專利名稱：二次冷軋機(jī)組生產(chǎn)帶材的平整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶材的軋制方法，特別涉及一種采用二次冷軋機(jī)組生 產(chǎn)帶材，尤其是生產(chǎn)高光亮鏡面板的平整方法。
背景技術(shù)：
帶材(如帶鋼)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其中，高光亮鏡面板作為國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)需求量巨大的一種帶鋼，主要用于餐具、燈器具、鎖具、禮品盒、 打火機(jī)等，其特點(diǎn)是對(duì)相關(guān)產(chǎn)品板形與表面質(zhì)量的要求極高。以表面質(zhì)量 為例，對(duì)于滿足現(xiàn)代化器具加工需求的高光亮鏡面板而言，其表面粗糙度
必須控制在0.1/^以下，而且不能有任何色差。
但是，由于此前國(guó)內(nèi)對(duì)于高光亮鏡面板主要依賴于進(jìn)口，相關(guān)平整生 產(chǎn)工藝的開發(fā)都處于探索階段，國(guó)外雖然對(duì)于鏡面板工藝的開發(fā)研究較 早，但主要側(cè)重于對(duì)不銹鋼等鏡面板的化學(xué)成分和熱軋工藝等方面的研 究，并且一般采用的是單機(jī)架四輥平整機(jī)來(lái)生產(chǎn)高光亮鏡面板，成品的表 面精度往往不盡人意。
隨著軋制機(jī)械設(shè)備和工藝過(guò)程的不斷完善，在實(shí)際生產(chǎn)中，越來(lái)越多 地采用冷軋帶鋼的生產(chǎn)技術(shù)來(lái)生產(chǎn)厚度減小到一定尺寸的薄帶鋼，因?yàn)椴?用冷軋方式可以提高帶鋼表面質(zhì)量、改善力學(xué)性能和獲得精確的尺寸偏 差。而為了保證帶鋼的板形和表面質(zhì)量的加工要求，實(shí)際生產(chǎn)中常采用二
次冷軋的生產(chǎn)工藝及相應(yīng)設(shè)備，如圖1所示，帶材1從開巻機(jī)2巻出后送 至冷軋機(jī)組，第一機(jī)架A和第二機(jī)架B均為六輥機(jī)型的冷軋機(jī)組，每個(gè)機(jī) 架的軋輥都包括工作輥4、中間輥5以及支撐輥6，其中，工作輥4與帶 材1的表面直接接觸以進(jìn)行軋制，經(jīng)過(guò)兩個(gè)機(jī)組的依次軋制，帶材l達(dá)到 規(guī)定的厚度并被送至巻取機(jī)3回巻。為了控制板形，在軋制過(guò)程中，中間 輥5可以有一定量的竄動(dòng)，如圖2a和2b所示，圖2a為串輥前的狀態(tài)，圖 2b為中間輥5沿箭頭方向發(fā)生串動(dòng)的情形；同時(shí)，工作輥4與中間輥5還具有液壓彎輥裝置以產(chǎn)生如箭頭方向所示的中間輥彎輥力和工作輥彎輥 力，如圖3所示。
然而，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，如何控制并調(diào)整生產(chǎn)出的成品的表面粗糙 度及板形質(zhì)量一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切希望解決的問(wèn)題，在以往的操作 過(guò)程中，帶材的軋制工藝參數(shù)以及冷軋機(jī)組的設(shè)備工藝及現(xiàn)場(chǎng)軋制參數(shù)等 各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整一般是取決于操作人員的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，因此往往會(huì)造 成產(chǎn)品板形不好控制，表面質(zhì)量不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，提供一種二次冷軋機(jī)
組生產(chǎn)帶材的平整方法，在生產(chǎn)厚度規(guī)格為0.25mm-0.3mm，成分為C《 0.12%， Mn《0.5%， P《0.035%， S《0.025%，且成品抗拉強(qiáng)度>270Mpa 的薄型高光亮鏡面板時(shí)，可同時(shí)滿足產(chǎn)品的板形與表面質(zhì)量要求。
為此，本發(fā)明在完成平整前道工序與軋輥磨削工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)合 理的設(shè)定第一機(jī)架和第二機(jī)架的工作輥表面粗糙度以及延伸率的分配系 數(shù)來(lái)控制帶材的表面粗糙度，并以成品機(jī)架帶材的出口張力與軋制壓力橫 向分布都均勻作為目標(biāo)合理設(shè)定彎輥力、竄輥量、機(jī)架前中后三段張力來(lái) 控制成品板形及其它可能產(chǎn)生的表面缺陷，同時(shí)配合平整后道工序，以形 成二套完整的二次冷軋機(jī)組高光亮鏡面板平整生產(chǎn)技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的二次冷軋機(jī)組生產(chǎn)帶材的平整方法采用的二次冷軋機(jī) 組包括第一機(jī)架和第二機(jī)架，每個(gè)機(jī)架包括工作輥、中間輥和支撐輥，該
平整方法具體包括以下步驟
(A) 確定待軋制的帶材的軋制工藝參數(shù)和冷軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)；
(B) 將步驟(A)中確定的參數(shù)輸入到控制運(yùn)算器中，按照建立的計(jì) 算模型及控制目標(biāo)函數(shù)得出軋制工藝設(shè)定值；
(C) 根據(jù)得出的軋制工藝設(shè)定值進(jìn)行二次冷軋工藝。
其中，步驟(A)中的待軋制的帶材的軋制工藝參數(shù)包括帶材來(lái)料 的厚度橫向分布值巧；來(lái)料板形的橫向分布值A(chǔ);帶材的寬度^;延伸率
設(shè)定值S。；機(jī)架間延伸率分配系數(shù)允許極限值《皿，《■;帶材來(lái)料粗糙度
