[发明专利]一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法

摘要

本发明公开了一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法，将L台轧机组成的连轧系统进行分阶段，不同的阶段的轧制目标不同，其中前L-2台轧机作为变形机架，最后两台轧机作为精整机架。为提高轧制过程的轧制状态、设备寿命以及使用率等，对于前L-2台轧机建立负载均衡优化模型；为提高钢管的尺寸精度，对于最两个机架建立壁厚优精度优化模型；对于前L-2台轧机，以连轧过程总负载均衡最小，运用基于粒子群优化算法，最后两机架以壁厚精度最高为目标，运用迭代算法，进行轧制规程优化设计，实现各机架的延伸率以及轧制速度的优化。

主权项

1.一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法，其特征在于，对具有L台机架的连轧机中的第1台机架到第L-2台机架建立机架负载均衡分配模型，对最后两台机架建立机架壁厚精度模型；对前L-2台机架，以机架负载均衡最小为目标，以前L-2台机架的延伸率和L台机架中任意机架的轧制速度作为粒子，采用粒子群优化算法，适应度函数为F，获得前L-2台机架中每台机架的延伸率与轧制速度；对最后两台机架，以机架壁厚精度达到设定值为目标，采用迭代方法，获得最后两台机架中每台机架的延伸率，完成无缝钢管连轧过程轧制规程优化；所述机架负载均衡模型对应的目标函数S，其中，N_i为第i台机架的轧制总功率，N_hi为第i台机架主电机的额定功率，α_i为第i台机架主电机的主电机负荷系数，取值范围是85%-90%；其中，ξ_i为传动效率，为电机的铭牌参数，R_pmi为第i台机架中电机的转速，Tr_i为第i台机架的转矩；所述第i台机架壁厚精度模型对应的目标函数err_i，err_i=min(W_i-W_h)，其中，W_i为第i台机架的出口壁厚，W_h为连轧机的出口壁厚，L-1≤i≤L；所述机架负载均衡模型和机架壁厚精度模型需满足的约束条件如下：（1）轧辊强度的约束：Pi<PmaxiMzi<Mmaxivmini<vi<vmaxi]]>其中，P_i、P_maxi分别为第i台机架上实际轧制力和最大允许轧制力；M_zi、M_maxi分别为第i台机架上实际轧制力矩、最大允许轧制力矩，v_i、v_mini、v_maxi分别为第i台机架上实际轧制速度、最小允许轧制速度和最大允许轧制速度；（2）电机能力的约束：M_i>M_hi其中，M_hi为第i台机架的电动机额定转矩，M_i为第i台机架的传动轧辊所需力矩；（3）各机架的轧制速度、延伸率的约束：F_o1v₁=F_o2v₂=…F_oiv_i…=F_oLv_Lλ_总=λ₁λ_i…λ_L其中，F_oi和v_i分别为第i台机架出口处钢管横截面积和轧制速度；λ_总为连轧机的延伸率，λ_i为第i台机架的延伸率；所述适应度函数其中，C_i=(P_i-P_maxi)+(M_zi-M_maxi)+(v_mini-v_i)+(v_i-v_maxi)+(M_hi-M_i)，ρ的取值为大于10⁸的整数。