專利名稱：：一種單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及一種中厚板軋制生產(chǎn)線生產(chǎn)過程優(yōu)化控制的方法，特別涉及一種單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化方法，屬于鋼板軋制過程控制
技術(shù)領域：
。
背景技術(shù)：
：中厚板生產(chǎn)過程包括軋前將鋼坯加熱到適宜的溫度，在軋制時控制變形量和變形溫度以及軋后按工藝要求進行冷卻軋件，使軋件最終達到成品的尺寸及性能指標的要求。中厚板軋制過程通常包括三個軋制階段變形和奧氏體再結(jié)晶同時進行階段、低溫奧氏體變形階段、奧氏體和鐵素體兩相區(qū)變形階段。通常中厚板軋制工藝設計為第一軋制階段(變形和奧氏體再結(jié)晶同時進行階段)、鋼板待溫階段(等待鋼板溫度降到低溫奧氏體變形開始溫度)、第二軋制階段(低溫奧氏體變形軋制階段)。為保證軋件冷卻至不同軋制階段所需要的溫度，軋制過程需要中斷一次或兩次，這必將導致軋制效率的降低。因此，提高軋機的利用率是鋼板軋制過程控制
技術(shù)領域：
的一項重要課題。姚小蘭等在文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》(北京理工大學學報2004年4月)中，對單機架四輥軋機多塊鋼板一組一組軋制及交替軋制的工藝方法進行了詳細的說明，并對不同情況軋機的利用率進行了分析。.首先，文獻中給出了兩種軋制方式的定義'1.--組一組軋制即在中厚板生產(chǎn)線進行軋制節(jié)奏的控制過程中，當一組(兩塊以上)鋼板連續(xù)進入軋制區(qū)進行軋制，在軋制結(jié)束后，進入軋制區(qū)的這幾塊鋼板先后連續(xù)離開軋制區(qū)；然后下一組的鋼板連續(xù)進入軋制區(qū)進行軋制，軋制結(jié)束后再連續(xù)離開軋制區(qū)。2.交替軋制即在中厚板生產(chǎn)線進行軋制節(jié)奏控制過程中，當一組(兩塊以上)鋼板同時在軋制區(qū)軋制時，每當有一塊鋼板結(jié)束軋制過程，離開軋希纟區(qū)時，就有一塊新的鋼板可以進入軋制區(qū)進行軋制。即每出去一塊鋼板，就會進入一塊待軋制的鋼板，軋制節(jié)奏交替進行。.然后，文獻對以下四種情況給出了優(yōu)化工序以提高軋機的利用率。情況l:當待溫時間為T^th、第一軋制階段時間為T產(chǎn)t、第二軋制階段時間為T^t2，并且滿足L+T^DDT2時，采用兩塊鄰一組一組的軋制方式軋制。其工序為①第一塊鋼進行第一階段的軋制，軋后送機后待溫；②第二塊鋼進行第一階段的軋制，軋后送機前待溫；③第一塊鋼從機后進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)，完成軋制；④第二塊鋼從機前進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)，完成軋制。情況2:當待溫時間為T^th、第一軋制階段時間為H,、第二軋制階段時間為T產(chǎn)t,，并且滿足Th^L+L且T,^T2時，采用兩塊鋼交替的軋制方式軋制。其工序為①第n塊鋼完成第一軋制階段的后，先在機前進行待溫；②第n—l塊鋼完成待溫后從機后進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)；③第n塊鋼從機前移到機后繼續(xù)待溫;④第n+l塊鋼進入軋機進行第一階段的軋制后，先在機前進行待溫；⑤第n塊鋼完成待溫后從機后進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)。循環(huán)上述過程，每軋完一塊鋼，離開軋制區(qū)，新的一塊板坯將進入軋制區(qū)進行軋制，交替進行，軋制區(qū)總是保持兩塊鋼在線。情況3:當待溫時間為T^th、第一軋制階段時間為T^t,、第二軋制階段時間為T產(chǎn)t2，并且滿足2(L+T2)^T^2T,，且T!^T2時，采用三塊鋼一組一組的軋制方式軋制。其工序為①第一塊鋼進行第一階段的軋制，軋后送機后待溫；②第二塊鋼進行第一階段的軋制，軋后送機機后待溫；③第三塊鋼進行第一階段的軋制，軋后送機前待溫；④第二塊鋼從機后移到機前待溫；⑤第一塊鋼從機后進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)，，完成軋、制；⑥第二塊鋼從機前進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)，完成軋制；⑦第三塊鋼從機前進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)，完成軋制。情況4:當待溫時間為T^th、第一軋制階段時間為T產(chǎn)t、第二軋制階段時間為L二t2，并且滿足D2(L+T2)且T^T2時，采用三塊鋼交替的軋制方式軋制。其工序為①第n塊鋼完成第一階段的軋制后，移到機前進行待溫；②第n—l塊鋼從機后移到機前繼續(xù)待溫平；③第n—2塊鋼完成待溫后從機后進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)；④第n—l塊鋼從機前移到機后繼續(xù)待溫；⑤第n塊鋼從機前移到機后繼續(xù)待溫；⑥第n+l塊鋼進入軋機進行第一階段的軋制后，移到機前進行待溫；⑦窠ni關(guān)鋼從機啟移到機前繼續(xù)待溫；⑧第n—l塊鋼完成待溫后從機后進入軋機進行第二階段的軋制，軋后離開軋制區(qū)；⑨第n塊鋼從機前移到機后繼續(xù)待溫；⑩第n+l塊鋼從機前移到機后繼續(xù)待溫；Q第n+2塊鋼進入軋機進行第一階段的軋制后，'移到機前進行待溫。循環(huán)上述過程，每軋完一塊鋼，離開軋制區(qū)，新的一塊板坯將進入軋制區(qū)進行軋制，交替進行，軋制區(qū)總是保持三塊鋼在線。.當鋼板的加工工藝條件滿足上述四種情況時，上述方法很大程度的提高了軋機的利用率，但是其存在以下缺點①以上四種情況均需滿足第一軋制階段的時間大于第二軋制階段的時間，即DT"并且鋼板待溫階段的時間Th必須滿足T^max(L，T2)。