一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法
一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及平整工艺技术领域，特别涉及一种提高平整稳定性和产品表面质量的 张力设定方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着社会经济的发展，板带材的市场需求逐渐提高，市场同时对产品质量 的要求也越来越严苛。产线生产过程中，平整属于精加工工序，对产品的表面质量和机械性 能方面有非常明显的影响，经过研宄带钢表面质量与平整机张力波动存在一定的关系，因 此为提高产品表面质量，需要改善张力波动情况，增强平整稳定性。生产过程中，通常根据 带钢规格给定延伸率，技术人员对于平整机组张力的设定只考虑到板形与轧制压力，而对 是否打滑、是否振动、是否发生羽痕斜纹等缺陷没有考虑，而是在后期生产过程中进行单独 调整，这样既不利于生产组织和生产稳定，同时会因生产时前后钢卷的张力差异过大，容易 导致成品带钢表面出现横向振纹、羽痕和斜纹表面质量缺陷等问题，造成产品质量降级。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证平整机组稳定轧制和板形质量的 前提下，改善生产过程中钢卷间张力波动、提高成品带钢的机械性能和表面质量的提高平 整稳定性和产品表面质量的张力设定方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力 设定方法，提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法包括步骤1，获得平整机组的设 备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw，工作辊直径Dw，中间辊辊身长度Lm，中间辊直径D m， 支承辊辊身长度Lb，支承辊直径Db，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距I1，工作辊传动 侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2，轧机的等效刚度Km，等效质量M、平整机组前后防皱辊间 的距离L、工作辊最大正弯辊力5^max，工作辊最大负弯辊力5^max，中间辊传动侧与工作 侧弯辊液压缸中心距I3，中间辊最大正弯辊力SJnmx ,中间辊最大负弯辊力*S^max ,轧制 压力最大值Pmax;步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b、厚度h、抗拉强度σ b; 步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε、平整机组临界 打滑因子值Φ *、带材表面临界值ks、乳辊表面临界值匕、表面综合质量控制参数Ftl，平整机 组许用最大前张力Tlmax、平整机组许用最小前张力Tlmin、平整机组许用最大后张力T tlmax、平 整机组许用最小后张力Ttlmin;步骤4,给定工作辊弯辊力的设定值
中间辊弯辊力的设定
、窜辊量的设定值S =0 ;步骤5,给定张力 综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1. 0X10 1(1，张力设定步长Λ T ;步骤6,定义前张力设 定中间过程参数Ic1，并令Ic1= O ;步骤7,令前张力T T T ;步骤8,定义后张力设 定中间过程参数1^2，并令k2= O ;步骤9,令后张力Ttl= TQmin+k2A T ;步骤10,计算当前张力 及轧制工艺条件下总轧制压力P、绝对压下量ΛΚ工作辊压扁半径R'、系统固有频率ω ;步 骤11，判断不等式P〈Pmax是否成立；步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值 Φ ;步骤13,判断不等式Φ < Φ*是否成立；步骤14,计算振动判断参数p=abs (冲 击响应下最大轧制力下辊缝前滑长度-设定轧制力下辊缝前滑长度）/设定轧制力下辊缝 前滑长度；步骤15,判断不等式P <1是否成立；步骤16,计算当前张力及轧制工艺条件下 的带材前张力横向分布值σ η、乳制压力横向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向 分布值qwmi、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值qbmi;步骤17,计算带钢表面质量影响 函数 Fs (T1, Ttl)
[0005]
[0006] 式中，kQ为标准变形抗力，k Q= 180:220Mpa ;i为带材的横向条元；η为带材总的 横向条元数；α为加权系数，一般α =0.6的数值；步骤18,判断不等式Fs (T1, Ttl) <匕是 否成立；步骤19,计算轧辊表面质量影响函数
[0007]
[0008]
[0009] 式中，Ktl为标准轧辊表面硬度，Ktl= 1100:1200Mpa ;KW为工作辊表面实际硬度； Km为中间辊表面实际硬度；Kb为支撑辊表面实际硬度；II1为工作辊与中间辊之间接触接触 部分总的横向条元数；H2为支撑辊与中间辊之间接触接触部分总的横向条元数的数值；步 骤20,判断不等式Fr (T1, Ttl) <匕是否成立；步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定 目标函数--表面综合质量控制参数 FCT1, Ttl) = β FsCT1, Tci) +(l-β )F1^T1, TQ)+sd( σ π); 式中β为加权系数，一般取0.4-0. 6, sd为标准差函数的数值；步骤22,判断不等式 FCT1, Ttl)彡Ftl是否成立；步骤23,判断不等式
是否成立；步骤24， 判断不等式
是否成立；步骤25,输出平整机组最佳张力设定值Tly、 V
[0010] 进一步地，所述步骤11包括判断不等式P〈Pmax是否成立，如果成立，转入步骤12， 如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0011] 进一步地，所述步骤13包括判断不等式Φ < Φ*是否成立，如果成立，转入步骤 14,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0012] 进一步地，所述步骤15包括判断不等式P <1是否成立，如果成立，转入步骤16， 如果不等式不成立，则转入步骤23
[0013] 进一步地，所述步骤18包括判断不等SFs(T1J tl) <匕是否成立，如果成立，转入 步骤20,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0014] 进一步地，所述步骤20包括判断不等式Fr (T1, Ttl) <匕是否成立，如果成立，转入 步骤21，如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0015] 进一步地，所述步骤22包括判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立，如果成立，则令 F。= F(T1Jtl)Jly= T1Jtly= T ^，转入步骤23,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0016] 进一步地，所述步骤23包括判断不等式
是否成立，如果 成立，则令k2= k 2+1，转入步骤10,如果不等式不成立，则转入步骤24。
[0017] 进一步地，所述步骤24包括判断不等式
是否成立，如果成 立，则令Ic1= k dl，转入步骤7,如果不等式不成立，则转入步骤25。
[0018] 本发明提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法在保证打滑因子 在临界点以内、满足延伸率性能要求且改善带钢表面质量的最优值，通过理论计算、生产试 验与统计分析，根据六辊平整机组轧制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局 寻优方法，得到一组符合平整机设备、工艺特征最优张力设定值，最终实现在保证平整机组 稳定轧制和板形质量的前提下，改善生产过程中张力波动、提高成品带钢的产品机械性能 和表面质量。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明实施例提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法步 骤1-14的流程图；
[0020] 图2为本发明实施例提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法步 骤15-25的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法在保证打滑因子 在临界点以内、满足延伸率性能要求且改善带钢表面质量的最优值，通过理论计算、生产试 验与统计分析，根据六辊平整机组轧制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局 寻优方法，得到一组符合平整机设备、工艺特征最优张力设定值，最终实现在保证平整机组 稳定轧制和板形质量的前提下，改善生产过程中张力波动、提高成品带钢的产品机械性能 和表面质量。