^一。；成品帶材要求粗糙度^一、第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥的軋制長(zhǎng)度；A;第一機(jī)架和第二機(jī)架的工作輥所允許的最大軋制長(zhǎng)度A皿，^2,。
冷軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)包括第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥直徑""，Av2;
第一機(jī)架和第二機(jī)架中間輥直徑""'""^;第一機(jī)架和第二機(jī)架支撐輥直 徑"w，A^第一機(jī)架工作輥、中間輥以及支撐輥的輥型分布AZ^，AD^AZ^;
第二機(jī)架i作輥、中間輥以及支撐輥的輥型分布^2w'，^^，AD2w;第一機(jī)
架和第二機(jī)架工作輥的輥身長(zhǎng)度^"^2;第一機(jī)架和第二機(jī)架中間輥的輥 身長(zhǎng)度A^'^2;第一機(jī)架和第二機(jī)架支撐輥的輥身長(zhǎng)度4，^2;第一機(jī)架
和第二機(jī)架工作輥壓下螺絲中心距^，L;第一機(jī)架和第二機(jī)架中間輥壓
下螺絲中心距^人2;第一機(jī)架和第二機(jī)架支撐輥壓下螺絲中心距^，^;
第一機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量^皿；第二機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量 《薩；第一機(jī)架工作輥與中間輥的最大彎輥力《+誦》、 ^w麗、&:麗、&:"腿；
第二機(jī)架工作輥與中間輥的最大彎輥力Kw、Cax、&+mmax、 &:max。
進(jìn)一步地，步驟(B)包括
(a) 確定第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥的原始表面粗糙度的設(shè)定值；
(b) 根據(jù)確定的工作輥的原始表面粗糙度的設(shè)定值確定第一機(jī)架和 第二機(jī)架的延伸率分配系數(shù)；
(C)確定帶材在二次冷軋機(jī)組的前中后三段張力以及第一機(jī)架和第二 機(jī)架的軋制壓力；
(d)確定第一機(jī)架和第二機(jī)架的彎輥力以及中間輥竄動(dòng)量。 在步驟(a)中，第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥的原始表面粗糙度設(shè)定值 的確定采用以下步驟
(al)建立各個(gè)機(jī)架的延伸率5與延伸率分配系數(shù)^之間的函數(shù)關(guān)系， 艮卩A- 《，e2 =e0*(l_《)；
(a2)根據(jù)機(jī)組的設(shè)備參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)軋制參數(shù)，找出工作輥表面粗糙度 ^'-。'〃的衰減系數(shù)&，并建立軋制過(guò)程中各工作輥表面粗糙度^^":與軋制
長(zhǎng)度Z''、軋輥表面原始粗糙度^"w之間的關(guān)系模型
(a3)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)軋制參數(shù)，建立各個(gè)機(jī)架出口處帶材的表面粗糙度 與軋輥表面粗糙度^w、來(lái)料原始粗糙度^^沖。以及延伸率s等主
要軋制工藝參數(shù)之間的關(guān)系模型
8(a4)將相關(guān)參數(shù)值代入相關(guān)模型以組成一個(gè)方程組，解出第一機(jī)架 和第二機(jī)架工作輥原始表面粗糙度的設(shè)定值A(chǔ)^。飾。
優(yōu)選將兩組參數(shù)值帶入關(guān)系模型，即丄1=0、 4=0、《=《腿、
A= ^A,一以及丄1 =丄iirax 、丄2 =丄2nrnx 、f = 4lin 、^A沖=。
更進(jìn)一步地，在步驟(b)中，第一機(jī)架和第二機(jī)架的延伸率分配系
數(shù)的確定包括以下步驟
(bl)根據(jù)第一機(jī)架和第二機(jī)架的工作輥原始粗糙度的設(shè)定值A(chǔ)"'-。〃o'
構(gòu)造出當(dāng)前狀態(tài)下成品帶材的表面粗糙度的計(jì)算模型 A"加》=/ (《,A, ^"鄉(xiāng)。，A"w,o );
(b2)將實(shí)際工作輥軋制公里數(shù)^、軋輥表面原始粗糙度^^/服、成 品帶材的表面粗糙度^""—代入模型，求出相應(yīng)的延伸率分配系數(shù),。
在步驟(c)中，帶材在二次冷軋機(jī)組的前中后三段張力以及第一機(jī)架
和第二機(jī)架的軋制壓力的確定包括以下步驟
(cl)給定第一機(jī)架和第二機(jī)架張力的初始設(shè)定值Z。-^，；W以及 相應(yīng)的迭代精度；
(c2)計(jì)算出當(dāng)前張力及延伸率分配系數(shù)《下所對(duì)應(yīng)的第二機(jī)架的軋
制壓力橫向分布值& ，以及第二機(jī)架的前張力橫向分布值;
(C3)計(jì)算板形與表面質(zhì)量綜合控制目標(biāo)函數(shù) 尸(工)一 a , (max("2i') — min(cr2U)) , 口 " ) (max(^) — min(g2,))
其中，^為加權(quán)系數(shù)； (c4)判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變張力設(shè)定值，重復(fù) 上述步驟(cl)至步驟(c3)，直至Powell條件成立，結(jié)束計(jì)算，得出最 佳張力設(shè)定值；
(c5)根據(jù)延伸率分配系數(shù)、總延伸率及計(jì)算得出的三段張力設(shè)定 值得出相應(yīng)的軋制壓力設(shè)定值。
為了保證彎輥對(duì)板形有足夠的調(diào)節(jié)范圍，優(yōu)選在步驟(c)的計(jì)算進(jìn) 行之前將彎輥力設(shè)在基態(tài)，即
