本發(fā)明涉及金屬壓力加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種控制熱連軋中間坯厚度及鑄錠長(zhǎng)度的方法。

背景技術(shù)：

目前，熱連軋的中間坯厚度設(shè)定值是通過(guò)工廠的技術(shù)人員根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)估算出來(lái)的，具有很大的不確定性。這種憑經(jīng)驗(yàn)估算得到的中間坯厚度設(shè)定值會(huì)引起以下問(wèn)題：當(dāng)中間坯厚度設(shè)定值偏大時(shí)，可能導(dǎo)致各機(jī)架壓下負(fù)荷超限并引發(fā)事故；當(dāng)中間坯厚度設(shè)定值偏小時(shí)，將導(dǎo)致粗軋機(jī)軋制道次過(guò)多，而連軋機(jī)的道次壓下負(fù)荷偏小，不但增加了軋機(jī)功耗，而且降低了生產(chǎn)效率。壓下負(fù)荷偏小還可能導(dǎo)致連軋機(jī)組的軋輥和帶材間發(fā)生打滑，使軋制過(guò)程趨于不穩(wěn)定狀態(tài)。此外，由于人工估算中間坯厚度設(shè)定值存在較大偏差，進(jìn)一步加大了鑄錠長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)誤差。當(dāng)人工估算的鑄錠長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，易出現(xiàn)中間坯的長(zhǎng)度超出粗軋機(jī)和連軋機(jī)間輥道允許長(zhǎng)度的現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)操作人員被迫加大中間坯的厚度，導(dǎo)致連軋機(jī)架壓下負(fù)荷超限，或者采取在粗軋過(guò)程中增加頭尾切損量的措施，這樣會(huì)降低成品率。當(dāng)鑄錠長(zhǎng)度過(guò)短時(shí)，也會(huì)降低成品率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種熱連軋中間坯厚度及鑄錠長(zhǎng)度的控制方法，這種方法可以解決現(xiàn)有熱連軋生產(chǎn)成品率低的問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：這種熱連軋中間坯厚度及鑄錠長(zhǎng)度的控制方法包括以下步驟：

a、根據(jù)設(shè)定的連軋機(jī)各機(jī)架的軋制道次壓下率和軋件的成品厚度，反算中間坯厚度基準(zhǔn)值和各機(jī)架的軋制道次壓下量；

b、對(duì)中間坯厚度基準(zhǔn)值進(jìn)行軋制力校核并修正：先利用軋機(jī)的二級(jí)模型系統(tǒng)中的軋制力計(jì)算模型，對(duì)各道次的軋制力進(jìn)行校核，如果出現(xiàn)計(jì)算軋制力超過(guò)機(jī)架允許的最大軋制力許可值的情況，則減小該道次的壓下量，反復(fù)迭代計(jì)算，直至計(jì)算軋制力小于等于最大軋制力許可值；再對(duì)中間坯厚度基準(zhǔn)值進(jìn)行修正計(jì)算，在粗軋機(jī)扎至所計(jì)算的中間坯厚度；

c、根據(jù)修正所得的中間坯厚度值、從粗軋機(jī)到連軋機(jī)間的輥道長(zhǎng)度和鑄錠厚度來(lái)計(jì)算鑄錠長(zhǎng)度，按照計(jì)算得到的鑄錠長(zhǎng)度來(lái)鑄造鑄錠。

上述熱連軋中間坯厚度及鑄錠長(zhǎng)度的控制方法的技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還可以是：連軋機(jī)采用四個(gè)機(jī)架，依據(jù)軋制工藝的設(shè)定原則，第一機(jī)架到第四機(jī)架的軋制道次壓下率依次為a％、b％、c％、d％；第一機(jī)架到第四機(jī)架的軋制道次壓下量依次為y1、y2、y3、y4，單位為毫米；軋件的成品厚度為hp，單位為毫米；假設(shè)中間坯厚度基準(zhǔn)值為hf，單位為毫米；則步驟a中的中間坯厚度基準(zhǔn)值的計(jì)算式為：

各機(jī)架的軋制道次壓下量的計(jì)算式為：

進(jìn)一步的，步驟b中對(duì)中間坯厚度基準(zhǔn)值進(jìn)行軋制力校核并修正的具體方法如下：

根據(jù)工藝設(shè)定，已知中間坯在連軋機(jī)組的入口軋制溫度、軋件的終軋溫度、各機(jī)架的道次壓下量工藝參數(shù)，并利用軋機(jī)的二級(jí)模型系統(tǒng)中的軋制力計(jì)算模型，計(jì)算出第一機(jī)架至第四機(jī)架的軋件的軋制力，假設(shè)經(jīng)計(jì)算得到的第一機(jī)架至第四機(jī)架的軋件的軋制力分別為f1、f2、f3、f4，單位為千牛；各機(jī)架的最大許可軋制力分別為f1max、f2max、f3max、f4max，單位為千牛。為了避免各道次出現(xiàn)軋制力超限的現(xiàn)象，進(jìn)行判斷如下：