[0022] 参见图1-2,本发明实施例提供的一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设 定方法包括：
[0023] 步骤1，获得 平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw，工作辊直径D w， 中间辊辊身长度LM，中间辊直径DM，支承辊辊身长度Lb，支承辊直径D b，支承辊传动侧与工作 侧压下螺丝中心距I1，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2，乳机的等效刚度Km，等 效质量M、平整机组前后防皱辊间的距离L、工作辊最大正弯辊力SiImax，工作辊最大负弯 辊力S；；max，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I3，中间辊最大正弯辊力SJ miax， 中间辊最大负弯辊力*S*mmax，轧制压力最大值Ρ_。
[0024] 步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b、厚度h、抗拉强度σ b。
[0025] 步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε、平整 机组临界打滑因子值Φ *、带材表面临界值ks、乳辊表面临界值匕、表面综合质量控制参数 F。，平整机组许用最大前张力Tlmax、平整机组许用最小前张力Tlmin、平整机组许用最大后张 力Ttlmax、平整机组许用最小后张力Ttlmin;通过理论计算、生产试验与统计分析，根据六辊平整 机组轧制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局寻优方法。
[0026] 步骤4,给定工作辊弯辊力的设定值
、中间辊弯辊力的设 定值（
窜辊量的设定值S = 0。
[0027] 步骤5,给定张力综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1.0 X 10 1(1，张力设定步长 Λ T。
[0028] 步骤6,定义前张力设定中间过程参数匕，并令k1= 0。
[0029] 步骤 7,令前张力 T1= T -+Ii1A T。
[0030] 步骤8,定义后张力设定中间过程参数匕，并令k2= 0。
[0031] 步骤 9,令后张力 Ttl= T Qmin+k2A T。
[0032] 步骤10,计算当前张力及轧制工艺条件下总轧制压力P、绝对压下量Λ h、工作辊 压扁半径R'、系统固有频率ω。
[0033] 步骤11，判断不等式P〈Pmax是否成立。所述步骤11包括判断不等式P〈P max是否成 立，如果成立，转入步骤12,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0034] 步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值Φ。
[0035] 步骤13,判断不等式Φ < Φ*是否成立，保证打滑因子在临界点以内。所述步骤 13包括判断不等式Φ < Φ*是否成立，如果成立，转入步骤14,如果不等式不成立，则转入 步骤23。
[0036] 步骤14,计算振动判断参数P，p=abs (冲击响应下最大轧制力下辊缝前滑长 度-设定轧制力下辊缝前滑长度）/设定轧制力下辊缝前滑长度。
[0037] 步骤15,判断不等式P <1是否成立。所述步骤15包括判断不等式0〈1是否成 立，如果成立，转入步骤16,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0038] 步骤16,计算当前张力及乳制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ π、乳制压 力横向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向分布值qwmi、中间棍与支撑棍的棍间压力 横向分布值qbmi。
[0039] 步骤17,计算带钢表面质量影响函数Fs (T1, Ttl)
[0040]
[0041] 式中，kQ为标准变形抗力，k Q= 180:220Mpa ;i为带材的横向条元；η为带材总的 横向条元数；α为加权系数，一般α = 〇. 6的数值；
[0042] 步骤18,判断不等式FsCT1, Ttl) <匕是否成立，得到满足延伸率性能要求的最优 值。步骤18包括判断不等SFs(T1Jtl) <匕是否成立，如果成立，转入步骤20,如果不等式 不成立，则转入步骤23。
[0043] 步骤19,计算乳棍表面质量影响函数
[0044]
[0045]
[0046] 式中，Ktl为标准轧辊表面硬度，Ktl= 1100:1200Mpa ;KW为工作辊表面实际硬度；Km为中间辊表面实际硬度；Kb为支撑辊表面实际硬度；n i为工作辊与中间辊之间接触接触部 分总的横向条元数；H2为支撑辊与中间辊之间接触接触部分总的横向条元数的数值。
[0047] 步骤20,判断不等式FJT1, TQ) Ski是否成立。所述步骤20包括判断不等式 FJT1, Ttl) <匕是否成立，如果成立，转入步骤21，如果不等式不成立，则转入步骤2。
[0048] 步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数一一表面综合质量控 制参数 FCT1, Ttl) = β Fs(T1, TQ) + (l-f3 )匕(1\，TtlHsd(Oli);式中 β 为加权系数，一般取 0. 4-0. 6, sd为标准差函数的数值；
[0049] 步骤22,判断不等式F(I\，Ttl)彡匕是否成立，得到改善带钢表面质量的最优值。 所述步骤22包括判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立，如果成立，则令F C1= F (Τ i，Ttl)、Tly = Ttly= T C1，转入步骤23,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0050] 步骤23,判断不等式
是否成立。所述步骤23包括判断不 等式
是否成立，如果成立，则令k2= k2+l，转入步骤10,如果不等 式不成立，则转入步骤24。
[0051] 步骤24,判断不等式
是否成立。所述步骤24包括判断不等 另
是否成立，如果成立，则令Ii1= h+Ι，转入步骤7,如果不等式不成 立，则转入步骤25。
[0052] 步骤25,输出平整机组最佳张力设定值Tly、1^。
[0053] 为了更清楚的介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
[0054] 实施例1
[0055] 现以某2030六辊平整机组为例，规格为1800mm*0. 8mm、钢种为SPCC的带钢在特定 的平整机组上的张力优化设定过程。
[0056] 步骤1，获得收集平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw= 2180mm， 工作棍直径Dw= 450mm，中间棍棍身长度L M= 2380mm，中间棍直径D M= 550mm，支承棍棍 身长度Lb= 2180mm，支承辊直径Db= 1150mm，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距I i =2800mm，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2= 2800mm，乳机的等效刚度Km= 3257000,等效质量M = 125、平整机组前后防皱辊间的距离L = 5000mm、工作辊最大正弯辊 力Kmax=8Ot，工作辊最大负弯辊力S_ax=80t，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距 I3= 2800mm，中间辊最大正弯辊力Smax=SOt,中间辊最大负弯辊力Imax=SOt,轧制压力 最大值P_= 1300t。
[0057] 步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b = 1800mm、厚度h = 0. 8mm、抗 拉强度 σ b= 360Mpa。
[0058] 步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε = 0. 8%、平整机组临界打滑因子值Φ* = 0. 41、带材表面临界值匕=0. 46、轧辊表面临界值 Ii1= 0. 25、平整机表面质量综合函数Fci= 0. 5、平整机组许用最大前张力Tlmax= 144Mpa、平 整机组许用最小前张力Tlmin= 36Mpa、平整机组许用最大后张力T Umax= 144Mpa、平整机组 许用最小后张力Ttlmin= 36Mpa ;通过理论计算、生产试验与统计分析，根据六辊平整机组轧 制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局寻优方法。