9<formula>formula see original document page 10</formula>
2 ，而中間輥竄輥量設(shè)定為o。
更進(jìn)一步地，在步驟(d)中，第一機(jī)架和第二機(jī)架的彎輥力以及中
間輥竄動(dòng)量的確定包括以下步驟
(dl)給定第一機(jī)架和第二機(jī)架的彎輥力與竄輥量的初始設(shè)定值
X?！猑，^A"^2,《,W以及迭代精度f(wàn);
(d2)計(jì)算出當(dāng)前張力及延伸率分配系數(shù)《及彎輥與竄輥條件下所對(duì)
應(yīng)的第二機(jī)架軋制壓力橫向分布值&、第二機(jī)架前張力橫向分布值^。 (d3)計(jì)算板形與表面質(zhì)量綜合控制目標(biāo)函數(shù) 尸d" , (max(cr21,) — min(o~21;)) "(max(g^) — min( 2,》
2 —
其中，"2為加權(quán)系數(shù)； (d4)判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變彎輥力與竄輥量的 設(shè)定值，重復(fù)上述步驟(dl)至步驟(d3)，直至Powell條件成立，結(jié)束 計(jì)算，得出最佳彎輥力與竄輥量的設(shè)定值。
本發(fā)明生產(chǎn)帶材的平整方法原理簡(jiǎn)明，根據(jù)得出的軋制工藝設(shè)定值進(jìn) 行的二次冷軋工藝生產(chǎn)順利，并且經(jīng)平整的帶材板形與表面質(zhì)量都很高； 此外，由于在本發(fā)明中采用的是鮑威爾(Powell)優(yōu)化快速算法，計(jì)算速 度快，適于在線使用。


通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述，可以進(jìn)一步理解
本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中
圖1是采用二次冷軋機(jī)組生產(chǎn)工藝的設(shè)備布置的示意圖2a和2b是二次冷軋機(jī)組的中間輥發(fā)生竄動(dòng)情況的示意圖，其中，
圖2a示出串輥前的狀態(tài)，圖2b示出串輥后的狀態(tài)；
圖3是二次冷軋機(jī)組的工作輥與中間輥發(fā)生彎輥情況的示意圖； 圖4是本發(fā)明二次冷軋機(jī)組生產(chǎn)帶材的平整方法的總流程5是圖4中步驟(B)的流程圖6是圖5步驟(a)中第一和第二機(jī)架工作輥表面粗糙度的設(shè)定計(jì)算 流程圖7是圖5步驟(b)中第一和第二機(jī)架延伸率分配系數(shù)的設(shè)定計(jì)算 流程圖8是圖5步驟(c)中前中后三段張力及第一和第二機(jī)架軋制壓力的 設(shè)定計(jì)算流程圖9是圖5步驟(d)中第一和第二機(jī)架彎輥力以及中間輥竄動(dòng)量的 設(shè)定計(jì)算流程圖10是根據(jù)本發(fā)明平整方法而得出的第一實(shí)施例的關(guān)鍵參數(shù)與按照 傳統(tǒng)方法所得出的關(guān)鍵參數(shù)的對(duì)比圖11是根據(jù)本發(fā)明平整方法而得出的第一實(shí)施例的實(shí)際帶材表面粗 糙度精度與按照傳統(tǒng)方法所得出的實(shí)際帶材表面粗糙度精度的對(duì)比圖12是根據(jù)本發(fā)明平整方法而得出的第一實(shí)施例的帶材出口板形橫 向分布圖13是按照傳統(tǒng)方法而得出的第一實(shí)施例的帶材出口板形橫向分布
圖14是根據(jù)本發(fā)明平整方法而得出的第一實(shí)施例的軋制壓力橫向分 布圖15是按照傳統(tǒng)方法而得出的第一實(shí)施例的軋制壓力橫向分布圖； 圖16是根據(jù)本發(fā)明平整方法而得出的第二實(shí)施例的關(guān)鍵參數(shù)與按照
傳統(tǒng)方法所得出的關(guān)鍵參數(shù)的對(duì)比圖17是根據(jù)本發(fā)明平整方法而得出的第二實(shí)施例的實(shí)際帶材表面粗
糙度精度與按照傳統(tǒng)方法所得出的實(shí)際帶材表面粗糙度精度對(duì)比圖18是根據(jù)本發(fā)明平整方法而得出的第二實(shí)施例的帶材出口板形橫 向分布圖19是按照傳統(tǒng)方法而得出的第二實(shí)施例的帶材出口板形橫向分布
圖20是根據(jù)本發(fā)明平整方法而得出的第二實(shí)施例的軋制壓力橫向分 布圖；圖21是按照傳統(tǒng)方法而得出第二實(shí)施例的軋制壓力橫向分布圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)兩個(gè)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明平整方法的實(shí)施過(guò)程。 第1實(shí)施例
圖4是本發(fā)明二次冷軋機(jī)組生產(chǎn)帶材的平整方法的總流程圖，該平整
方法具體包括以下步驟
(A) 確定待軋制的帶材的軋制工藝參數(shù)和冷軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)；
(B) 將步驟(A)中確定的參數(shù)輸入到控制運(yùn)算器中，按照建立的計(jì)
算模型及控制目標(biāo)函數(shù)得出軋制工藝設(shè)定值；
(c)根據(jù)得出的軋制工藝設(shè)定值進(jìn)行二次冷軋工藝。
其中步驟(B)的計(jì)算流程按照如圖5所示的步驟進(jìn)行
(a) 確定第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥的原始表面粗糙度的設(shè)定值；
(b) 根據(jù)確定的工作輥的原始表面粗糙度的設(shè)定值確定第一機(jī)架和 第二機(jī)架的延伸率分配系數(shù)；
(c) 確定帶材在二次冷軋機(jī)組的前中后三段張力以及第一機(jī)架和第二 機(jī)架的軋制壓力；
