[发明专利]高硬脆冷轧带材高能电脉冲板形调控方法

权利要求书

1.一种高硬脆冷轧带材高能电脉冲板形调控方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一：布置安装高能电脉冲轧制装置与导电序列；

所述高能电脉冲轧制所需装置包括：电轧辊、电导辊、可测温板形仪、可逆轧机、测厚仪和高能脉冲电源；

与传统闭环可逆轧机连接方法一致，只需将所述传统闭环可逆轧机中的工作辊替换为所述电轧辊，在轧机前安装所述电导辊，在轧机前后安装所述可测温板形仪，所述电导辊在可测温板形仪与机架之间，信号检测装置，包括可测温板形仪、热成像仪、霍尔电流传感器、测速码盘以及常规轧机所需传感器，均与板形测控系统相连接，板形测控系统输出连接轧机常规板形调整机构，同时连接高能电脉冲电源，高能脉冲电源正极接出若干并联导线与电导辊各导电块相连接，负极与电轧辊各导电块相连接；

所述电导辊和所述电轧辊辊身内部有相同个数的导电块，对所述导电块从所述轧机的操作侧开始进行编号，其中所述电导辊的导电块编号为i＝1、2、3、…、n；所述电轧辊的导电块编号为j＝1、2、3、…、n；

步骤二：计算真实板形和计算目标偏差；

开启步骤一中安装的轧制装置，开始轧制带材，在所述轧机入口处由所述可测温板形检测仪采集与所述导电块对应位置带材的初始温度和张应力信号，通过电流集流环送入所述板形测控系统，所述板形测控系统对所述初始温度、张应力信号进行处理，得到真实有效的板形信号；

目标偏差即设定目标板形与真实板形之间的偏差；依据得到的真实板形结果：

Δi＝B_set-B_real

式中：Δi是目标板形信号与真实板形信号的差，B_set为设定目标板形，B_real为真实有效板形；

步骤三：建立电参数与张力分布之间的控制关系；

令Iij(k)表示第k个调整周期的第i个电导辊的导电块与第j个电轧辊的导电块之间的电参数调整量，k＝1、2、3、…、m；

Iij(k)＝h(ΔTi,ρ,C,d,v)

式中，h为上述电参数调整量与带材不同位置温度变化的函数；ρ为电阻率、C为比热容、d为材料密度；ΔTi为电导辊的第i个导电块处带材的温度差值；v为轧制速度；

将Δi为第i个电导辊导电块处带材的板形偏差，温度差值ΔTi与板形偏差Δi可用带材横向张力St来表示：

Δi＝φ(Sti)

式中，Sti为i个电导辊导电块处带材的张力；根据电轧辊温度分布ΔTj可获得电轧辊热凸度改变量ΔCj：

ΔCj＝m×Ce×D×ΔTj

其中，m为热凸度修正系数，Ce为电导辊热膨胀系数，D为电导辊直径，ΔTj为电轧辊第j个导电块处温度差值；即可调节辊缝形状，使其满足固定的比例凸度关系，同时降低辊缝负载条件，保持良好的口袋润滑条件，进而获得良好的满足表面质量要求的摩擦峰或摩擦系数；

步骤四：确定高能电脉冲板形控制策略；

若ΔTi(k)＝T+，即温度差为正特征数，且Δi＝F+，即板形偏差为正特征数，则电参数调整量Iij(k)增加；

若ΔTi(k)＝T+，即温度差为正特征数，且Δi＝F0，即板形偏差为零特征数，则电参数调整量Iij(k)减小；

若ΔTi(k)＝T+，即温度差为正特征数，且Δi＝F-，即板形偏差为负特征数，则电参数调整量Iij(k)减小；

若ΔTi(k)＝T0，即温度差为零特征数，且Δi＝F+，即板形偏差为正特征数，则电参数调整量Iij(k)增加；

若ΔTi(k)＝T0，即温度差为零特征数，且Δi＝F0，即板形偏差为零特征数，则电参数调整量Iij(k)不变；

若ΔTi(k)＝T0，即温度差为零特征数，且Δi＝F-，即板形偏差为负特征数，则电参数调整量Iij(k)减小；

若ΔTi(k)＝T-，即温度差为负特征数，且Δi＝F+，即板形偏差为正特征数，则电参数调整量Iij(k)增加；

若ΔTi(k)＝T-，即温度差为负特征数，且Δi＝F0，即板形偏差为零特征数，则电参数调整量Iij(k)不变；

若ΔTi(k)＝T-，即温度差为零特征数，且Δi＝F-，即板形偏差为负特征数，则电参数调整量Iij(k)减小；

其中，ΔTi(k)为第k个周期第i个电导辊导电块处带材温度与上个周期的差值；T+、T0、T-分别为温差正、零、负的特征数；F+、F0、F-分别为板形偏差正、零、负的特征数；

步骤五：输出调整机构的调整量；

在传统调控手段作用后，将高能电脉冲加入板形调控，之后可投入分段冷却与高能电脉冲结合调控，传统调控手段的控制模型为公知技术，可直接调用，补偿传统板形调控手段的不足，通过改善轧制压力大小及分布，使传统调控手段获得更大的调节范围，利用所述步骤三建立的控制关系，板形调控系统输出脉冲电源电参数调整量Iij(k)；第k个周期的调整量Iij(k)可通过焦耳热定律和热传导以及经验模型获得，可控制高能电脉冲电源进行调整；

步骤六：反馈调节；

当带材沿横向的张力分布均匀时，即调控板形与目标板形得到匹配，结束对板形的调控；若分布不均，则视为不匹配，重复所述步骤二至步骤五。