[0059] 步骤4,给定工作辊弯辊力的设定彳
、中间辊弯辊力的设定值
、窜棍量的设定值δ =〇。
[0060] 步骤5,给定张力综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1.0 X 10 1(1，张力设定步长 Δ T = 0. 5Mpa〇
[006 1] 步骤6,定义前张力设定中间过程参数Ic1，并令k1=0。
[0062] 步骤 7,令前张力 T1= T L+h Δ T = 35MPa。
[0063] 步骤8,定义后张力设定中间过程参数匕，并令k2= 0。
[0064] 步骤 9,令后张力 Ttl= T Qmin+k2A T = 35Mpa。
[0065] 步骤10,计算当前张力及乳制工艺条件下总乳制压力P = 450t、绝对压下量Λ h =0. 0048mm、工作辊压扁半径R' = 213. 2mm、系统固有频率ω = 146. 3147。
[0066] 步骤11，判断不等式P < Pmax是否成立，如果成立，转入步骤12。如果不等式不成 立，则转入步骤23。本实施例中，P < Pmax，转入步骤12。
[0067] 步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值Φ = 0. 23。
[0068] 步骤13,判断不等式Φ < 0. 41是否成立，如果成立，转入步骤14。如果不等式不 成立，则转入步骤23。本实施例中，Φ <0.41，打滑因子在临界点以内，转入步骤14。
[0069] 步骤14,计算振动判断参数供=〇· 01 06。
[0070] 步骤15,判断不等式P < 1是否成立，如果成立，转入步骤16。如果不等式不成立， 则转入步骤23。本实施例中，P < 1，转入步骤16。
[0071] 步骤16,计算当前张力及乳制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ π、乳制压 力横向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向分布值qwmi、中间棍与支撑棍的棍间压力 横向分布值qbmi。
[0072] 步骤17,计算带材表面影响函数
[0073]
[0074] 步骤18，判断不等式Fs (T1, Ttl)彡0. 46是否成立，得到满足延伸率性能要求 的最优值，如果成立，转入步骤20。如果不等式不成立，则转入步骤23。本实施例中 FsCT1, Ttl)彡 0· 46,转入步骤 20。
[0075] 步骤19,计算表面质量影响函数
[0076]
[0077] 步骤20,判断不等式Fr (T1, Ttl)彡0.25是否成立，如果成立，转入步骤21。如果不 等式不成立，则转入步骤23。本实施例中，FJT1, Ttl)彡0. 25,转入步骤21。
[0078] 步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数FCT1, Ttl)= β Fs (T1, T0) + (1- β ) Fr (T1, T0) +sd ( σ π) = 〇· 35 (加权系数 β 取 0· 5)。
[0079] 步骤22,判断不等式F(I\，Ttl) <匕是否成立，得到改善带钢表面质量的最优值。 如果成立，则令Ftl= F(T1Jtl)Jly= T1Jtly= Τ。，转入步骤23。否则，则转入步骤23。
[0080] 步骤23,判断不等式
是否成立，如果成立，则令k2= k2+l， 转入步骤9。如果不等式不成立，则转入步骤24。
[0081] 步骤24,判断不等另
是否成立，如果成立，则令Ii1= h+1， 转入步骤7。如果不等式不成立，则转入步骤25。
[0082] 步骤25,得到平整机组最佳张力设定值Tly、TQy。
[0083] 实施例2
[0084] 现以某2030六辊平整机组为例，借助于图1来描述规格为1600mm*l. 0mm、钢种为 DC06的带钢在特定的平整机组上的张力优化设定过程。
[0085] 步骤1，获得平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw= 2180mm，工 作棍直径Dw= 440mm，中间棍棍身长度L M= 2380mm，中间棍直径D M= 560mm，支承棍棍身 长度Lb= 2180mm，支承辊直径Db= 1050mm，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距I i =2800mm，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2= 2800mm，乳机的等效刚度Km= 3257000,等效质量M = 125、平整机组前后防皱辊间的距离L = 5000mm、工作辊最大正弯辊 力Kmax=8 0t，工作辊最大负弯辊力Xmax=80?，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距 I3= 2800mm，中间辊最大正弯辊力*S,_x=60t，中间辊最大负弯辊力\_Χ=6(Η，轧制压力 最大值P_= 1300t。
[0086] 步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b = 1600mm、厚度h = I. 0_、抗 拉强度 σ b= 120Mpa。
[0087] 步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε = 1. 0%、平整机组临界打滑因子值Φ* = 0. 41、带材表面临界值匕=0. 46、轧辊表面临界值 Ii1= 0. 25、平整机表面质量综合函数F C1= 0. 5、平整机组许用最大前张力T lmax= 48Mpa、平 整机组许用最小前张力Tlmin= 12Mpa、平整机组许用最大后张力T Qmax= 48Mpa、平整机组许 用最小后张力Tttain= 12Mpa。
[0088] 步骤4,给定工作辊弯辊力的设定值 、中间辊弯辊力的设定值
^窜棍量的设定值δ =0。
[0089] 步骤5,给定张力综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1.0 X 10 1(1，张力设定步长 Λ T = IMpa0
[0090] 步骤6,定义前张力设定中间过程参数匕，并令k1= 0。
[0091] 步骤 7,令前张力 T1= T l+Ι^Λ T = 12Mpa。
[0092] 步骤8,定义后张力设定中间过程参数匕，并令k2= 0。
[0093] 步骤 9,令后张力 T0= T 〇min+k2A T = 12Mpa。
[0094] 步骤10,计算当前张力及乳制工艺条件下总乳制压力P = 153t、绝对压下量Λ h =0. 01mm、工作辊压扁半径R' = 201. 1mm、系统固有频率ω = 146. 3147。
[0095] 步骤11，判断不等式P < Pmax= 1200t是否成立，如果成立，转入步骤12。如果不 等式不成立，则转入步骤23。本实施例中，P < Pmax= 1200t，转入步骤12。
[0096] 步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值Φ = 0. 15。
[0097] 步骤13,判断不等式Φ < 0. 41是否成立，如果成立，转入步骤14。如果不等式不 成立，则转入步骤23。
[0098] 步骤14,计算振动判断参数.ρ = 〇· 0457。
[0099] 步骤15,判断不等式P < 1是否成立，如果成立，转入步骤16。如果不等式不成立， 则转入步骤23。本实施例中'< 1,转入步骤16。
[0100] 步骤16,计算当前张力及乳制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ π、乳制压 力横向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向分布值qwmi、中间棍与支撑棍的棍间压力 横向分布值qbmi。
[0101] 步骤17,计算带材表面影响函数
[0102]
[0103] 步骤18,判断不等式Fs (T1, Ttl) < 0.46是否成立，如果成立，转入步骤18。如果不 等式不成立，则转入步骤23。本实施例中，Fs (T1, Ttl)彡0.46,转入步骤18。
[0104] 步骤19,计算表面质量影响函数
[0105]
[0106] 步骤20,判断不等式Fr (T1, Ttl)彡0.25是否成立，如果成立，转入步骤21。
[0107] 如果不等式不成立，则转入步骤23。本实施例中，Fr (T1, Ttl)彡0· 25,转入步骤21。
[0108] 步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数FCT1, Ttl)= β Fs (T1, T0) + (1- β ) Fr (T1, T0) +sd ( σ π) = 〇· 247 (加权系数 β 取 0· 5)。