(d) 確定第一機(jī)架和第二機(jī)架的彎輥力以及中間輥竄動(dòng)量。 現(xiàn)以來(lái)料0.25X 1000mm，總延伸率為1.0%的高光亮鏡面板為例來(lái)描
述特定高光亮鏡面板在特定機(jī)組上的生產(chǎn)方法以及相關(guān)效果。
首先，在步驟(a)中，對(duì)第一和第二機(jī)架工作輥表面粗糙度進(jìn)行設(shè)定， 基本步驟如圖6所示
收集待軋制的高光亮鏡面板的關(guān)鍵軋制工藝參數(shù)，主要包括帶材來(lái)
料的厚度橫向分布值A(chǔ),'25，a25，a25，^，a25，a25，a25，a25力'25，a巧；來(lái)料板
形的橫向分布值4 = {0,0,0，0,0'0，0,0,0，0};帶材的寬度"訓(xùn)O麵；延伸率設(shè) 定值 =1'0%;機(jī)架間延伸率分配系數(shù)允許極限值^ax^0'8，fmin=()'2;帶
材來(lái)料粗糙度^—=()'5，；成品帶材要求粗糙度^鄉(xiāng),⑧^,第一和 第二機(jī)架工作輥的軋制長(zhǎng)度A"^^"，A-UG^";第一和第二機(jī)架工作輥
所允許的最大軋制長(zhǎng)度A鵬=150^"，丄2墮=1附；
在步驟al中，建立各個(gè)機(jī)架延伸率《與延伸率分配系數(shù)《之間的函數(shù)
12關(guān)系，即^=^,《，4二f。，(丄-0;
在步驟a2中，回歸出一套在平整軋制過(guò)程中反映帶材原始粗糙度遺傳
關(guān)系的模型如下
W ,=(1 —lOO/i —20000^)"2。,'。" '192.￡ ,i a鄉(xiāng)。
^""' 'A —成品板面粗糙度中的來(lái)自遺傳部分的粗糙度；^""一一平整軋 制前帶材的表面粗糙度；力一帶材厚度；^一帶材強(qiáng)度；s一延伸率；
在步驟a3中，回歸出一套在平整軋制過(guò)程中反映工作輥表面粗糙度與 帶材表面粗糙度復(fù)印關(guān)系的模型如下
一成品板面粗糙度中的來(lái)自軋輥復(fù)印部分的粗糙度；
并相應(yīng)的給出平整軋制過(guò)程中帶材表面粗糙度模型(模型l):
厄鄉(xiāng)=(1-1艦-2000Q^).,1(rl" .e—119》,&鄉(xiāng)+《120(^)"-3細(xì) ,8.2^).%) *^艦
然后，在步驟a4中，分別將^=0、 ￡2=0、 , = ^^=0'8、 ^^ =A S—^0'08/^以及丄'A隨150^n、丄2=12_=150《附、《=《min=0.2、 ~—=^豐=0'08，兩組參數(shù)代入上述模型i組成一個(gè)方程組，解出第一 和第二機(jī)架工作輥原始表面粗糙度的設(shè)定值隨后，在步驟b中，完成第一和第二機(jī)架延伸率分配系數(shù)的設(shè)定，基 本步驟如圖7所示
在步驟bl中，根據(jù)第一和第二機(jī)架工作輥原始粗糙度的設(shè)定值構(gòu)造 出當(dāng)前狀態(tài)下成品板面粗糙度的計(jì)算模型-
免鄉(xiāng)=(1-腿-2000Q^V—、嚴(yán)氣喊腿W、,辟Q(mào)2.e德
U一腿—2000(^)*, -,氣喊,拳e-一,則1，.015.《德
在步驟b2中，將實(shí)際工作輥軋制公里數(shù)1^100^,1^120^、軋輥 表面原始粗糙度^r。則=0.^附'^r。脆=0.015/^ 、光亮板成品表面粗糙度 ^一^'G8/zm代入相關(guān)模型，求出相應(yīng)的延伸率分配系數(shù)《=072。
隨后，在步驟c中，計(jì)算出前中后三段張力及第一和第二機(jī)架軋制壓 力，基本步驟如圖8所示
首先，收集二次冷軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)，主要包括第一和第二機(jī)架工作輥直徑A^560mm，i^ = 560mm ;第 一 和第二機(jī)架中間輥直徑 Dml= 560mm,化2 = 560mm ;第 一 和第二機(jī)架支撐輥直徑 i^=lG0Gmm，A2=l(XK)mm;第一機(jī)架工作輥、中間輥以及支撐輥輥型分布 A^w''=0'ADlm''=0，ADlw=0;第二機(jī)架工作輥、中間輥以及支撐輥輥型分布 AD2M' =0，AZ52mi' =0，AD2W =0 ;第 一 和第二機(jī)架工作輥輥身長(zhǎng)度 Zwl 二U20mm人2 = 1220mm ;第 一 和第二機(jī)架中間輥輥身長(zhǎng)度 =1220畫人2 = 1220mm ;第 一 和第二機(jī)架支撐輥輥身長(zhǎng)度 ^ = 1220m附人2 = 1220mm ;第 一 和第二機(jī)架工作輥壓下螺絲中心距 d =2200畫人2 = 2200mm ;第 一 和第二機(jī)架中間輥壓下螺絲中心距 ^^2210mm,L^210畫；第 一 和第二機(jī)架支撐輥壓下螺絲中心距 /w=2210mm,/w=2210mm;第一機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量《腿=300mm ;
第二機(jī)架中間輥J午用最大竄動(dòng)量《■ = 3 Q Q m W ;第 一 機(jī)架工作輥與中間輥 的最大彎輥力S二腿=、《—體《 = 、 S二麗=30f 、 wmax = —30f ;第
二機(jī)架工作輥與中間輥的最大彎輥力=3C^ 、 3& 、
SLnaX=30、 薩^=-30,，而中間輥竄輥量設(shè)定為O;
在步驟cl中，給定第一和第二機(jī)架張力的初始設(shè)定值^ = {28，56，28}
以及相應(yīng)的迭代精度為0.001;
在歩驟c2中，計(jì)算出當(dāng)前張力及延伸率分配系數(shù)《=()72下所對(duì)應(yīng)的
第二機(jī)架軋制壓力橫向分布值以及第二機(jī)架前張力橫向分布值 g2,. = {4567,3241,5672,3245， 7654,2388,3134,4556,1267,4724}
o"2!. = {127,145,130,150,175，388，334,456,167,424}.
