[发明专利]一种立轧轧件狗骨形状预测方法

摘要

本发明提供一种立轧轧件狗骨形状预测方法，包括：获取立轧某道次工艺规程数据，包括立轧轧件的入口厚度，入口宽度，出口宽度以及出口温度；检测轧件入口速度和立辊速度，获取立辊半径以及立辊与轧件的摩擦系数；根据立轧变形区的狗骨形状数学模型预测立轧轧件横断面狗骨形状的轮廓曲线及出口处狗骨形状参数，包括：骨峰值高度、与辊面接触的狗骨高度、狗骨骨峰位置和狗骨影响区长度。本发明建立狗骨形状数学模型，综合考虑立轧过程中工艺规程和设备参数的基础上，精确预测立轧后轧件横断面狗骨形状的轮廓曲线，解决在不同生产条件下预测立轧后轧件横断面形状的问题，在线计算得到立轧后狗骨形状，应用于立轧控制过程中，提高轧件形状的控制精度。

主权项

1.一种立轧轧件狗骨形状预测方法，包括：步骤1、获取立轧某道次工艺规程数据，包括立轧轧件的入口厚度，入口宽度，出口宽度以及出口温度；步骤2、检测轧件入口速度和立辊速度，获取立辊半径以及立辊与轧件的摩擦系数；步骤3、根据立轧变形区的狗骨形状数学模型预测立轧轧件横断面狗骨形状的轮廓曲线及出口处狗骨形状参数，包括：骨峰值高度、与辊面接触的狗骨高度、狗骨骨峰位置和狗骨影响区长度；所述立轧变形区的狗骨形状数学模型描述立轧变形区轧件横断面的狗骨形状轮廓；所述立轧变形区的狗骨形状数学模型的建立方法如下：步骤3.1、建立立轧变形区的狗骨形状数学模型：根据立轧变形区狗骨形状截面在宽度方向的变化将立轧变形区划分区域，分别建立各区域轧制方向上描述狗骨形状的数学模型；步骤3.2、根据立轧变形区的狗骨形状数学模型和流函数性质，建立立轧变形区的速度场和应变速度场；步骤3.3、根据出口温度T和现场实际立轧材料及工艺规程，计算立轧时轧件的变形抗力；步骤3.4、根据立轧变形区的狗骨形状数学模型以及立轧变形区的速度场和应变速度场，计算轧件内部变形功率、剪切功率和摩擦功率，得到总功率泛函；步骤3.5、总功率泛函取得最小值时获得狗骨形状数学模型最佳，即得到最终的立轧变形区的狗骨形状数学模型；其特征在于，所述步骤3.1根据立轧变形区任意一点的狗骨形状截面在宽度方向的变化将立轧变形区划分区域，分别建立描述各区域狗骨形状的数学模型，具体如下：以轧件入口宽度与厚度中心为原点、轧件长度方向为x轴、轧件厚度方向为y轴、轧件宽度方向为z轴建立坐标系，根据立轧变形区狗骨形状截面在宽度方向的变化将立轧变形区划分为：Ⅰ区，0＜z＜Wx‑3Ax；Ⅱ区，Wx‑3Ax＜z＜Wx‑Ax；Ⅲ区，Wx‑Ax＜z＜Wx；其中，z为立轧变形区任意一点到轧件宽度中心的垂直距离；立轧变形区任意一点到坐标系原点的水平距离x处的轧件宽度的一半R为立辊半径，W_E为立轧轧件出口宽度的一半，l为变形区接触弧在立轧方向上的投影长度，立轧变形区任意一点到立轧入口的水平距离x处的狗骨形状截面宽度参数A_x＝(W_x‑W_E+3A)/3，A是随立轧工艺参数变化的待定常数；Ⅰ区狗骨形状数学模型：hⅠ＝h0其中，hⅠ为Ⅰ区轧件厚度的一半，h0为轧件入口厚度的一半；Ⅱ区狗骨形状数学模型：其中，hⅡ为Ⅱ区轧件厚度的一半，β是随立轧工艺参数变化的待定常数，ΔWx是立轧变形区内任意一点到立轧入口水平距离x处轧件宽度的绝对压下量的一半；Ⅲ区狗骨形状数学模型：其中，hⅢ为Ⅲ区轧件厚度的一半；Ⅰ区狗骨形状数学模型、Ⅱ区狗骨形状数学模型、Ⅲ区狗骨形状数学模型即为立轧变形区的狗骨形状数学模型，该模型中含有待定常数A和β。