但是對于中厚板軋制生產(chǎn)過程而言，由于來料厚度、溫度、材質(zhì)、成品厚度等因素的變換以及軋制過程中待溫鋼板的起始溫度、環(huán)境溫度、待溫鋼板厚度、材質(zhì)等各方面的因素的影響許多情況下無法滿足這些要'求，因此其實際使用范圍受到限制。②以上四種情況均需滿足一組中的多塊鋼都采用同樣的軋制工藝。但是在中厚板軋制過程中，第一軋制階段和第二軋制階段的變形量，.及鋼板待溫的起始溫度與待溫結(jié)束溫度都有一定的波動范圍，并不是一個固定的精確值，在具體的設計過程中如果能夠根據(jù)實際情況靈活配置一組中每塊鋼板在兩個軋制階段的壓下量，達到合理配置每塊鋼板在兩個軋制階段的軋制時間，可進一步提高軋機的利用率。這種多塊鋼板同時進行軋制時，每塊鋼板采用不同的工藝參數(shù)，稱為變軋制工藝的節(jié)奏控制。③交替軋制的工藝較復雜，并且在軋制過程中鋼板多次從軋機下空過，降低了軋機的利用率。'
發(fā)明內(nèi)容.本發(fā)明的目的是為克服上述已有技術(shù)存在的不足，提出一種單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化方法。本發(fā)明采用變軋制工藝的軋制節(jié)奏，能夠更大程度的提高軋機的利用率，并且適用范圍廣。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明的一種單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化方法的具體操作步驟如下步驟一、通過壓下規(guī)程的設計，分別獲取變軋制工藝中的兩種軋制工藝(分別稱為第一種軋制工藝和第二種軋制工藝)的兩個階段軋制時間，其具體操作步驟如下第1步定義第一軋制階段時間長的軋制工藝為第一種軋制工藝，第一軋制階段時間短的軋制工藝為第二種軋制工藝。即，用tu、U表示第一種軋制工藝的第一軋制階段時間和第二軋制階段時間，用t21、t22表示第二種軋制工藝的第一軋制階段時間和第二軋制階段時間，用th表示待溫時間，滿足tn》U。第2步利用待溫時間的允許變化范圍，得到這兩種軋制'工藝的各階段軋制時間。通過調(diào)整待溫階段鋼板的厚度，使其滿足tu-t22，t12-t21。步驟二、在步驟一的基礎上，判斷t、t,2、t21、t22、th之間的關(guān)系，區(qū)分不同情況設計該單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化步驟。如果待顯時間"滿足max(tu,t12，t21，t22)》th>min(tu，t12，t2"t22)時，第一塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟三；如果待溫時間th滿足min(tu+U,t12+t22)》th>max(t，t12，t21，&2)時，第一塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟三；，f如果待溫時間th滿足min(2tn,2t22)>th》max(tu+t21，t12+t22)時，第一塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；第三塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟四；如果待溫時間th滿足th^max(2tu，2t22)時，第一塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)；第三塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟四-;步驟三、采用兩塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制在步驟二的基礎上，采用文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中提出的兩塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制生產(chǎn)。.'.步驟四、采用三塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制在步驟二的基礎上，采用文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中提出的三塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制生產(chǎn)。有益效果①當待溫時間max(tu，t12，t21，t22)》th》min(tu，t12，t21，1;22)時，不滿足文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中的設計要求，無法進行節(jié)奏優(yōu)化設計，只能一塊鋼一塊鋼分別地進行軋制，這時軋機的利用率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>采用本發(fā)明方法時，軋機的利用率為義'=6l"21〖12"22因此，采用本發(fā)明方法軋機利用率更高。②當待溫時間Th滿足min(tn+t2!，ti2+t22)》th^maxCu，t12，t2l，七22)時，按著文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中的設計要求中兩塊鋼一組^組軋制的方式，軋機的利用率為2(,11+r12)采用本發(fā)明方法時，軋機的利用率為由于tu》tn，因此，采用本發(fā)明方法軋機利用率更高。