在步驟c3中，計(jì)算出板形與表面質(zhì)量綜合控制目標(biāo)函數(shù) = % (i麗(。2")-min(cr21,)) —《) (max(fe)"-minfe,》=2啦
在步驟c4中，判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變張力設(shè)定 值，重復(fù)上述步驟cl至步驟c3，直至Powell條件成立，結(jié)束計(jì)算，得出 最佳張力設(shè)定值/ = {9()，1()()，5()};
在步驟c5中，根據(jù)延伸率分配系數(shù)《=()'72、總延伸率^-^M及三 段張力設(shè)定值X = {9Q，1QQ，5G}計(jì)算出相應(yīng)的軋制壓力設(shè)定值 S =500,尸2 =400最后，在步驟d中，完成第一和第二機(jī)架彎輥力以及中間輥竄動(dòng)量的 設(shè)定，基本步驟如圖9所示
在步驟dl中，給定第一和第二機(jī)架彎輥力與竄輥量的初始設(shè)定值
X。 = {20,20,15,15,75,75}以及迭代精度0細(xì);
在步驟d2中，計(jì)算出當(dāng)前張力及延伸率分配系數(shù)《=()'72及彎輥力與
竄輥量的初始值為{2()，2()，15，15，75，75}下所對(duì)應(yīng)的第二機(jī)架軋制壓力橫向分
布值和第二機(jī)架前張力橫向分布值
二 {2534,2245,3631,3542,4614,3387，4136,3557,2257,3725}
二 {229， 247， 231,351， 276,276,256， 301,268,226}.
在步驟d3中，計(jì)算出板形與表面質(zhì)量綜合控制目標(biāo)函數(shù) Fm^ —*^"21') — "1,1')) l(l Q^(腿"2') — min(《2'》二l.S2
^ 丄X
在步驟d4中，判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變彎輥力與 竄輥量的設(shè)定值，重復(fù)上述步驟dl至步驟d3，直至Powdl條件成立，結(jié) 束計(jì)算，得出最佳彎輥力與竄輥量的設(shè)定值^ = {85,75,96，89,74,76}。
為了方便比較，如圖10所示，分別列出采用本發(fā)明所述平整方法而 得出的軋制壓力、彎輥力等參數(shù)設(shè)定值與采用傳統(tǒng)方法給出的軋制壓力、 彎輥力等參數(shù)的設(shè)定值。兩者的相關(guān)實(shí)際效果對(duì)比如下
一首先，如圖11所示，給出了按照本發(fā)明所述方法而得出的實(shí)際帶材 表面粗糙度精度與按照傳統(tǒng)方法所得出的實(shí)際帶材表面粗糙度精度對(duì)比 情況?？梢钥闯?，采用本發(fā)明所述的方法，成品帶材表面粗糙度控制精度 達(dá)到97.5%，而采用傳統(tǒng)方法相關(guān)控制精度為88.75%。顯然，采用本發(fā)明 制成的成品帶材表面粗糙度精度有了很大的提高。
進(jìn)一步地，如圖12和圖13所示，給出了按照本發(fā)明所述方法而得出 的帶材出口板形與按照傳統(tǒng)方法所得出的帶材出口板形對(duì)比情況?？梢钥?出，采用本發(fā)明所述的方法，表征板形指標(biāo)的帶材前張力橫向分布要比采 用傳統(tǒng)方法均勻得多(前者最大值為159、最小值為147，差值僅為12; 而后者最大值為181，最小值為142，差值達(dá)到39)，這說(shuō)明采用本發(fā)明 所述方法大大提高了板形質(zhì)量，前張力不均勻度從39降低到12，下降了 69.2%。
15同時(shí)，如圖13和圖14所示，給出了按照本發(fā)明所述方法而得出的帶 材出口軋制壓力橫向分布與按照傳統(tǒng)方法所得出的帶材出口軋制壓力橫 向分布情況?？梢钥闯?，采用本發(fā)明所述的方法，帶材出口軋制壓力橫向
分布要比采用傳統(tǒng)方法均勻得多(前者最大值為1860、最小值為1960， 差值僅為100;而后者最大值為2100，最小值為1500，差值達(dá)到600)， 這說(shuō)明采用本發(fā)明所述方法大大提高了軋制壓力的均勻程度，降低了色差 缺陷發(fā)生的概率，軋制壓力橫向分布不均勻度從600降低到100，下降了 83.33%。
第2實(shí)施例
為了更進(jìn)一步闡述本發(fā)明，現(xiàn)再以來(lái)料為0.20X 1200mm，總延伸率 為1.2%的高光亮鏡面板為例來(lái)描述特定高光亮鏡面板在特定機(jī)組上的生 產(chǎn)方法以及相關(guān)效果。
首先同樣在步驟a中，對(duì)第一和第二機(jī)架工作輥表面粗糙度進(jìn)行設(shè)定
收集待軋制的高光亮鏡面板的關(guān)鍵軋制工藝參數(shù)，主要包括帶材來(lái) 料的厚度橫向分布值《.={0.20,0.20,0.20,0.20,0.20,0.20,0,20,0.20,0.20，0.20}.
