技術領域

本發明涉及一種冷連軋機組極薄帶軋制過程中原始輥縫設定方法。

背景技術

采用四輥軋機的前三個機架和采用六輥軋機的后兩個機架組成的五機架冷連軋機組(以下簡稱3+2型五機架冷軋機組)，與全部是六輥軋機的機組相比，3+2型五機架冷軋機組節約了投資成本，比較經濟，而與全部是4輥軋機的機組相比，3+2型五機架冷軋機組的板形控制能力更加強大，軋薄能力也更為突出。然而，隨著帶鋼厚度不斷變小，對機組板形板厚控制精度的要求也逐漸提高。在板形板厚控制過程中，除了需要精確計算出輥系的彈性變形之外，軋輥的熱凸度對板形板厚的控制精度也起著決定性的作用。一方面，在帶鋼和冷卻介質的綜合作用下，軋輥沿輥身方向產生不均勻熱膨脹，改變了原始設定的輥縫形狀，直接影響出口帶鋼的板形板厚控制；另一方面，軋輥的不均勻變形又能補償軋制過程中輥系彈性變形和軋輥磨損的影響。此外，工作輥的熱凸度變化除了對該機架帶材的板形板厚產生影響外，還會直接影響到后續軋機相關參數的設定，如果前面機架由于熱凸度的變化，導致板形與板凸度的偏差超出了后續機架輥系參數對板形與板凸度的調控能力，則機組很難生產出合格的產品，這就需要現場對所有機架熱凸度的影響進行綜合防治。這樣，在極薄帶鋼軋制過程中，如何精確回歸出各機架工作輥熱凸度的變化情況，實現對原始輥縫的準確設定，提高成品帶鋼的板形板厚控制精度就成為現場技術攻關的焦點。

發明內容

本發明的目的是提供一種冷連軋機組極薄帶軋制中基于熱凸度的原始輥縫設定方法,可有效實現原始輥縫的設定，以提高出口帶材板形板厚控制精度。

本發明的冷連軋機組極薄帶軋制中基于熱凸度的原始輥縫設定方法，包括：首先采用有限差分法建立軋輥二維溫度場計算模型；再利用彈塑性力學的方法求解出軋輥熱凸度的動態變化；最后實現原始輥縫的設定。

其中，建立軋輥二維溫度場計算模型包括獲取相關參數、參數賦初值。

求解出軋輥熱凸度的動態變化包括確定各機架工作輥熱凸度。

其中，獲取相關參數包括：收集3+2型五機架冷連軋機組的主要設備與工藝參數、定義熱凸度計算過程中所涉及的相關過程參數；

其中，收集3+2型五機架冷連軋機組的主要設備與工藝參數包括：收集相關輥系參數、給定待生產帶鋼的規格特征與工藝參數、收集主要工藝潤滑制度參數、收集熱傳導計算過程中涉及到的相關參數；

其中，定義熱凸度計算過程中所涉及的相關過程參數包括：帶鋼軋制時間t、軋輥沿輥身方向分段數M、軋輥沿輥徑方向分段數N、過程變量m＝1,2,…M,n＝1,2,…N、第i機架工作輥穩定軋制時的熱凸度分布第i機架工作輥溫度分布初始值t時刻第i機架工作輥溫度分布第i機架工作輥達到穩定狀態時的溫度分布時間搜索步長Δt、過程變量j、第i機架的摩擦系數μ_i、第i機架的變形熱第i機架的摩擦熱第i機架帶鋼在變形區的溫度工作輥熱膨脹系數β_t、工作輥材料的泊松比ν、各機架原始輥縫設定值H_i、各機架最佳原始輥縫設定值

參數賦初值為對各機架原始輥縫的設定值H_i賦初值。

其中，確定各機架工作輥熱凸度包括：

(d)令代表機架號的過程變量i＝1；

(e)取各機架工作輥的模型進行單元劃分，建立徑向與軸向的二維單元模型，沿輥身方向各等分段寬度沿輥徑方向各等分段寬度

(f)給定時間搜索步長Δt、軋輥初始溫度過程變量j＝0，其中根據二維不穩定導熱的限制條件時間搜索步長Δt應滿足不等式

(g)運用有限差分法計算第i機架工作輥溫度分布

運用有限差分法計算第i機架工作輥溫度分布包括以下由計算機執行的步驟：

g1)令帶鋼軋制時間t＝jΔt；

g2)以帶材的初始強度σ_s0、加工硬化系數k_s、帶材的寬度B、入口厚度為h_i-1、出口厚度為h_i、入口張力為T_i-1、出口張力為T_i、出口速度為v_i、乳化液濃度C、乳化液初始溫度設定值T_B、第i機架乳化液流量設定值W_i為初始條件，計算出當前工況下，第i機架的摩擦系數μ_i、軋制過程中因抵抗變形而產生的變形熱由于帶鋼與軋輥的相對滑動而產生的摩擦熱