[发明专利]铝单机架冷轧机的轧制规程制定方法

摘要

本发明涉及铝单机架冷轧机的轧制规程制定方法，按照所轧材质及规格由轧制规范库获取的轧制规范中，包含四种制度参数以适应铝单机架轧制过程特点，分别确定各道次退火、厚度、张力及速度参数；由道次规划制度、厚度分配制度、速度分配制度和张力分配制度组成轧制规范，对所轧材质规格由轧制规范库获取其轧制规范进行轧制规程制定，实现铝单机架冷轧机生产过程中不同材质、宽度及厚度规格的轧制规程自动生成，完成轧制规程制定。该方法具有很强的实用性，对于不同材质及规格可自动实现轧制规程制定，且简洁实用、计算效率高、速度快，适于在线使用。

主权项

1.铝单机架冷轧机的轧制规程制定方法，其特征在于：由道次规划制度、厚度分配制度、速度分配制度和张力分配制度组成轧制规范，对所轧材质规格由轧制规范库获取其轧制规范进行轧制规程制定，实现铝单机架冷轧机生产过程中不同材质、宽度及厚度规格的轧制规程自动生成，包括以下具体步骤——(1)道次规划制度，针对所轧材质及规格，确定其总道次数N、退火标志、退火道次号N₁、退火道次厚度参数，进行总体道次轧制规程规划；不同材质及规格的总体道次轧制情况不同，按照有无退火工艺对道次规划制度进行说明，如下：1a)无退火道次规划，从道次0到道次N-1，采用轧制规范所确定的厚度分配制度进行各道次厚度分配，结合速度制度和张力制度进行轧制规程制定；2a)有退火道次规划，铝带材退火处理后，从新的材料变形特性状态开始进行此道次段的厚度分配，退火道次参数将轧制道次分作两个道次段分别进行轧制规程制定，从道次0到道次N₁-1，从道次N₁到道次N-1，皆采用轧制规范所确定的厚度分配制度分别进行各段道次厚度分配后，结合速度制度和张力制度进行全部道次的轧制规程制定；(2)厚度分配制度，按照规范模式和规范值曲线进行厚度分配，针对不同的规范模式确定相应的规范值曲线，结合道次规划制度进行厚度分配；2a)规范模式，包括相对压下量比、轧制力比及轧制功率比三种规范模式，决定规范值的含义以及厚度分配所依规则模式；2b)轧制规范值，与每种规范模式对应，各有五个规范值确定规范值曲线，由此按照道次规划制度确定各道次段的各道次规范值，进而进行厚度分配，各道次规范值计算公式如下：k＝int(j)，0≤j≤4，k＝0，1，2，3，4G_i＝G_0k+(j-k)·(G_0k+1-G_0k)其中：i为道次号，N为总道次数，N₁为退火道次号，j为规范曲线插值点，k为规范曲线插值起始点，G为道次规范值，G₀为规范曲线的五点基准值；按照铝单机架冷轧机轧制规格的变化范围，其总道次数不超过10，且总道次数超过5的轧制规格进行退火处理，各道次段的道次数不超过5；采用5个规范基准值确定一条规范值曲线，以此确定各道次段的各道次规范值进行厚度分配；2c)厚度分配制度，确定规范模式和规范值曲线后，分别针对道次规划制度确定的各轧制道次段，按其道次数进行规范值曲线插值计算确定各道次轧制规范值后，即按照规范模式和规范值进行厚度分配；规范模式为相对压下量比时，要求厚度分配中轧制规程中各道次相对压下量的比值与轧制规范值的比值保持一致，如下：ε_i∶ε_i′＝G_i∶G_i′其中：ε为本道次相对压下量，％；i，i′为本道次段的道次号，无退火时：i，i′＝0，1...，N-1，有退火时：i，i′＝0，1...，N₁-1或i，i′＝N₁，N₁+1...