來(lái)料板形的橫向分布值A(chǔ) = {0,0,0,0，0,0,0，0，0，0};帶材的寬度^ = 1200mm ;
延伸率設(shè)定值&=1'2%;機(jī)架間延伸率分配系數(shù)允許極限值^^=()'75， 4^=0'25;帶材來(lái)料粗糙度^^一^G'35;/m;成品帶材要求粗糙度
i^一 = 0'075，；第一和第二機(jī)架工作輥的軋制長(zhǎng)度A =60《m，X2 = 80《m ;
第 一 和第二機(jī)架工作輥所允許的最大軋制長(zhǎng)度 i^ax=120&,Z2fflax =120^2;
隨后，在步驟a4中，分別將1,0、 4=0、《=《max=0'75、 A"鯽=^鄉(xiāng)! = 0.075//m以及A = A皿x = 120K附、丄2 =丄2_ = 120《m 、 《=4in=0,25、 ^鄉(xiāng)=肋一=0.075/^兩組參數(shù)代入模型i組成一個(gè)方程
組，解出第 一 和第二機(jī)架工作輥原始表面粗糙度的設(shè)定值 Wara〃oi = 0.18//m,i flr。,/02 = 0.012//m 。
在步驟b2中，將實(shí)際工作輥軋制公里數(shù)^=6()《^^2=8()《 、軋輥 表面原始粗糙度^w"(n ^0.18//w,i^。歸=0.012//m、光亮板成品表面粗糙 度A 一 =0'07^m代入相關(guān)模型，求出相應(yīng)的延伸率分配系數(shù)《=(X76 。隨后，在步驟C中，計(jì)算出前中后三段張力及第一和第二機(jī)架軋制壓 力。首先收集二次冷軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)，主要包括主要包括第一和第 二機(jī)架工作輥直徑",520皿，Av2 = 520附附；第一和第二機(jī)架中間輥直徑 "''^SZOmrn'R^SaOmm ;第 一 和第二機(jī)架支撐輥直徑 Z)M=1100m^A2 = 110Gmm;第一機(jī)架工作輥、中間輥以及支撐輥輥型分 布AD^;0，A"^'^aA"^^();第二機(jī)架工作輥、中間輥以及支撐輥輥型分 布AZ)2w;' =0，AD2ffl'' =G，AZ)2W =0 ;第 一 和第二機(jī)架工作輥輥身長(zhǎng)度 Zwl =1420附肌，^2 = 1420mm ;第 一 和第二機(jī)架中間輥輥身長(zhǎng)度 Zml "420附m，i^ = 1420mm ;第 一 和第二機(jī)架支撐輥輥身長(zhǎng)度 & =1420mm，ZM = 1420mm ;第 一 和第二機(jī)架工作輥壓下螺絲中心距 /wl = MOOmm," = M00mm ;第 一 和第二機(jī)架中間輥壓下螺絲中心距 /wl = 2410mm，L = 2410mm ;第 一 和第二機(jī)架支撐輥壓下螺絲中心距 =2410mm,/M = 2410mm;第一機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量《應(yīng)=250附附；
第二機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量《皿=25(^^;第一機(jī)架工作輥與中間輥 的最大彎輥力《麗=德、^飄=—德、(應(yīng)=德、^謹(jǐn)=— ;第二 機(jī)架工作輥與中間輥的最大彎輥力^+謂"=40 、《誦議=—40、 &+薩狄=40、 mmax=-4&，而中間輥竄輥量設(shè)定為o;
在步驟cl中，給定第一和第二機(jī)架張力的初始設(shè)定值^。 = {32，64，32}
以及相應(yīng)的迭代精度為0.001;
在步驟c2中，計(jì)算出當(dāng)前張力及延伸率分配系數(shù)f = ()/76下所對(duì)應(yīng)的
2#機(jī)架軋制壓力橫向分布值和第二機(jī)架前張力橫向分布值
% = {2565,2245，3652，3349,2349,5432，2314,4356,2346,3315}
cr2!. = {221,242,231,351,272,282,233,357,262,321}.
步驟c3中，計(jì)算出板形與表面質(zhì)量綜合控制目標(biāo)函數(shù) _ q , (max(cr21,) —min(>21》),^巧"(max(《2!.) — min(&.》=1 56
w S ( ai = 0.6 ).
在步驟c4中，判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變張力設(shè)定 值，重復(fù)上述步驟cl至步驟c3，直至Powell條件成立，結(jié)束計(jì)算，得出 最佳張力設(shè)定值^ = {85,110,90};
在步驟c5中，根據(jù)延伸率分配系數(shù)《=()'76、總延伸率 =1'2%及三
17段張力設(shè)定值Z = {85，11()，9W計(jì)算出相應(yīng)的軋制壓力設(shè)定值
^ = 620,尸2 =450
最后，在步驟d中，完成第一和第二機(jī)架彎輥力以及中間輥竄動(dòng)量的
設(shè)定。首先在步驟dl中，給定第一和第二機(jī)架彎輥力與竄輥量的初始設(shè) 定值A(chǔ) = {25，25，65，65，75，75}以及迭代精度0.001;
在步驟d2中，計(jì)算出當(dāng)前張力及延伸率分配系數(shù)《=()'72及彎輥力與
竄輥量的初始值為^ = {25，25，65，65，75，75}下所對(duì)應(yīng)的第二機(jī)架軋制壓力
橫向分布值和第二機(jī)架前張力橫向分布值
& = {2547,2342,3754,3231,3678,4652,3218,4321,3241,4213}
cr2,. = {213,223,242,322,266,286，196,321,279,321}.