③當待溫時間Th滿足min(2tu，2t21)》th》max(tu+t21，t12+t22)時，不滿足文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中的設計要求中三塊鋼一組一組的節(jié)奏軋制方式，只能兩塊鋼一組一組的節(jié)奏軋制方式，軋機的利用率為-2,11+,12+6采用本發(fā)明方法時，軋機的利用率為丄=2"1+,12)+021+/22)因此，采用本發(fā)明方法軋機利用率更高。④當待溫時間Th滿足th》max(2tu，2tJ時，按著文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中的設計要求中三塊鋼一組一組軋制的方式，軋機的利用率為,i=3(Z11+/12)采用本發(fā)明方法時，軋機的利用率為由于Dta，因此，采用本發(fā)明方法軋機利用率更高。總之，本發(fā)明提出的一種單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化方法更大程度的提高了軋機的利用率，并且適用范圍更廣；另外，本發(fā),明提^的工藝方案全部采用一組一組的軋制方式，簡化了軋制工藝，避免了在實際軋制過程中鋼板多次從軋機下空過。圖l為本發(fā)明具體實施方式的實例l的控制軋制節(jié)奏工藝流程圖；圖2為本發(fā)明具體實施方式的實例2'的控制軋制節(jié)奏工藝流程圖；圖3為本發(fā)明具體實施方式的實例3的控制軋制節(jié)奏工藝流程圖；圖4為本發(fā)明具體實施方式的實例4的控制軋制節(jié)奏工藝流程圖。-午具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。實例l:對于同一批鋼，采用兩種不同的軋制工藝進行生產(chǎn)。其具體操作步驟如下-步驟一、通過壓下規(guī)程的設計，獲取變軋制工藝中的兩種軋制工藝的各階段時間，其中第一種工藝第一軋制階段時間為tn-60秒，第二軋制階段時間為t^50秒；第二種工藝第一軋制階段時間為t2產(chǎn)51秒，第二軋制階段時間為"2=59秒；待溫時間th二55秒。、.步驟二、在步驟一的基礎上，判斷tU、t12、t21、U、th之間的關(guān)系，區(qū)分不同情況設計該單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化步驟。待溫時間t^55秒滿足條件max(60，50，51，59)>55>min(60，50，51，59)，第一塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟三；步驟三、采用兩塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制在步驟二的基礎上，采用文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中提出的兩塊鋼按照一組一組的軋制方式進行生產(chǎn)。此時軋機的利用率為97.8%。實例2:對于同一批鋼，采用兩種不同的軋制工藝進行生產(chǎn)。其具體操作步驟如下:步驟一、通過壓下規(guī)程的設計，獲取變軋制工藝中的兩種軋制工藝的各階段時間，其中第一種工藝第一軋制階段時間為tu-60.秒，第二軋制階段時間為t,產(chǎn)50秒；第二種工藝第一軋制階段時間為tf51秒，第二軋制階段時間為t22=59秒；待溫時間th=75秒。步驟二、在步驟一的基礎上，判斷tn、t12、t21、t22、th之間的關(guān)系，區(qū)分不同情況設計該單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化步驟。待溫時間th=75秒滿足條件min(60+51，50+59)》75》max(60,50，51,59)，第一塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)，第一塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟三；步驟三、采用兩塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制在步驟二的基礎上，采用文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中'提出的兩塊鋼按照一組一組的軋制方式進行生產(chǎn)。此時軋機的利用率為93.2%。實例3:對于同-一批鋼，采用兩種不同的軋制工藝進行生產(chǎn)。其具體操作步驟如下-步驟一、通過壓下規(guī)程的設計，獲取變軋制工藝中的兩種軋制工藝的各階段時間，其中第一種工藝第一軋制階段時間為"=60秒，第二軋制階段時間為t12=50秒；第二種工藝第一軋制階段時間為t21=51秒，第二軋制階段時間為t2產(chǎn)59秒；待溫時間t^ll5秒。，"步驟二、在步驟一的基礎上，判斷tu、t12、t21、t22、th之間的關(guān)系，區(qū)分不同情況設計該單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化步驟。待溫時間th=115秒滿足條件min(2X60，2X59)》115》max(60+51，50十59)，第一塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；第三塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟四；步驟四、采用三塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制在步驟二的基礎上，采用文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中提出的三塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制生產(chǎn)。'此時軋機的利用率為98.2%，實例4:對于同一批鋼，釆用兩種不同的軋制工藝進行生產(chǎn)。