[发明专利]一种单机架平整机组张力与延伸率优化方法

权利要求书

1.一种单机架平整机组张力与延伸率优化方法，其特征在于包含以下步骤：

(a)收集单机架平整机组的设备特征参数；

(b)收集待综合设定金属模型参数的带材关键轧制工艺参数，主要包括：带材来料的厚度横向分布值H_i、带材的延伸率ε，轧制速度V，带材的前后张力T₀、T₁，带材的出口厚度h₁，工作辊直径D，带材宽度B和带材的屈服极限σ_s；

(c)收集工艺特征参数，主要包括：允许的最大板形SHAPE*；延伸率的最大值和最小值ε_max，ε_min；

(d)将弯辊力设定在基态；

(e)定义前张力初始值T₀₁、后张力初始值T₀₀，以及延伸率设定值ε；

(f)计算当前工况下的延伸率实际值ε^*；

(g)计算当前工况下延伸率实际值ε^*和延伸率设定值ε的偏差若偏差绝对值小于延伸率设定值的1％，则立即进入步骤(h)，否则返回步骤(e)，调整延伸率设定值ε；

(h)计算当前工况下轧制压力P,P＝f·L；其中f为单位轧制力，L为轧制变形区中轧辊与带材接触弧长度，B为带材宽度，a₀、a₁为平整钢种与工况影响系数，σ_p为当量变形抗力，σ_p＝k₃·(σ_s+a·lg1000·e)-(k₁·T₁+k₂·T₀)，D为工作辊直径，ε为带材延伸率，μ为摩擦系数，h₀为带材入口厚度，e为变形速率，k₁、k₂为前后张力加权系数，k₃为变形抗力影响系数，σ_s为带材屈服强度，a为应变速率系数；

(i)计算在来料确定的条件下，成品带材的前张力横向分布；前张力横向分布可以表示为：其中，σ₁(x)为出口带材横向各点单位张力，σ₁为出口侧总张力，B为带材宽度，为带材出口平均厚度，h(x)为带材出口厚度横向分布值，为带材入口平均厚度，H(x)为带材入口厚度横向分布值，为表示来料板形的长度平均值，L(x)为表示来料板形的长度横向分布值，Δu'为带材横向位移增量横向分布函数；

(j)计算当前轧制压力下的平衡机组出口板形值I，E、ν为工作辊的杨氏模量和泊松比；

(k)构造目标函数F(X)，令其中，i为带钢横向条元数，I_i为带钢横向各条元板形分布值，α、β、γ为加权系数，此处取α＝0.4、β＝0.3、γ＝0.3，ψ为当前工况下的打滑因子，其中工作辊压扁半径Δh为压下量，R为工作辊半径，E、ν为工作辊的杨氏模量和泊松比；

(l)求取目标函数F(X)的极值，即最小值；若结果收敛，则立刻进入步骤(m)，否则返回步骤(e)修改前后张力的初始设定值；

(m)在优化过程中，当计算得到某一函数值F(X_i)与下一个函数值F(X_i+1)间存在如下关系时即可停止优化得到最优解，即满足时的前后张力设定值和延伸率设定值；

(n)输出满足条件的上述前后张力设定值和延伸率设定值，优化过程结束。

2.根据权利要求1所述的一种单机架平整机组张力与延伸率优化方法，其特征在于：所述步骤(a)中，单机架平整机组的设备特征参数包括：机架工作辊直径D、工作辊与支撑辊原始辊型分布值ΔD_wi,ΔD_bi、工作辊与支撑辊辊身长度L₁，L₂、工作辊弯辊缸距l₂、压下螺丝中心矩l₁、工作辊弯辊允许的最大正负弯辊力与机架工作辊上机粗糙度Ra₁、机架工作辊轧制公里数L、机架轧制力允许最大值P_max、出口板面粗糙度轧辊复印部分中机架带材的入口厚度影响线性系数与非线性系数分别为α_h,α'_h、机架出口板面粗糙度遗传部分中机架带材的入口厚度影响系数β_h、机架出口板面粗糙度遗传部分与复印部分中末机架带材的材质影响系数α_k,β_k、机架出口板面粗糙度遗传部分与轧辊复印部分中延伸率影响系数α_ε,β_ε和机组设备特性影响参数η₁,η₂。