在步驟d3中，計(jì)算出板形與表面質(zhì)量綜合控制目標(biāo)函數(shù) Fm = " (max(a21,.) -min(cr21》) "(max(《2;) - min(《2,.》=丄 、"2 r2 、J 丄f —
在步驟d4中，判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變彎輥力與 竄輥量的設(shè)定值，重復(fù)上述步驟dl至步驟d3，直至Powell條件成立，結(jié) 束計(jì)算，得出最佳彎輥力與竄輥量的設(shè)定值^^75，65，82，76，122，1311
為了方便比較，如圖16所示分別列出采用本發(fā)明所述平整方法而得 出的軋制壓力、彎輥力等參數(shù)設(shè)定值與采用傳統(tǒng)方法給出的軋制壓力、彎 輥力等參數(shù)的設(shè)定值。兩者的相關(guān)實(shí)際效果對(duì)比如下
如圖17所示，采用本發(fā)明所述的方法，成品帶材表面粗糙度控制精 度達(dá)到94.6%，而采用傳統(tǒng)方法相關(guān)控制精度為84%。顯然，采用本發(fā)明 的方法后，成品帶材表面粗糙度有了很大的提高。
圖18和圖19示出了按照本發(fā)明所述方法而得出的帶材出口板形與按 照傳統(tǒng)方法所得出的帶材出口板形對(duì)比情況。可以看出，采用本發(fā)明所述 方法，表征板形指標(biāo)的帶材前張力橫向分布要比采用傳統(tǒng)方法均勻得多 (前者最大值為156、最小值為144，差值僅為12;而后者最大值為182， 最小值為130，差值達(dá)到52)，這說(shuō)明采用本發(fā)明所述方法大大提高了板 形質(zhì)量，前張力不均勻度從52降低到12，下降了76.9%。
圖20和圖21示出了按照本發(fā)明所述方法而得出的帶材出口軋制壓力 橫向分布與按照傳統(tǒng)方法所得出的帶材出口軋制壓力橫向分布情況?？梢钥闯觯捎帽景l(fā)明所述方法，帶材出口軋制壓力橫向分布要比采用傳統(tǒng)方
法均勻得多(前者最大值為1910、最小值為1610，差值僅為300;而后者 最大值為1980，最小值為1420，差值達(dá)到560)，這說(shuō)明采用本發(fā)明所述 方法大大提高了軋制壓力的均勻程度，降低了色差缺陷發(fā)生的概率，軋制 壓力橫向分布不均勻度從560降低到300，下降了 46.4%。
本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而可以理解，在本 實(shí)用新型的創(chuàng)作思想下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述結(jié)構(gòu)作各種變化和 改進(jìn)，但都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。上述實(shí)施例的描述是例示性的而 不是限制性的。
權(quán)利要求
1、一種二次冷軋機(jī)組生產(chǎn)帶材的平整方法，所述機(jī)組包括第一機(jī)架和第二機(jī)架，每個(gè)機(jī)架包括工作輥、中間輥和支撐輥，其特征在于，包括以下步驟(A)確定待軋制的帶材的軋制工藝參數(shù)和冷軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)；(B)將步驟(A)中確定的參數(shù)輸入到控制運(yùn)算器中，按照建立的計(jì)算模型及控制目標(biāo)函數(shù)得出軋制工藝設(shè)定值；(C)根據(jù)得出的軋制工藝設(shè)定值進(jìn)行二次冷軋工藝。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶材的平整方法，其特征在于，所述步驟 (B)包括(a) 確定第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥的原始表面粗糙度的設(shè)定值；(b) 根據(jù)確定的工作輥的原始表面粗糙度的設(shè)定值確定第一機(jī)架和 第二機(jī)架的延伸率分配系數(shù)；(C)確定帶材在二次冷軋機(jī)組的前中后三段張力以及第一機(jī)架和第二 機(jī)架的軋制壓力；(d)確定第一機(jī)架和第二機(jī)架的彎輥力以及中間輥竄動(dòng)量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶材的平整方法，其特征在于，所述步驟 (A)中的待軋制的帶材的軋制工藝參數(shù)包括帶材來(lái)料的厚度橫向分布值A(chǔ);來(lái)料板形的橫向分布值A(chǔ).;帶材的寬度^;延伸率設(shè)定值^;機(jī)架 間延伸率分配系數(shù)允許極限值lx，《柚；帶材來(lái)料粗糙度^"—;成品帶材要求粗糙度^一、第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥的軋制長(zhǎng)度；^;第一機(jī)架和第二機(jī)架的工作輥所允許的最大軋制長(zhǎng)度^max，Amax。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶材的平整方法，其特征在于，所述步驟(A)中的冷軋機(jī)組的設(shè)備參數(shù)包括第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥直徑 A"A^;第一機(jī)架和第二機(jī)架中間輥直徑"W，"m2;第一機(jī)架和第二機(jī)架支撐輥直徑"61，^>2;第一機(jī)架工作輥、中間輥以及支撐輥的輥型分布^lw''，AM ，^^ ;第二機(jī)架工作輥、中間輥以及支撐輥的輥型分布AAw'，AA ，AD2w;第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥的輥身長(zhǎng)度4"化2;第一機(jī)架和第二機(jī)架中間輥的輥身長(zhǎng)度41，42 ;第一機(jī)架和第二機(jī)架支撐輥的輥 身長(zhǎng)度A"A"第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥壓下螺絲中心距U^;第一機(jī)架和第二機(jī)架中間輥壓下螺絲中心距L，L;第一機(jī)架和第二機(jī)架支撐輥壓下螺絲中心距^，^;第一機(jī)架中間輥許用最大竄動(dòng)量《皿；第二機(jī)架中 間輥許用最大竄動(dòng)量《皿；第一機(jī)架工作輥與中間輥的最大彎輥力《:皿、4圃ax 、 S+國(guó)ax 、 ;第二機(jī)架工作輥與中間輥的最大彎輥力Gw腿、醒x 、U2mn]ax 、 "2爪max n