(1)如果出現(xiàn)f1＞f1max時(shí)，則令y1減少0.5毫米，再次進(jìn)行軋制力校核，直至軋制力不再超限；

(2)如果出現(xiàn)f2＞f2max時(shí)，則令y2減少0.3毫米，再次進(jìn)行軋制力校核，直至軋制力不再超限；

(3)如果出現(xiàn)f3＞f3max時(shí)，則令y3減少0.2毫米，再次進(jìn)行軋制力校核，直至軋制力不再超限；

(4)如果出現(xiàn)f4＞f4max時(shí)，則令y4減少0.1毫米，再次進(jìn)行軋制力校核，直至軋制力不再超限；

假設(shè)經(jīng)過(guò)第n次修正的第一機(jī)架至第四機(jī)架的軋制道次壓下量依次為y1n、y2n、y3n、y4n，單位為毫米；當(dāng)各道次的軋制力不再超限后，根據(jù)修正后的各道次壓下量計(jì)算出經(jīng)過(guò)修正的中間坯厚度值hf′，單位為毫米，計(jì)算式為：

hf′＝hp+y4n+y3n+y2n+y1n。

進(jìn)一步的，步驟c中鑄錠長(zhǎng)度的計(jì)算式為：

其中，l為鑄錠的長(zhǎng)度，單位為毫米；gmax為從粗軋機(jī)到連軋機(jī)間的輥道長(zhǎng)度，單位為毫米；h為鑄錠的厚度，單位為毫米。按照鑄錠越長(zhǎng)，成品率越高的原則，即中間坯長(zhǎng)度正好與粗軋機(jī)和連軋機(jī)間輥道允許擺放中間坯的最大長(zhǎng)度值相等來(lái)考慮，從粗軋機(jī)到連軋機(jī)間的輥道長(zhǎng)度即最大允許中間坯長(zhǎng)度。如果該l的值未超出熔鑄工序所能鑄造出的最大鑄錠長(zhǎng)度值，則最終選定鑄錠長(zhǎng)度為該值。如果l的值超出了熔鑄工序所能鑄造出的最大鑄錠長(zhǎng)度值，則只需按照熔鑄工序所能鑄造出的最大鑄錠長(zhǎng)度值來(lái)鑄造鑄錠即可。

鑄錠的厚度和長(zhǎng)度都對(duì)中間坯的厚度有影響，由于鑄錠的長(zhǎng)度可以通過(guò)鑄造過(guò)程以及鑄錠的頭尾鋸切量來(lái)控制，而厚度是由熔鑄工序的結(jié)晶器規(guī)格決定的，不能隨意更改，因此本發(fā)明考慮將鑄錠的厚度視為已知值，僅對(duì)鑄錠的長(zhǎng)度進(jìn)行校核計(jì)算。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：本發(fā)明通過(guò)以上三個(gè)步驟的計(jì)算控制粗軋機(jī)軋制和熔鑄工序，得到最優(yōu)的中間坯厚度以及與其相對(duì)應(yīng)的最優(yōu)的鑄錠長(zhǎng)度，在保證產(chǎn)品力學(xué)性能指標(biāo)的前提下，能夠防止軋制過(guò)程由于壓下負(fù)荷超限而中斷，避免了設(shè)備事故的發(fā)生，同時(shí)避免了由于鑄錠長(zhǎng)度與中間坯厚度不匹配而帶來(lái)的額外頭尾切損，提高了成品率。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述：

本實(shí)施例的熱連軋中間坯厚度及鑄錠長(zhǎng)度的控制方法，采用“1+4”熱連軋，該方法包括以下步驟：

a、根據(jù)設(shè)定的連軋機(jī)各機(jī)架的軋制道次壓下率和軋件的成品厚度，反算中間坯厚度基準(zhǔn)值和各機(jī)架的軋制道次壓下量。

假設(shè)中間坯厚度基準(zhǔn)值為hf，單位為毫米；依據(jù)軋制工藝的設(shè)定原則，第一機(jī)架到第四機(jī)架的軋制道次壓下率依次為a％＝45％、b％＝42％、c％＝40％、d％＝38％；第一機(jī)架到第四機(jī)架的軋制道次壓下量依次為y1、y2、y3、y4，單位為毫米；軋件的成品厚度為hp＝4毫米。