[0109] 步骤22,判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立，如果成立，则令F C1= F (T1, Ttl)、Tly=1\、Ttly= T ^转入步骤23。否则，则转入步骤23。
[0110] 步骤23,判断不等式
；是否成立，如果成立，则令k2= k2+l， 转入步骤9。如果不等式不成立，则转入步骤24。
[0111] 步骤24,判断不等j
;是否成立，如果成立，则令Ii1= k#， 转入步骤7。如果不等式不成立，则转入步骤25。
[0112] 步骤25,得到平整机组最佳张力设定值?^、?^。
[0113] 综上所述，本发明实施例提供的一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定 方法具有如下技术效果。
[0114] 本发明提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法在保证打滑因子 在临界点以内、满足延伸率性能要求且改善带钢表面质量的最优值，通过理论计算、生产试 验与统计分析，根据六辊平整机组轧制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局 寻优方法，得到一组符合平整机设备、工艺特征最优张力设定值，最终实现在保证平整机组 稳定轧制和板形质量的前提下，改善生产过程中张力波动、提高成品带钢的产品机械性能 和表面质量。
[0115] 最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法，其特征在于，包括： 步骤1，获得平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw，工作辊直径Dw，中间 辊辊身长度LM，中间辊直径DM，支承辊辊身长度Lb，支承辊直径D b，支承辊传动侧与工作侧压 下螺丝中心距I1，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2，乳机的等效刚度Km，等效质 量M、平整机组前后防皱辊间的距离L、工作辊最大正弯辊力S1^max ,工作辊最大负弯辊力 Smmx，中间$昆传动侧与工作侧弯输液压缸中心距U中间$昆最大正弯$昆力Smax，中间 辊最大负弯辊力Swmax ,轧制压力最大值Pniax; 步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b、厚度h、抗拉强度〇 b;步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε、平整机组 临界打滑因子值Φ*、带材表面临界值匕、乳辊表面临界值匕、表面综合质量控制参数Ftl, 平整机组许用最大前张力Tlmax、平整机组许用最小前张力Tlmin、平整机组许用最大后张力 Tcimax、平整机组许用最小后张力Ttlmin; 步骤4,给定工作辊弯辊力的设定值 、中间辊弯辊力的设定值、窜辊量的设定值S = O ; 步骤5,给定张力综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1.0 X 10 1(1，张力设定步长Λ T ; 步骤6,定义前张力设定中间过程参数Ic1，并令k1= 0 ; 步骤7,令前张力T1= T T ; 步骤8,定义后张力设定中间过程参数k2，并令k2= 0 ; 步骤9,令后张力Ttl= T Qmin+k2A T ; 步骤10,计算当前张力及轧制工艺条件下总轧制压力P、绝对压下量Λ h、工作辊压扁 半径R'、系统固有频率ω ; 步骤11，判断不等式P〈Pmax是否成立； 步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值Φ ; 步骤13,判断不等式Φ < Φ*是否成立； 步骤14,计算振动判断参数P=abs (冲击响应下最大轧制力下辊缝前滑长度-设 定轧制力下辊缝前滑长度）/设定轧制力下辊缝前滑长度； 步骤15,判断不等式妒<1是否成立； 步骤16,计算当前张力及轧制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ "、轧制压力横 向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向分布值qwmi、中间棍与支撑棍的棍间压力横向 分布值qbDli; 步骤17,计算带钢表面质量影响函数Fs (T1, Tci)式中，kQ为标准变形抗力，kQ= 180:220Mpa ;i为带材的横向条元；η为带材总的横向 条元数；α为加权系数，一般α = 〇. 6的数值； 步骤18,判断不等式Fs (T1, Ttl)彡ks是否成立； 步骤19,计算乳棍表面质量影响函数式中，Ktl为标准轧辊表面硬度，Ktl= 1100:1200Mpa;Kw为工作辊表面实际硬度；Km为中 间辊表面实际硬度；Kb为支撑辊表面实际硬度；n i为工作辊与中间辊之间接触接触部分总 的横向条元数；n2为支撑辊与中间辊之间接触接触部分总的横向条元数的数值； 步骤20,判断不等式Fi (T1, Ttl)彡匕是否成立； 步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数一一表面综合质量控制参数 F(T1Jtl) = β Fs(T1, Ttl)+ (l-β Wr(T1Jtl)+Sd(Oli);式中 β 为加权系数，一般取 0.4-0. 6， sd为标准差函数的数值； 步骤22,判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立； 步骤23,判断不等式是否成立； 步骤24,判断不等式[是否成立； 步骤25,输出平整机组最佳张力设定值Tly、Ttly。2. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤11包括： 判断不等式P〈Pmax是否成立，如果成立，转入步骤12,如果不等式不成立，则转入步骤 23〇3. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤13包括： 判断不等式Φ < Φ*是否成立，如果成立，转入步骤14,如果不等式不成立，则转入步 骤23。4. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤15包括： 判断不等式P <1是否成立，如果成立，转入步骤16,如果不等式不成立，则转入步骤 23〇5. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤18包括： 判断不等式Fs (T1, Ttl) <匕是否成立，如果成立，转入步骤20,如果不等式不成立，则转 入步骤23。6. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤20包括： 判断不等式Fr (T1, Ttl) <匕是否成立，如果成立，转入步骤21，如果不等式不成立，则转 入步骤23。7. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤22包括： 判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立，如果成立，则令F e F(T1Jtl)Jly= T1Jtly= T。， 转入步骤23,如果不等式不成立，则转入步骤23。8. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤23包括： 判断不等式是否成立，如果成立，则令k2= k 2+1，转入步骤 10,如果不等式不成立，则转入步骤24。9. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤24包括： 判断不等式是否成立，如果成立，则令Ii1= h+l，转入步骤7,如 果不等式不成立，则转入步骤25。
【专利摘要】本发明公开了一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法，属于平整工艺技术领域。所述提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法包括收集平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊最大负弯辊力，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距l3，中间辊最大正弯辊力，中间辊最大负弯辊力。本发明提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法在保证平整机组稳定轧制和板形质量的前提下，改善生产过程中钢卷间张力波动、提高成品带钢的机械性能和表面质量。
【IPC分类】B21B37/48
【公开号】CN104889175
【申请号】CN201510279664