5、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的帶材的平整方法，其特征 在于，步驟(a)中第一機(jī)架和第二機(jī)架工作輥的原始表面粗糙度設(shè)定值 的確定采用以下步驟(al)建立各個(gè)機(jī)架的延伸率5與延伸率分配系數(shù)^之間的函數(shù)關(guān)系，(a2)根據(jù)機(jī)組的設(shè)備參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)軋制參數(shù)，找出工作輥表面粗糙度 ^'-?！?'的衰減系數(shù)& ，并建立軋制過(guò)程中各工作輥表面粗糙度W^〃!'與軋制 長(zhǎng)度A、軋輥表面原始粗糙度^^。，之間的關(guān)系模型氣,"=氣脂 e—；(a3)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)軋制參數(shù)，建立各個(gè)機(jī)架出口處帶材的表面粗糙度 ^鄉(xiāng)與軋輥表面粗糙度^r。"、來(lái)料原始粗糙度^"一以及延伸率s等主要軋制工藝參數(shù)之間的關(guān)系模型(a4)將相關(guān)參數(shù)值代入相關(guān)模型以組成一個(gè)方程組，解出第一機(jī)架 和第二機(jī)架工作輥原始表面粗糙度的設(shè)定值^^。，。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶材的平整方法，其特征在于，步驟(a4) 中代入關(guān)系模型的參數(shù)值為兩組，即丄1=()、丄2=0、^鯽二^鄉(xiāng)'以及A =丄i服x 、丄2 =丄2max 、^ =《min 、^aw":p = ^aw";pl 。
7、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的帶材的平整方法，其特征 在于，步驟(b)中的第一機(jī)架和第二機(jī)架的延伸率分配系數(shù)的確定包括 以下步驟(bl)根據(jù)第一機(jī)架和第二機(jī)架的工作輥原始粗糙度的設(shè)定值W^。自構(gòu)造出當(dāng)前狀態(tài)下成品帶材的表面粗糙度的計(jì)算模型 ^"鄉(xiāng)=/ (", ,氣"o );(b2)將實(shí)際工作輥軋制公里數(shù)^、軋輥表面原始粗糙度^"w、成 品帶材的表面粗糙度^^—代入模型，求出相應(yīng)的延伸率分配系數(shù)l
8、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的帶材的平整方法，其特征 在于，步驟(c)中的帶材在二次冷軋機(jī)組的前中后三段張力以及第一機(jī) 架和第二機(jī)架的軋制壓力的確定包括以下步驟(cl)給定第一機(jī)架和第二機(jī)架張力的初始設(shè)定值Z。^4^^以及相應(yīng)的迭代精度；(c2)計(jì)算出當(dāng)前張力及延伸率分配系數(shù)《下所對(duì)應(yīng)的第二機(jī)架的軋 制壓力橫向分布值&'，以及第二機(jī)架的前張力橫向分布值。2'';(c3)計(jì)算板形與表面質(zhì)量綜合控制目標(biāo)函數(shù) WY、" , (max(cr21,) — min(cr21,》 (max(fe) — min(^》其中，^為加權(quán)系數(shù)； (c4)判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變張力設(shè)定值，重復(fù) 上述步驟(cl)至步驟(c3)，直至Powell條件成立，結(jié)束計(jì)算，得出最 佳張力設(shè)定值；(c5)根據(jù)延伸率分配系數(shù)、總延伸率及計(jì)算得出的三段張力設(shè)定 值得出相應(yīng)的軋制壓力設(shè)定值。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶材的平整方法，其特征在于，在步驟(c ) 中將彎輥力設(shè)在基態(tài)，即<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 5</formula>而中間輥竄輥量設(shè)定為0,
10、根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的帶材的平整方法，其特征在于，步驟(d)中第一機(jī)架和第二機(jī)架的彎輥力以及中間輥竄動(dòng)量的確定包括以下步驟(dl)給定第一機(jī)架和第二機(jī)架的彎輥力與竄輥量的初始設(shè)定值 z。MLAd人2,《,W以及迭代精度、(d2)計(jì)算出當(dāng)前張力及延伸率分配系數(shù)《及彎輥與竄輥條件下所對(duì)應(yīng)的第二機(jī)架軋制壓力橫向分布值&、第二機(jī)架前張力橫向分布值^'';(d3)計(jì)算板形與表面質(zhì)量綜合控制目標(biāo)函數(shù)<formula>formula see original document page 5</formula>其中，"2為加權(quán)系數(shù)； (d4)判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變彎輥力與竄輥量的 設(shè)定值，重復(fù)上述步驟(dl)至步驟(d3)，直至Powell條件成立，結(jié)束 計(jì)算，得出最佳彎輥力與竄輥設(shè)定值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種二次冷軋機(jī)組生產(chǎn)帶材的平整方法，該方法通過(guò)合理設(shè)定第一和第二機(jī)架工作輥表面粗糙度以及延伸率的分配系數(shù)來(lái)控制帶材的表面粗糙度，并以成品帶材前張力與軋制壓力橫向分布都均勻作為目標(biāo)合理設(shè)定彎輥力、竄輥量、機(jī)架前中后三段張力來(lái)控制成品板形及其它可能產(chǎn)生的表面缺陷，形成了一套有效改進(jìn)的二次冷軋機(jī)組高光亮鏡面板平整技術(shù)。本發(fā)明原理清晰明了，根據(jù)得出的軋制工藝設(shè)定值進(jìn)行的二次冷軋工藝生產(chǎn)順利，經(jīng)平整的帶材板形與表面質(zhì)量都很高，并且計(jì)算速度快，適于在線使用。
文檔編號(hào)B21B37/30GK101513647SQ20081003380
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者史祖良, 吳首民, 居天成, 良 李, 李秀軍, 晶 蔡, 堅(jiān) 虞, 賈復(fù)生, 杰 陳 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司