其具體操作步驟如下步驟一、通過壓下規(guī)程的設計，獲取變軋制工藝中的兩種軋制工藝的各階段時間，其中第一種工藝第一軋制階段時間為tu-60秒，第二軋制階段時間為t,產(chǎn)50秒；第二種工藝第一軋制階段時間為t21=51秒，第二軋制階段時間為ta產(chǎn)59秒；待溫時間th=125秒。步驟二、在步驟一的基礎上，判斷tu、t12、t21、t22、th之間的關(guān)系，區(qū)分不同情況設計該單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化步驟。待溫時間t^ll5秒滿足條件125》max(2X60，2X59)，第一塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第一種軋制工'藝進行生產(chǎn)；第三塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟四；步驟四、采用三塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制在步驟二的基礎上，采用文獻《控制軋制節(jié)奏的優(yōu)化》中提出的三塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制生產(chǎn)。此時軋機的利用率為95.4%，為說明本發(fā)明的效果，利用上述數(shù)據(jù)，分別用已有技術(shù)方案進行測試。測試結(jié)果如表1所示。表1己有技術(shù)方案與本發(fā)明技術(shù)方案軋機利用i對比<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通過對比測試可以得到以下結(jié)論:本發(fā)明討論的四種情況下，使用本發(fā)明方案，軋機利用率明顯高于已有技術(shù)方案的軋機利用率。雖然結(jié)合實施例描述了本發(fā)明的實施方式，但是對于本領域技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進以及通過同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，也應視為屬于本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求1.一種單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化方法，其特征在于其具體操作步驟如下步驟一、通過壓下規(guī)程的設計，分別獲取變軋制工藝中的兩種軋制工藝的兩個階段軋制時間，操作步驟為第1步定義第一軋制階段時間長的軋制工藝為第一種軋制工藝，第一軋制階段時間短的軋制工藝為第二種軋制工藝；即，用t11、t12表示第一種軋制工藝的第一軋制階段時間和第二軋制階段時間，用t21、t22表示第二種軋制工藝的第一軋制階段時間和第二軋制階段時間，用th表示待溫時間，滿足t11≥t21；第2步利用待溫時間的允許變化范圍，得到這兩種軋制工藝的各階段軋制時間；通過調(diào)整待溫階段鋼板的厚度，使其滿足t11≈t22，t12≈t21；步驟二、在步驟一的基礎上，判斷t11、t12、t21、t22、th之間的關(guān)系，區(qū)分不同情況設計該單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化步驟；如果待溫時間th滿足max(t11，t12，t21，t22)≥th≥min(t11，t12，t21，t22)時，第一塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟三；如果待溫時間t1滿足min(t11+t21，t12+t22)≥th≥max(t11，t12，t21，t22)時，第一塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟三；如果待溫時間th滿足min(2t11，2t22)≥th≥max(t11+t21，t12+t22)時，第一塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；第三塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟四；如果待溫時間th滿足th≥max(2t11，2t22)時，第一塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)，第二塊鋼板采用第一種軋制工藝進行生產(chǎn)；第三塊鋼板采用第二種軋制工藝進行生產(chǎn)；然后執(zhí)行步驟四；步驟三、在步驟二的基礎上，采用兩塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制；步驟四、在步驟二的基礎上，采用三塊鋼按照一組一組的軋制方式進行軋制。全文摘要本發(fā)明涉及一種中厚板軋制生產(chǎn)線生產(chǎn)過程優(yōu)化控制的方法，特別涉及一種單機架四輥軋機軋制節(jié)奏的優(yōu)化方法，屬于鋼板軋制過程控制
技術(shù)領域：
。本發(fā)明首先通過壓下規(guī)程的設計，分別獲取變軋制工藝中的兩種軋制工藝的兩個階段軋制時間，第一種軋制工藝的第一軋制階段時間長于第二種軋制工藝的第一軋制階段時間；然后判斷第一種軋制工藝的第一軋制階段時間和第二軋制階段時間、第二種軋制工藝的第一軋制階段時間和第二軋制階段時間以及待溫時間之間的關(guān)系，設計生產(chǎn)軋制節(jié)奏。本發(fā)明提出的方法更大程度的提高了軋機的利用率；同時，本發(fā)明提出的工藝方案全部采用一組一組的軋制方式，簡化了軋制工藝，避免了在實際軋制過程中鋼板多次從軋機下空過。文檔編號B21B37/00GK101658870SQ20091009266公開日2010年3月3日申請日期2009年9月16日優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日發(fā)明者姚小蘭,李?？?耿慶波,胡浩平,慶費申請人:北京理工大學