[發(fā)明專利]板坯連鑄機(jī)連續(xù)彎曲矯直段輥列坐標(biāo)共軛梯度計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110337053.9
• 申請(qǐng)日: 2011-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN102527955A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華軍;蔡煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶南方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B22D11/00
• 分類號(hào): B22D11/00;B22D11/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶金行業(yè)中板坯連鑄機(jī)輥列設(shè)計(jì)方法。?

技術(shù)背景

板坯連鑄機(jī)連續(xù)彎曲段和矯直段外弧曲線具有三次函數(shù)形式，設(shè)計(jì)者在根據(jù)弧長(zhǎng)計(jì)算切點(diǎn)的過程中不能一步獲得切點(diǎn)坐標(biāo)的解析形式表達(dá)式，必須借助于迭代優(yōu)化的方法經(jīng)過多步逼近才能獲得近似的切點(diǎn)坐標(biāo)值，不同的迭代優(yōu)化方法會(huì)得到不同精度的計(jì)算結(jié)果。由于國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)和冶金設(shè)計(jì)單位多采用與奧鋼聯(lián)VAI、SMS等國(guó)際企業(yè)合作的方式進(jìn)行連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，其較少掌握如何計(jì)算各段輥列坐標(biāo)的具體方法，為了提高直弧形連鑄機(jī)的自主技術(shù)水平，有必要提出一套高效、準(zhǔn)確的連鑄機(jī)彎曲段和矯直段輥列坐標(biāo)計(jì)算方法。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種基于共軛梯度法的板坯連鑄機(jī)連續(xù)彎曲連續(xù)矯直段輥列計(jì)算方法，該方法根據(jù)連續(xù)彎曲與矯直段曲線特性，利用曲線的梯度信息準(zhǔn)確快速計(jì)算連鑄機(jī)外弧曲線與輥?zhàn)忧悬c(diǎn)坐標(biāo)，較其他基于隨機(jī)搜索的優(yōu)化方法具有更快的計(jì)算時(shí)間和更加準(zhǔn)確的逼近精度，為工程設(shè)計(jì)和安裝提供了科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：板坯連鑄機(jī)連續(xù)彎曲矯直段輥列坐標(biāo)共軛梯度計(jì)算方法，包括彎曲段輥列坐標(biāo)計(jì)算方法和矯直段輥列坐標(biāo)計(jì)算方法；這兩種方法首先是確定和計(jì)算板坯連鑄機(jī)連續(xù)彎曲段和矯直段輥列的各項(xiàng)參數(shù)；然后根據(jù)彎曲段或矯直段上的起點(diǎn)和切點(diǎn)點(diǎn)列之間的弧長(zhǎng)和坐標(biāo)關(guān)系建立極小值優(yōu)化函數(shù)，并按照共軛梯度法求解以得到各切點(diǎn)的坐標(biāo)；最后根據(jù)各切點(diǎn)的坐標(biāo)得到各輥列的坐標(biāo)。?

所述的方法，得到各切點(diǎn)和輥列坐標(biāo)的方法為：將彎曲段或矯直段上起點(diǎn)A與第一個(gè)未知切點(diǎn)B₁(即第一個(gè)輥?zhàn)拥那悬c(diǎn)，其余未知坐標(biāo)的切點(diǎn)依次類推)之間的弧長(zhǎng)與給定弧長(zhǎng)L₁(如式11的積分部分)之差作為一個(gè)極小值優(yōu)化問題，搜索得到未知點(diǎn)B₁的坐標(biāo)值；再給定B₁點(diǎn)與下一切點(diǎn)B₂之間弧長(zhǎng)的L₂，將給定弧長(zhǎng)的長(zhǎng)度設(shè)定為L(zhǎng)₁+L₂，按照前述方法搜索點(diǎn)B₂坐標(biāo)，依此循環(huán)迭代直至總弧長(zhǎng)大于彎曲段或矯直段長(zhǎng)度，即可得到所有切點(diǎn)和輥列的坐標(biāo)。?

所述的方法，搜索得到第一個(gè)未知切點(diǎn)B₁坐標(biāo)值的方法為：采用復(fù)化積分方法計(jì)算連續(xù)彎曲段或連續(xù)矯直段AB₁兩點(diǎn)之間的弧長(zhǎng)，再利用共軛梯度法對(duì)極小值優(yōu)化問題進(jìn)行求解，搜索得到未知點(diǎn)B₁的坐標(biāo)值。?

所述的方法，確定和計(jì)算板坯連鑄機(jī)連續(xù)彎曲段和矯直段輥列的各項(xiàng)參數(shù)的過程包括：?

S1)確定板坯厚度D、鑄坯寬度B、拉速V_c、基本弧半徑R₀、結(jié)晶器長(zhǎng)度L_m、鑄機(jī)垂直長(zhǎng)度H₀、彎曲區(qū)長(zhǎng)度L_b、矯直區(qū)長(zhǎng)度L_s；?

S2)計(jì)算彎曲區(qū)系數(shù)K_b、彎曲區(qū)角度α_b、彎曲區(qū)總弧長(zhǎng)S_b、矯直區(qū)系數(shù)K_s、矯直區(qū)角度α_s、矯直區(qū)總弧長(zhǎng)S_s，其中：?

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