[发明专利]HC轧机非对称弯辊非对称横移板形控制方法

说明书

技术领域

本发明属于冷连轧机板形控制领域，涉及一种HC轧机非对称弯辊非对称横移板形控制方法。

背景技术

轧后带材的板形除了与来料板形及其塑性变形规律有关外，与辊系的弹性变形关系也十分密切，在板带轧制过程中，轧件的出口端面形状恰好就是负载辊缝的形状。因此辊系模型的建立对板形和板凸度控制有很重要的作用。

目前，板带通常是在对称条件下轧制成的^[1，2](〔1〕彭艳：基于条元法的HC轧机冷轧机板形预设定控制理论研究及工业应用〔博士学位论文〕，秦皇岛，燕山大学，2000；〔2〕刘玉礼：HC轧机板形控制机能的研究〔硕士学位论文〕，秦皇岛：燕山大学，1986)，但由于来料凸度可能不对称以及轧机本身控制性能的不同，轧后易于产生复合浪形。然而，板带轧制的分析通常都是在对称轧制条件下进行的，辊系模型的建立也是在弯辊力和中间辊横移量对称的条件下建立的，传统的对称轧制板形控制模式已不适应板形控制技术发展的需要，而非对称轧制板形控制方法缺乏成熟的理论基础和数学模型。

发明内容

为了克服现有的HC轧机在板形控制中仍然采用传统的对称轧制板形控制模式等问题，本发明提供一种HC轧机非对称弯辊非对称横移板形控制方法，本发明以分割模型影响函数法和条元变分法为基础，开发了六辊HC轧机非对称轧制完整的板形分析数学模型，该发明对于提高HC轧机非对称轧制的板形板凸度控制质量有重要意义。

为了实现上述目的，本发明所述的HC轧机非对称弯辊非对称横移板形控制方法，包括以下由计算机系统执行的步骤：

(a)收集HC轧机和带钢的设备及工艺参数：

包括支承辊、中间辊和工作辊的辊身长度l_b、l_m和l_w及轧辊直径D_b、D_m和D_w，支承辊传动侧与操作侧压下油缸间距A₃，支承辊、中间辊和工作辊正负弯辊、传动侧与操作侧弯辊液压缸中心距L₃、L₂和L₁，支承辊、中间辊和工作辊传动侧与操作侧弯辊力F_b^l和F_b^r、F_m^l和F_m^r、F_w^l和F_w^r，带钢宽度B，屈服极限δ_s，带钢弹性模量E_s和泊松比v_s；

(b)辊系及轧件单元离散化：

沿全辊身长自左向右编排单元序号，将其等分为m份，单元宽度Δy_i，以左压下支点处为原点，各单元中点的横坐标为y_i(i＝1，2，3......m)。随着中间辊横位置的不同，中间辊辊身端部与支承辊、工作辊及轧件边部的相对位置有4种不同情况(如图1)，以中间辊的初始位置(δ＝0时)即以过工作辊辊身中点处垂线为对称轴，δ正负以中间辊横移方向左负右正为标准，作用在轧辊上的载荷亦按相同单元离散化，单位宽度轧制力离散为p_i(i＝1，2......m)，支承辊和中间辊单位宽度辊间压力离散为q_mbi(i＝1，2，3......m)，工作辊和中间辊单位宽度辊间压力离散为q_wmi(i＝1，2，3......m)。轧件变形、轧辊挠度和弹性压扁也按相同单元离散化；

(c)计算前张应力横向分布值与单位宽度轧制压力，计算流程见图2，包括以下由计算机系统执行的步骤：

c1)给定初始参数h_0i、h_1i、h_ij、Δh_i、l_0i；

c2)计算条元上出口横向位移u_i及其导数u′_i；

c3)计算条元上前张应力横向分布值σ_1i、后张应力横向分布值σ_0i；

c4)计算单位宽度轧制力p_l(y)。

(d)根据HC轧机非对称轧制受力模型(如图3)，设定非对称轧制时支承辊、中间辊和工作辊弯辊力影响系数，包括以下内容：

d1)支承辊左右弯辊力的弯曲影响系数为：