【发明人】申延智, 尹显东, 李振, 刘宗发, 唐伟, 郑晓飞, 王硕, 胡建军, 刘顺明, 庞二帅, 康永华, 刘学良, 张良, 齐海峰, 李众
【申请人】首钢京唐钢铁联合有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及平整工艺技术领域，特别涉及一种提高平整稳定性和产品表面质量的 张力设定方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着社会经济的发展，板带材的市场需求逐渐提高，市场同时对产品质量 的要求也越来越严苛。产线生产过程中，平整属于精加工工序，对产品的表面质量和机械性 能方面有非常明显的影响，经过研宄带钢表面质量与平整机张力波动存在一定的关系，因 此为提高产品表面质量，需要改善张力波动情况，增强平整稳定性。生产过程中，通常根据 带钢规格给定延伸率，技术人员对于平整机组张力的设定只考虑到板形与轧制压力，而对 是否打滑、是否振动、是否发生羽痕斜纹等缺陷没有考虑，而是在后期生产过程中进行单独 调整，这样既不利于生产组织和生产稳定，同时会因生产时前后钢卷的张力差异过大，容易 导致成品带钢表面出现横向振纹、羽痕和斜纹表面质量缺陷等问题，造成产品质量降级。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证平整机组稳定轧制和板形质量的 前提下，改善生产过程中钢卷间张力波动、提高成品带钢的机械性能和表面质量的提高平 整稳定性和产品表面质量的张力设定方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力 设定方法，提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法包括步骤1，获得平整机组的设 备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw，工作辊直径Dw，中间辊辊身长度Lm，中间辊直径D m， 支承辊辊身长度Lb，支承辊直径Db，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距I1，工作辊传动 侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2，轧机的等效刚度Km，等效质量M、平整机组前后防皱辊间 的距离L、工作辊最大正弯辊力5^max，工作辊最大负弯辊力5^max，中间辊传动侧与工作 侧弯辊液压缸中心距I3，中间辊最大正弯辊力SJnmx ,中间辊最大负弯辊力*S^max ,轧制 压力最大值Pmax;步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b、厚度h、抗拉强度σ b; 步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε、平整机组临界 打滑因子值Φ *、带材表面临界值ks、乳辊表面临界值匕、表面综合质量控制参数Ftl，平整机 组许用最大前张力Tlmax、平整机组许用最小前张力Tlmin、平整机组许用最大后张力T tlmax、平 整机组许用最小后张力Ttlmin;步骤4,给定工作辊弯辊力的设定值
中间辊弯辊力的设定
、窜辊量的设定值S =0 ;步骤5,给定张力 综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1. 0X10 1(1，张力设定步长Λ T ;步骤6,定义前张力设 定中间过程参数Ic1，并令Ic1= O ;步骤7,令前张力T T T ;步骤8,定义后张力设 定中间过程参数1^2，并令k2= O ;步骤9,令后张力Ttl= TQmin+k2A T ;步骤10,计算当前张力 及轧制工艺条件下总轧制压力P、绝对压下量ΛΚ工作辊压扁半径R'、系统固有频率ω ;步 骤11，判断不等式P〈Pmax是否成立；步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值 Φ ;步骤13,判断不等式Φ < Φ*是否成立；步骤14,计算振动判断参数p=abs (冲 击响应下最大轧制力下辊缝前滑长度-设定轧制力下辊缝前滑长度）/设定轧制力下辊缝 前滑长度；步骤15,判断不等式P <1是否成立；步骤16,计算当前张力及轧制工艺条件下 的带材前张力横向分布值σ η、乳制压力横向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向 分布值qwmi、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值qbmi;步骤17,计算带钢表面质量影响 函数 Fs (T1, Ttl)
[0005]
[0006] 式中，kQ为标准变形抗力，k Q= 180:220Mpa ;i为带材的横向条元；η为带材总的 横向条元数；α为加权系数，一般α =0.6的数值；步骤18,判断不等式Fs (T1, Ttl) <匕是 否成立；步骤19,计算轧辊表面质量影响函数
[0007]
[0008]
[0009] 式中，Ktl为标准轧辊表面硬度，Ktl= 1100:1200Mpa ;KW为工作辊表面实际硬度； Km为中间辊表面实际硬度；Kb为支撑辊表面实际硬度；II1为工作辊与中间辊之间接触接触 部分总的横向条元数；H2为支撑辊与中间辊之间接触接触部分总的横向条元数的数值；步 骤20,判断不等式Fr (T1, Ttl) <匕是否成立；步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定 目标函数--表面综合质量控制参数 FCT1, Ttl) = β FsCT1, Tci) +(l-β )F1^T1, TQ)+sd( σ π); 式中β为加权系数，一般取0.4-0. 6, sd为标准差函数的数值；步骤22,判断不等式 FCT1, Ttl)彡Ftl是否成立；步骤23,判断不等式
是否成立；步骤24， 判断不等式
是否成立；步骤25,输出平整机组最佳张力设定值Tly、 V
[0010] 进一步地，所述步骤11包括判断不等式P〈Pmax是否成立，如果成立，转入步骤12， 如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0011] 进一步地，所述步骤13包括判断不等式Φ < Φ*是否成立，如果成立，转入步骤 14,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0012] 进一步地，所述步骤15包括判断不等式P <1是否成立，如果成立，转入步骤16， 如果不等式不成立，则转入步骤23
[0013] 进一步地，所述步骤18包括判断不等SFs(T1J tl) <匕是否成立，如果成立，转入 步骤20,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0014] 进一步地，所述步骤20包括判断不等式Fr (T1, Ttl) <匕是否成立，如果成立，转入 步骤21，如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0015] 进一步地，所述步骤22包括判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立，如果成立，则令 F。= F(T1Jtl)Jly= T1Jtly= T ^，转入步骤23,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0016] 进一步地，所述步骤23包括判断不等式
是否成立，如果 成立，则令k2= k 2+1，转入步骤10,如果不等式不成立，则转入步骤24。
[0017] 进一步地，所述步骤24包括判断不等式
是否成立，如果成 立，则令Ic1= k dl，转入步骤7,如果不等式不成立，则转入步骤25。
[0018] 本发明提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法在保证打滑因子 在临界点以内、满足延伸率性能要求且改善带钢表面质量的最优值，通过理论计算、生产试 验与统计分析，根据六辊平整机组轧制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局 寻优方法，得到一组符合平整机设备、工艺特征最优张力设定值，最终实现在保证平整机组 稳定轧制和板形质量的前提下，改善生产过程中张力波动、提高成品带钢的产品机械性能 和表面质量。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明实施例提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法步 骤1-14的流程图；
[0020] 图2为本发明实施例提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法步 骤15-25的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法在保证打滑因子 在临界点以内、满足延伸率性能要求且改善带钢表面质量的最优值，通过理论计算、生产试 验与统计分析，根据六辊平整机组轧制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局 寻优方法，得到一组符合平整机设备、工艺特征最优张力设定值，最终实现在保证平整机组 稳定轧制和板形质量的前提下，改善生产过程中张力波动、提高成品带钢的产品机械性能 和表面质量。
