标板形曲线模型中的温度补偿曲线模型及卷取张力补偿曲线模型，并结合现场的实测数据来确定温度补偿曲线和卷取张力补偿曲线，进行实时的动态补偿，使得带钢的温度补偿曲线和卷取张力补偿曲线的设定较为合理，提高了补偿的准确性；最后根据内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布为获得理想的目标实物板形质量提供了保证。

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 (9)

1.一种冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，其特征在于，包括步骤：

建立基准目标曲线模型、温度补偿曲线模型及卷取张力补偿曲线模型；

根据带钢的下游处理工序和所述带钢的实测参数，确定对应的基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线，得到所述带钢的目标板形曲线；以及

根据所述带钢的目标板形曲线及内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布；

其中，在确定所述基准目标曲线之前，根据所述带钢的下游处理工序、钢种、宽度范围以及厚度范围的不同，分别对其基准目标曲线的系数赋值，并将系数值保存在数据库中；

而后，根据所述带钢的下游处理工序和所述带钢的实测参数，确定所述基准目标曲线的步骤进一步包括：

根据所述带钢的下游处理工序，确定所述基准目标曲线的具体表达形式；

根据所述带钢的钢种、宽度及厚度，确定其在所述数据库中的对应位置，读取对应的基准目标曲线的系数值，代入所述基准目标曲线模型，得到所述基准目标曲线。

2.根据权利要求1所述的冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，其特征在于，所述根据带钢的下游处理工序和所述带钢的实测参数，确定对应的温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线，得到所述带钢的目标板形曲线的步骤包括：

采集所述带钢的横向温度分布，并将其代入所述温度补偿曲线模型，确定所述温度补偿曲线；

采集所述带钢的板凸度，并将其代入所述卷取张力补偿曲线模型，确定所述卷取张力补偿曲线；以及

将所述基准目标曲线、温度补偿曲线及卷取张力补偿曲线相叠加，得到所述带钢的目标板形曲线。

3.根据权利要求2所述的冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，其特征在于，所述基准目标曲线模型为六次多项式函数，对应的计算公式为：

f_base(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃x³+a₄x⁴+a₅x⁵+a₆x⁶

其中，f_base(x)为基准目标曲线，表示所述带钢的基准目标板形；x为所述带钢的归一化宽度坐标，以所述带钢的宽度中心位置为坐标原点，-1≤x≤1；a₀～a₆为系数。

4.根据权利要求3所述的冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，其特征在于，根据所述带钢的下游处理工序，确定所述基准目标曲线的具体表达形式的步骤包括：若所述下游处理工序为外卖商品卷，则所述基准目标曲线为直线；若所述下游处理工序为罩式退火，则所述基准目标曲线为中心下凹曲线；若所述下游处理工序为连续热镀锌，则所述基准目标曲线为中心上凸曲线；若所述下游处理工序为连续退火，则所述基准目标曲线为中心上凸曲线。

5.根据权利要求2所述的冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，其特征在于，所述温度补偿曲线模型为四次多项式函数，对应的计算公式为：

f_T(x)＝b₀+b₁x+b₂x²+b₃x³+b₄x⁴

其中，f_T(x)为温度补偿曲线，补偿所述带钢的横向温度分布不均产生的板形；x为所述带钢的归一化宽度坐标，以所述带钢的宽度中心位置为坐标原点，-1≤x≤1；b₀～b₄为系数。

6.根据权利要求5所述的冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，其特征在于，所述采集所述带钢的横向温度分布，并将其代入所述温度补偿曲线模型，确定所述温度补偿曲线的步骤包括：

采集所述带钢的横向温度分布的实测值；

将所述带钢的横向温度分布的实测值代入下述计算公式，确定所述带钢对应的温度补偿曲线的系数：

f_T(x)＝b₀+b₁x+b₂x²+b₃x³+b₄x⁴＝α_t·[t(x)-t₀]×10⁵

其中，α_t为所述带钢的线膨胀系数；t(x)为对应归一化宽度坐标x的实测温度；t₀为所述带钢宽度两侧边部的实测平均温度，

将所述带钢对应的温度补偿曲线的系数代入所述温度补偿曲线模型。

7.根据权利要求2所述的冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，其特征在于，所述卷取张力补偿曲线模型为二次函数，对应的计算公式为：

其中，f_C(x)为卷取张力补偿曲线，补偿所述带钢的板凸度在卷取过程中造成的板形；x为所述带钢的归一化宽度坐标，以所述带钢的宽度中心位置为坐标原点，-1≤x≤1；β为模型系数；c为所述带钢的板凸度与所述带钢的厚度之比；R_c为卷取机的卷筒半径；n为当前带卷的层数；h为所述带钢的厚度。

8.根据权利要求1所述的冷轧带钢目标板形曲线的设定方法，其特征在于，所述根据所述带钢的目标板形曲线及内应力平衡条件确定用于板形反馈控制的目标板形分布的步骤包括：

确定所述带钢的目标板形曲线后，根据所述带钢的横向内应力平衡条件

来确定用于板形反馈控制的目标板形分布，即：

其中，f(x_i)为所述带钢经过补偿后的目标板形，f(x_i)＝f_base(x_i)+f_T(x_i)+f_C(x_i)，f_base(x_i)为所述带钢的基准目标板形，f_T(x_i)为补偿所述带钢的横向温度分布不均产生的板形，f_C(x_i)为补偿所述带钢的板凸度在卷取过程中造成的板形；f′(x_i)为用于板形反馈控制的目标板形分布；x_i为对应第i个区域的归一化宽度坐标；N为沿所述带钢的宽度方向划分区域的总数。

9.一种计算机设备，用于冷轧带钢目标板形曲线的设定，其特征在于，所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，以使所述计算机设备实现如权利要求1至8中任一项所述方法。

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