[发明专利]一种提高轧制过程稳定性的张应力动态补偿方法

说明书

一种提高轧制过程稳定性的张应力动态补偿方法，属于冷轧自动控制技术领域，通过在整个轧制速度范围内对机架前张应力和后张应力进行动态补偿，实现稳定的轧制过程。本发明的特征在于：通过对非高速稳态轧制过程中的张应力补偿，使得轧制力保持稳定，从而解决了带钢在低速轧制、加速轧制、降速轧制等非高速稳态轧制过程中的不稳定问题，提高了冷轧带钢的生产稳定性，为冷轧带钢质量稳定控制和成材率提高创造了前提条件。

技术领域

本发明属于冷轧自动控制技术领域，特别涉及一种提高轧制过程稳定性的张应力动态补偿方法。

背景技术

冷轧轧制过程稳定性是冷轧生产过程中的首要追求目标之一，只有生产过程保持稳定才能保证正常的生产节奏、较高的生产效率和稳定的质量控制。影响冷轧生产过程稳定性的因素很多，其中轧制速度的变化，例如低速轧制、加速轧制和降速轧制等，是最容易发生生产不稳定的工况，在这些过程中可能会导致带钢跑偏、断带、厚度偏差等质量缺陷和生产故障。但是在实际生产过程中，轧制速度的变化是一个不可避免的轧制状态，在速度变化过程中保证生产稳定和产品质量合格是轧制过程控制系统的基本功能需求和必须解决的问题。

通过分析可以知道，速度变化影响生产稳定和质量控制的根本原因在于，轧制速度的变化直接影响轧辊和带钢之间摩擦，而摩擦的变化会对轧制力的大小产生直接影响。轧制力作为冷轧轧制过程中的最活跃因素，轧制力的稳定性直接关系到轧制过程的稳定性。

基于上述分析，冷轧自动控制系统通常在轧制速度发生变化的时候，通过对机架前张应力和后张应力进行补偿，用以弥补速度变化导致的摩擦状态的变化，保证轧制过程轧制力的基本稳定。传统的张应力补偿方法是针对低速状态给出固定的张应力补偿系数，但是低速轧制所指的低速是一个速度范围，仅仅给出一个固定的张应力补偿系数显然是无法满足多个低速轧制过程的稳定性需求的。

针对常规的固定值张应力补偿方法无法满足多个低速轧制状态对轧制稳定性的需求这一现实问题，本发明提供了一种提高轧制过程稳定性的张应力动态补偿方法，在整个轧制速度范围内对机架前张应力和后张应力进行动态补偿，提高了冷轧带钢的生产稳定性，为冷轧带钢质量稳定控制和成材率提高创造了前提条件。

发明内容

本发明的目的是为了解决带钢在低速轧制、加速轧制、降速轧制等非高速稳态轧制过程中的不稳定问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种提高轧制过程稳定性的张应力动态补偿方法，其特征在于对整个轧制速度范围进行分段的前提下，计算各速度分段点机架前张应力和后张应力补偿值，张力控制系统根据实际轧制速度计算实际需要的张应力补偿值，并计算新的张力设定值用于张力控制，保证轧制过程的稳定性。

一种提高轧制过程稳定性的张应力动态补偿方法，包括以下步骤：

步骤一、基于冷轧过程控制，获取高速稳态轧制过程中轧制速度vm、机架前张应力ftfm、机架前张力tfm、机架后张应力ftbm和机架后张力tbm，以及高速稳态轧制过程所对应的轧制力frm；

步骤二、将整个轧制速度范围平均分成n段处理，所获得的速度分段点vs_i将作为后续各模块计算张应力补偿值的基准点，其中i＝1,2,…,n,n+1；所述的整个轧制速度范围，是指从穿带速度vt到高速稳态轧制过程所对应的轧制速度vm之间的轧制速度范围；

步骤三、通过计算各速度分段点的轧制力frs_i、各速度分段点轧制力frs_i与高速稳态轧制力frm的偏差frds_i、前张应力对轧制力的影响系数eftfs_i、后张应力对轧制力的影响系数 eftbs_i等的中间计算过程，最终获得各速度分段点的前张应力补偿值ftafs_i和后张应力补偿值 ftabs_i；