，N-1；规范模式为轧制力比、轧制功率比方式时，厚度分配对各道次轧制规程参数的要求，如下：P_i∶P_i′＝G_i∶G_i′W_i∶W_i′＝G_i∶G_i′其中：P为本道次轧制压力，kN；W为本道次轧制功率，kW；(3)张力分配制度，按照单位张力系数、最大单位张力、绝对张力工艺限幅的张力制度参数，进行各道次张力分配；3a)按照材料变形抗力及单位张力系数计算出入口单位张力，并进行单位张力检查处理，如下：τb=α·Kbτb≤τmaxτmaxτb>τmax]]>τf=α·Kfτf≤τmaxτmaxτf>τmax]]>其中：τ_b、τ_f分别为本道次入口、出口单位张力，MPa；α为单位张力系数；K_b、K_f分别为本道次出口、入口变形抗力值，MPa；τ_max为单位张力最大值，MPa；3b)计算绝对张力，并进行开卷机、卷取机设备限幅以及绝对张力工艺限幅的检查处理，完成张力分配；T_max＝max{T_1max，T_2max，T_3max}Tb=TminTb<TminB·h0·τb/1000Tmin≤Tb≤TmaxTmaxTb>Tmax]]>Tf=TminTf<TminB·h·τf/1000Tmin≤Tf≤TmaxTmaxTf>Tmax]]>其中：T_b、T_f分别为本道次入口、出口绝对张力，kN；B为带材宽度，mm；h₀、h分别为本道次入口、出口厚度，mm；T_max、T_min分别为本道次绝对张力最大、最小限幅值，kN；T_1max、T_2max、T_3max分别为开卷机张力、卷取机张力及工艺张力的最大限幅值，kN；(4)速度分配制度，确定原料最大轧制速度、成品最大轧制速度、工艺最大轧制速度的参数，进而按照各道次厚度分配结果参数插值确定各道次轧制速度：V_i＝V_mat+(V_aim-V_mat)·(h_mat-h_i)/(h_mat-h_aim)其中：V_i为本道次轧制速度，m/s；V_mat、V_aim分别为原料、成品轧制速度，m/s；h_mat、h_aim分别为原料、成品厚度，mm；h_i为本道次出口厚度，mm；(5)道次设定及力能参数校核，按照四种制度确定各道次工艺参数后，根据材料变形抗力、轧辊压扁半径、轧制压力、前滑系数、轧制力矩、轧制功率的轧制参数数学模型进行道次设定，并对相对压下量、轧制压力、轧制力矩及轧制功率进行校核，超限时修改轧制规范数据以满足各道次轧制力能参数限制条件，最终形成所轧材质规格的轧制规程；各轧制规程参数限制条件如下：ε_min≤ε_i≤ε_maxP_min≤P_i≤P_maxM_i≤M_maxW_i≤W_max其中：ε_min、ε_min分别为相对压下量最小、最大限幅值，％；P_min、P_min分别为轧制压力最小、最大限幅值，kN；M_max为轧制力矩最大限幅值，kN*m；W_max为轧制功率最大限幅值，kW；对各道次相对压下量、轧制压力作最大最小限幅处理，要求不超过工艺最大极限值，同时要求充分利用各道次轧制能力；对各道次轧制力矩、轧制功率进行最大限幅处理；5a)相对压下量、轧制力、轧制力矩超限时，修改轧制规范中的厚度分配制度参数，对各道次厚度规范值进行均匀化调整；5b)轧制功率超限时，修改轧制规范中的速度分配制度，降低各道次轧制速度，消除功率超限问题；5c)之上两步骤调整不能满足力能参数限制条件时，修改轧制规范中的道次规划制度，增加道次数重新进行轧制规程的制定直至合理；5d)按照力能参数校核并调整合理后的轧制规程，计算确定形成此规程所需要的轧制规范数据，并将其更新保存至轧制规范库中，用于后续同规格材质的轧制规程制定。