[0022] 参见图1-2,本发明实施例提供的一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设 定方法包括：
[0023] 步骤1，获得 平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw，工作辊直径D w， 中间辊辊身长度LM，中间辊直径DM，支承辊辊身长度Lb，支承辊直径D b，支承辊传动侧与工作 侧压下螺丝中心距I1，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2，乳机的等效刚度Km，等 效质量M、平整机组前后防皱辊间的距离L、工作辊最大正弯辊力SiImax，工作辊最大负弯 辊力S；；max，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I3，中间辊最大正弯辊力SJ miax， 中间辊最大负弯辊力*S*mmax，轧制压力最大值Ρ_。
[0024] 步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b、厚度h、抗拉强度σ b。
[0025] 步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε、平整 机组临界打滑因子值Φ *、带材表面临界值ks、乳辊表面临界值匕、表面综合质量控制参数 F。，平整机组许用最大前张力Tlmax、平整机组许用最小前张力Tlmin、平整机组许用最大后张 力Ttlmax、平整机组许用最小后张力Ttlmin;通过理论计算、生产试验与统计分析，根据六辊平整 机组轧制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局寻优方法。
[0026] 步骤4,给定工作辊弯辊力的设定值
、中间辊弯辊力的设 定值（
窜辊量的设定值S = 0。
[0027] 步骤5,给定张力综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1.0 X 10 1(1，张力设定步长 Λ T。
[0028] 步骤6,定义前张力设定中间过程参数匕，并令k1= 0。
[0029] 步骤 7,令前张力 T1= T -+Ii1A T。
[0030] 步骤8,定义后张力设定中间过程参数匕，并令k2= 0。
[0031] 步骤 9,令后张力 Ttl= T Qmin+k2A T。
[0032] 步骤10,计算当前张力及轧制工艺条件下总轧制压力P、绝对压下量Λ h、工作辊 压扁半径R'、系统固有频率ω。
[0033] 步骤11，判断不等式P〈Pmax是否成立。所述步骤11包括判断不等式P〈P max是否成 立，如果成立，转入步骤12,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0034] 步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值Φ。
[0035] 步骤13,判断不等式Φ < Φ*是否成立，保证打滑因子在临界点以内。所述步骤 13包括判断不等式Φ < Φ*是否成立，如果成立，转入步骤14,如果不等式不成立，则转入 步骤23。
[0036] 步骤14,计算振动判断参数P，p=abs (冲击响应下最大轧制力下辊缝前滑长 度-设定轧制力下辊缝前滑长度）/设定轧制力下辊缝前滑长度。
[0037] 步骤15,判断不等式P <1是否成立。所述步骤15包括判断不等式0〈1是否成 立，如果成立，转入步骤16,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0038] 步骤16,计算当前张力及乳制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ π、乳制压 力横向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向分布值qwmi、中间棍与支撑棍的棍间压力 横向分布值qbmi。
[0039] 步骤17,计算带钢表面质量影响函数Fs (T1, Ttl)
[0040]
[0041] 式中，kQ为标准变形抗力，k Q= 180:220Mpa ;i为带材的横向条元；η为带材总的 横向条元数；α为加权系数，一般α = 〇. 6的数值；
[0042] 步骤18,判断不等式FsCT1, Ttl) <匕是否成立，得到满足延伸率性能要求的最优 值。步骤18包括判断不等SFs(T1Jtl) <匕是否成立，如果成立，转入步骤20,如果不等式 不成立，则转入步骤23。
[0043] 步骤19,计算乳棍表面质量影响函数
[0044]
[0045]
[0046] 式中，Ktl为标准轧辊表面硬度，Ktl= 1100:1200Mpa ;KW为工作辊表面实际硬度；Km为中间辊表面实际硬度；Kb为支撑辊表面实际硬度；n i为工作辊与中间辊之间接触接触部 分总的横向条元数；H2为支撑辊与中间辊之间接触接触部分总的横向条元数的数值。
[0047] 步骤20,判断不等式FJT1, TQ) Ski是否成立。所述步骤20包括判断不等式 FJT1, Ttl) <匕是否成立，如果成立，转入步骤21，如果不等式不成立，则转入步骤2。
[0048] 步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数一一表面综合质量控 制参数 FCT1, Ttl) = β Fs(T1, TQ) + (l-f3 )匕(1\，TtlHsd(Oli);式中 β 为加权系数，一般取 0. 4-0. 6, sd为标准差函数的数值；
[0049] 步骤22,判断不等式F(I\，Ttl)彡匕是否成立，得到改善带钢表面质量的最优值。 所述步骤22包括判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立，如果成立，则令F C1= F (Τ i，Ttl)、Tly = Ttly= T C1，转入步骤23,如果不等式不成立，则转入步骤23。
[0050] 步骤23,判断不等式
是否成立。所述步骤23包括判断不 等式
是否成立，如果成立，则令k2= k2+l，转入步骤10,如果不等 式不成立，则转入步骤24。
[0051] 步骤24,判断不等式
是否成立。所述步骤24包括判断不等 另
是否成立，如果成立，则令Ii1= h+Ι，转入步骤7,如果不等式不成 立，则转入步骤25。
[0052] 步骤25,输出平整机组最佳张力设定值Tly、1^。
[0053] 为了更清楚的介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
[0054] 实施例1
[0055] 现以某2030六辊平整机组为例，规格为1800mm*0. 8mm、钢种为SPCC的带钢在特定 的平整机组上的张力优化设定过程。
[0056] 步骤1，获得收集平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw= 2180mm， 工作棍直径Dw= 450mm，中间棍棍身长度L M= 2380mm，中间棍直径D M= 550mm，支承棍棍 身长度Lb= 2180mm，支承辊直径Db= 1150mm，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距I i =2800mm，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2= 2800mm，乳机的等效刚度Km= 3257000,等效质量M = 125、平整机组前后防皱辊间的距离L = 5000mm、工作辊最大正弯辊 力Kmax=8Ot，工作辊最大负弯辊力S_ax=80t，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距 I3= 2800mm，中间辊最大正弯辊力Smax=SOt,中间辊最大负弯辊力Imax=SOt,轧制压力 最大值P_= 1300t。
[0057] 步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b = 1800mm、厚度h = 0. 8mm、抗 拉强度 σ b= 360Mpa。
[0058] 步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε = 0. 8%、平整机组临界打滑因子值Φ* = 0. 41、带材表面临界值匕=0. 46、轧辊表面临界值 Ii1= 0. 25、平整机表面质量综合函数Fci= 0. 5、平整机组许用最大前张力Tlmax= 144Mpa、平 整机组许用最小前张力Tlmin= 36Mpa、平整机组许用最大后张力T Umax= 144Mpa、平整机组 许用最小后张力Ttlmin= 36Mpa ;通过理论计算、生产试验与统计分析，根据六辊平整机组轧 制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局寻优方法。