則中間坯厚度基準(zhǔn)值hf為：

各機(jī)架的軋制道次壓下量為：

b、對(duì)中間坯厚度基準(zhǔn)值進(jìn)行軋制力校核并修正：先利用軋機(jī)的二級(jí)模型系統(tǒng)中的軋制力計(jì)算模型，對(duì)各道次的軋制力進(jìn)行校核，如果出現(xiàn)計(jì)算軋制力超過(guò)機(jī)架允許的最大軋制力許可值的情況，則減小該道次的壓下量，反復(fù)迭代計(jì)算，直至計(jì)算軋制力小于等于最大軋制力許可值；再對(duì)中間坯厚度基準(zhǔn)值進(jìn)行修正計(jì)算，在粗軋機(jī)扎至所計(jì)算的中間坯厚度。

根據(jù)工藝設(shè)定，已知中間坯在連軋機(jī)組的入口軋制溫度、軋件的終軋溫度、各機(jī)架的道次壓下量等工藝參數(shù)，并利用軋機(jī)的二級(jí)模型系統(tǒng)中的軋制力計(jì)算模型，可以計(jì)算出第一機(jī)架至第四機(jī)架的軋件的軋制力，假設(shè)經(jīng)計(jì)算得到的第一機(jī)架至第四機(jī)架的軋件的軋制力分別為f1＝32000千牛、f2＝28000千牛、f3＝31000千牛、f4＝25000千牛；各機(jī)架的最大許可軋制力分別為f1max＝f2max＝f3max＝f1max＝30000千牛。為了避免各道次出現(xiàn)軋制力超限的現(xiàn)象，進(jìn)行判斷如下：

(1)f1＞f1max，令y1減少0.5毫米。

(2)f2＜f2max，不用改變第二機(jī)架的壓下量。

(3)f3＞f3max，令y3減少0.2毫米。

(4)f4＜f4max，不用改變第四機(jī)架的壓下量。

由以上判斷可知，第一機(jī)架和第三機(jī)架的軋制力超限，需要減小壓下量后對(duì)這兩個(gè)機(jī)架的軋制力進(jìn)行再次校核。

第一次修正后的第一機(jī)架的壓下量y11＝y(tǒng)1-0.5＝15.16-0.5＝14.66毫米。在此壓下量下，經(jīng)過(guò)軋制力計(jì)算模型的計(jì)算，經(jīng)過(guò)第一次修正的第一機(jī)架的軋制力f11＝29500千牛，f11＜f1max，第一機(jī)架的壓下量修正完畢。

第一次修正后的第三機(jī)架的壓下量y31＝y(tǒng)3-0.2＝4.3-0.2＝4.1毫米。在此壓下量下，經(jīng)過(guò)軋制力計(jì)算模型的計(jì)算，經(jīng)過(guò)第一次修正的第三機(jī)架的軋制力f31＝30200千牛。由于f31＞f3max，需繼續(xù)減小壓下量，即第二次修正后的第三機(jī)架的壓下量y32＝y(tǒng)31-0.2＝4.1-0.2＝3.9毫米。在此壓下量下，經(jīng)過(guò)軋制力計(jì)算模型的計(jì)算，經(jīng)過(guò)第二次修正的第三機(jī)架的軋制力f32＝29200千牛，f32＜f3max，第三機(jī)架的壓下量修正完畢。

當(dāng)各道次的軋制力不再超限后，根據(jù)修正后的各道次壓下量可計(jì)算出經(jīng)過(guò)修正的中間坯厚度值hf1，單位為毫米，計(jì)算式為：

hf′＝hp+y4+y32+y2+y11＝4+2.45+3.9+7.78+14.66＝32.79毫米；

由此，在粗軋機(jī)將中間坯扎至32.79毫米的厚度。

c、根據(jù)修正所得的中間坯厚度值、從粗軋機(jī)到連軋機(jī)間的輥道長(zhǎng)度和鑄錠厚度來(lái)計(jì)算鑄錠長(zhǎng)度，按照計(jì)算得到的鑄錠長(zhǎng)度來(lái)鑄造鑄錠。

從粗軋機(jī)到連軋機(jī)間的輥道長(zhǎng)度(即最大允許中間坯長(zhǎng)度)為gmax＝150000毫米；鑄錠的厚度為h＝600毫米；鑄錠長(zhǎng)度的為：

如果該l的值未超出熔鑄工序所能鑄造出的最大鑄錠長(zhǎng)度值，則最終選定鑄錠長(zhǎng)度為該值。如果l的值超出了熔鑄工序所能鑄造出的最大鑄錠長(zhǎng)度值，則只需按照熔鑄工序所能鑄造出的最大鑄錠長(zhǎng)度值來(lái)鑄造鑄錠即可。