[0059] 步骤4,给定工作辊弯辊力的设定彳
、中间辊弯辊力的设定值
、窜棍量的设定值δ =〇。
[0060] 步骤5,给定张力综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1.0 X 10 1(1，张力设定步长 Δ T = 0. 5Mpa〇
[006 1] 步骤6,定义前张力设定中间过程参数Ic1，并令k1=0。
[0062] 步骤 7,令前张力 T1= T L+h Δ T = 35MPa。
[0063] 步骤8,定义后张力设定中间过程参数匕，并令k2= 0。
[0064] 步骤 9,令后张力 Ttl= T Qmin+k2A T = 35Mpa。
[0065] 步骤10,计算当前张力及乳制工艺条件下总乳制压力P = 450t、绝对压下量Λ h =0. 0048mm、工作辊压扁半径R' = 213. 2mm、系统固有频率ω = 146. 3147。
[0066] 步骤11，判断不等式P < Pmax是否成立，如果成立，转入步骤12。如果不等式不成 立，则转入步骤23。本实施例中，P < Pmax，转入步骤12。
[0067] 步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值Φ = 0. 23。
[0068] 步骤13,判断不等式Φ < 0. 41是否成立，如果成立，转入步骤14。如果不等式不 成立，则转入步骤23。本实施例中，Φ <0.41，打滑因子在临界点以内，转入步骤14。
[0069] 步骤14,计算振动判断参数供=〇· 01 06。
[0070] 步骤15,判断不等式P < 1是否成立，如果成立，转入步骤16。如果不等式不成立， 则转入步骤23。本实施例中，P < 1，转入步骤16。
[0071] 步骤16,计算当前张力及乳制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ π、乳制压 力横向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向分布值qwmi、中间棍与支撑棍的棍间压力 横向分布值qbmi。
[0072] 步骤17,计算带材表面影响函数
[0073]
[0074] 步骤18，判断不等式Fs (T1, Ttl)彡0. 46是否成立，得到满足延伸率性能要求 的最优值，如果成立，转入步骤20。如果不等式不成立，则转入步骤23。本实施例中 FsCT1, Ttl)彡 0· 46,转入步骤 20。
[0075] 步骤19,计算表面质量影响函数
[0076]
[0077] 步骤20,判断不等式Fr (T1, Ttl)彡0.25是否成立，如果成立，转入步骤21。如果不 等式不成立，则转入步骤23。本实施例中，FJT1, Ttl)彡0. 25,转入步骤21。
[0078] 步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数FCT1, Ttl)= β Fs (T1, T0) + (1- β ) Fr (T1, T0) +sd ( σ π) = 〇· 35 (加权系数 β 取 0· 5)。
[0079] 步骤22,判断不等式F(I\，Ttl) <匕是否成立，得到改善带钢表面质量的最优值。 如果成立，则令Ftl= F(T1Jtl)Jly= T1Jtly= Τ。，转入步骤23。否则，则转入步骤23。
[0080] 步骤23,判断不等式
是否成立，如果成立，则令k2= k2+l， 转入步骤9。如果不等式不成立，则转入步骤24。
[0081] 步骤24,判断不等另
是否成立，如果成立，则令Ii1= h+1， 转入步骤7。如果不等式不成立，则转入步骤25。
[0082] 步骤25,得到平整机组最佳张力设定值Tly、TQy。
[0083] 实施例2
[0084] 现以某2030六辊平整机组为例，借助于图1来描述规格为1600mm*l. 0mm、钢种为 DC06的带钢在特定的平整机组上的张力优化设定过程。
[0085] 步骤1，获得平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw= 2180mm，工 作棍直径Dw= 440mm，中间棍棍身长度L M= 2380mm，中间棍直径D M= 560mm，支承棍棍身 长度Lb= 2180mm，支承辊直径Db= 1050mm，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距I i =2800mm，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2= 2800mm，乳机的等效刚度Km= 3257000,等效质量M = 125、平整机组前后防皱辊间的距离L = 5000mm、工作辊最大正弯辊 力Kmax=8 0t，工作辊最大负弯辊力Xmax=80?，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距 I3= 2800mm，中间辊最大正弯辊力*S,_x=60t，中间辊最大负弯辊力\_Χ=6(Η，轧制压力 最大值P_= 1300t。
[0086] 步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b = 1600mm、厚度h = I. 0_、抗 拉强度 σ b= 120Mpa。
[0087] 步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε = 1. 0%、平整机组临界打滑因子值Φ* = 0. 41、带材表面临界值匕=0. 46、轧辊表面临界值 Ii1= 0. 25、平整机表面质量综合函数F C1= 0. 5、平整机组许用最大前张力T lmax= 48Mpa、平 整机组许用最小前张力Tlmin= 12Mpa、平整机组许用最大后张力T Qmax= 48Mpa、平整机组许 用最小后张力Tttain= 12Mpa。
[0088] 步骤4,给定工作辊弯辊力的设定值 、中间辊弯辊力的设定值
^窜棍量的设定值δ =0。
[0089] 步骤5,给定张力综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1.0 X 10 1(1，张力设定步长 Λ T = IMpa0
[0090] 步骤6,定义前张力设定中间过程参数匕，并令k1= 0。
[0091] 步骤 7,令前张力 T1= T l+Ι^Λ T = 12Mpa。
[0092] 步骤8,定义后张力设定中间过程参数匕，并令k2= 0。
[0093] 步骤 9,令后张力 T0= T 〇min+k2A T = 12Mpa。
[0094] 步骤10,计算当前张力及乳制工艺条件下总乳制压力P = 153t、绝对压下量Λ h =0. 01mm、工作辊压扁半径R' = 201. 1mm、系统固有频率ω = 146. 3147。
[0095] 步骤11，判断不等式P < Pmax= 1200t是否成立，如果成立，转入步骤12。如果不 等式不成立，则转入步骤23。本实施例中，P < Pmax= 1200t，转入步骤12。
[0096] 步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值Φ = 0. 15。
[0097] 步骤13,判断不等式Φ < 0. 41是否成立，如果成立，转入步骤14。如果不等式不 成立，则转入步骤23。
[0098] 步骤14,计算振动判断参数.ρ = 〇· 0457。
[0099] 步骤15,判断不等式P < 1是否成立，如果成立，转入步骤16。如果不等式不成立， 则转入步骤23。本实施例中'< 1,转入步骤16。
[0100] 步骤16,计算当前张力及乳制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ π、乳制压 力横向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向分布值qwmi、中间棍与支撑棍的棍间压力 横向分布值qbmi。
[0101] 步骤17,计算带材表面影响函数
[0102]
[0103] 步骤18,判断不等式Fs (T1, Ttl) < 0.46是否成立，如果成立，转入步骤18。如果不 等式不成立，则转入步骤23。本实施例中，Fs (T1, Ttl)彡0.46,转入步骤18。
[0104] 步骤19,计算表面质量影响函数
[0105]
[0106] 步骤20,判断不等式Fr (T1, Ttl)彡0.25是否成立，如果成立，转入步骤21。
[0107] 如果不等式不成立，则转入步骤23。本实施例中，Fr (T1, Ttl)彡0· 25,转入步骤21。
[0108] 步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数FCT1, Ttl)= β Fs (T1, T0) + (1- β ) Fr (T1, T0) +sd ( σ π) = 〇· 247 (加权系数 β 取 0· 5)。
[0109] 步骤22,判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立，如果成立，则令F C1= F (T1, Ttl)、Tly=1\、Ttly= T ^转入步骤23。否则，则转入步骤23。
[0110] 步骤23,判断不等式
；是否成立，如果成立，则令k2= k2+l， 转入步骤9。如果不等式不成立，则转入步骤24。
[0111] 步骤24,判断不等j
;是否成立，如果成立，则令Ii1= k#， 转入步骤7。如果不等式不成立，则转入步骤25。
[0112] 步骤25,得到平整机组最佳张力设定值?^、?^。
[0113] 综上所述，本发明实施例提供的一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定 方法具有如下技术效果。
[0114] 本发明提供的提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法在保证打滑因子 在临界点以内、满足延伸率性能要求且改善带钢表面质量的最优值，通过理论计算、生产试 验与统计分析，根据六辊平整机组轧制过程的设备特征与工艺特点，得到理论计算和全局 寻优方法，得到一组符合平整机设备、工艺特征最优张力设定值，最终实现在保证平整机组 稳定轧制和板形质量的前提下，改善生产过程中张力波动、提高成品带钢的产品机械性能 和表面质量。
[0115] 最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法，其特征在于，包括： 步骤1，获得平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度Lw，工作辊直径Dw，中间 辊辊身长度LM，中间辊直径DM，支承辊辊身长度Lb，支承辊直径D b，支承辊传动侧与工作侧压 下螺丝中心距I1，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距I2，乳机的等效刚度Km，等效质 量M、平整机组前后防皱辊间的距离L、工作辊最大正弯辊力S1^max ,工作辊最大负弯辊力 Smmx，中间$昆传动侧与工作侧弯输液压缸中心距U中间$昆最大正弯$昆力Smax，中间 辊最大负弯辊力Swmax ,轧制压力最大值Pniax; 步骤2,获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b、厚度h、抗拉强度〇 b;步骤3,获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε、平整机组 临界打滑因子值Φ*、带材表面临界值匕、乳辊表面临界值匕、表面综合质量控制参数Ftl, 平整机组许用最大前张力Tlmax、平整机组许用最小前张力Tlmin、平整机组许用最大后张力 Tcimax、平整机组许用最小后张力Ttlmin; 步骤4,给定工作辊弯辊力的设定值 、中间辊弯辊力的设定值、窜辊量的设定值S = O ; 步骤5,给定张力综合设定目标函数的初始设定值Ftl= 1.0 X 10 1(1，张力设定步长Λ T ; 步骤6,定义前张力设定中间过程参数Ic1，并令k1= 0 ; 步骤7,令前张力T1= T T ; 步骤8,定义后张力设定中间过程参数k2，并令k2= 0 ; 步骤9,令后张力Ttl= T Qmin+k2A T ; 步骤10,计算当前张力及轧制工艺条件下总轧制压力P、绝对压下量Λ h、工作辊压扁 半径R'、系统固有频率ω ; 步骤11，判断不等式P〈Pmax是否成立； 步骤12,计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值Φ ; 步骤13,判断不等式Φ < Φ*是否成立； 步骤14,计算振动判断参数P=abs (冲击响应下最大轧制力下辊缝前滑长度-设 定轧制力下辊缝前滑长度）/设定轧制力下辊缝前滑长度； 步骤15,判断不等式妒<1是否成立； 步骤16,计算当前张力及轧制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ "、轧制压力横 向分布值q' i工作棍与中间棍的棍间压力横向分布值qwmi、中间棍与支撑棍的棍间压力横向 分布值qbDli; 步骤17,计算带钢表面质量影响函数Fs (T1, Tci)式中，kQ为标准变形抗力，kQ= 180:220Mpa ;i为带材的横向条元；η为带材总的横向 条元数；α为加权系数，一般α = 〇. 6的数值； 步骤18,判断不等式Fs (T1, Ttl)彡ks是否成立； 步骤19,计算乳棍表面质量影响函数式中，Ktl为标准轧辊表面硬度，Ktl= 1100:1200Mpa;Kw为工作辊表面实际硬度；Km为中 间辊表面实际硬度；Kb为支撑辊表面实际硬度；n i为工作辊与中间辊之间接触接触部分总 的横向条元数；n2为支撑辊与中间辊之间接触接触部分总的横向条元数的数值； 步骤20,判断不等式Fi (T1, Ttl)彡匕是否成立； 步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数一一表面综合质量控制参数 F(T1Jtl) = β Fs(T1, Ttl)+ (l-β Wr(T1Jtl)+Sd(Oli);式中 β 为加权系数，一般取 0.4-0. 6， sd为标准差函数的数值； 步骤22,判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立； 步骤23,判断不等式是否成立； 步骤24,判断不等式[是否成立； 步骤25,输出平整机组最佳张力设定值Tly、Ttly。2. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤11包括： 判断不等式P〈Pmax是否成立，如果成立，转入步骤12,如果不等式不成立，则转入步骤 23〇3. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤13包括： 判断不等式Φ < Φ*是否成立，如果成立，转入步骤14,如果不等式不成立，则转入步 骤23。4. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤15包括： 判断不等式P <1是否成立，如果成立，转入步骤16,如果不等式不成立，则转入步骤 23〇5. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤18包括： 判断不等式Fs (T1, Ttl) <匕是否成立，如果成立，转入步骤20,如果不等式不成立，则转 入步骤23。6. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤20包括： 判断不等式Fr (T1, Ttl) <匕是否成立，如果成立，转入步骤21，如果不等式不成立，则转 入步骤23。7. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤22包括： 判断不等式F (T1, Ttl)彡Ftl是否成立，如果成立，则令F e F(T1Jtl)Jly= T1Jtly= T。， 转入步骤23,如果不等式不成立，则转入步骤23。8. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤23包括： 判断不等式是否成立，如果成立，则令k2= k 2+1，转入步骤 10,如果不等式不成立，则转入步骤24。9. 根据权利要求1所述的张力设定方法，其特征在于，所述步骤24包括： 判断不等式是否成立，如果成立，则令Ii1= h+l，转入步骤7,如 果不等式不成立，则转入步骤25。
【专利摘要】本发明公开了一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法，属于平整工艺技术领域。所述提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法包括收集平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊最大负弯辊力，中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距l3，中间辊最大正弯辊力，中间辊最大负弯辊力。本发明提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法在保证平整机组稳定轧制和板形质量的前提下，改善生产过程中钢卷间张力波动、提高成品带钢的机械性能和表面质量。
【IPC分类】B21B37/48
【公开号】CN104889175
【申请号】CN201510279664
【发明人】申延智, 尹显东, 李振, 刘宗发, 唐伟, 郑晓飞, 王硕, 胡建军, 刘顺明, 庞二帅, 康永华, 刘学良, 张良, 齐海峰, 李众
【申请人】首钢京唐钢铁联合有限责任公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
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