[發(fā)明專利]一種熱軋帶鋼寬度預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610047746.7
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105583238B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉元銘;王青龍;孫杰;龔殿堯;張殿華;趙德文
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: B21B38/04
• 分類號: B21B38/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 胡曉男

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱軋帶鋼寬度預(yù)測方法。

背景技術(shù)

隨著熱軋生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展以及用戶對熱軋板帶產(chǎn)品質(zhì)量要求的日益提高，寬度精度逐漸成為產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標，特別是連鑄連軋技術(shù)出現(xiàn)后，熱軋產(chǎn)品規(guī)格和品種的不斷擴大，使對寬度控制的研究越來越具有重要意義。目前國內(nèi)外寬度控制技術(shù)都是利用軋機后測寬儀設(shè)備進行寬度反饋控制，存在一定的滯后性，使得寬度調(diào)節(jié)量不能及時控制信號的動作，存在較大的超調(diào)量和較長的調(diào)節(jié)時間，降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此采用數(shù)學(xué)模型精確地預(yù)測板坯軋后的寬展越來越具有實際意義和應(yīng)用價值。

目前有Helmi、Sparling、Beese、芝原等多種寬展計算模型。應(yīng)用比較廣泛的是芝原提出的計算平軋后寬展ΔW模型：

式中：H₀——軋前板坯厚度；

H₁——軋后板坯厚度；

S_W——寬展系數(shù)。

寬展系數(shù)S_W由下式確定：

式中：a～d——模型系數(shù)，用實際數(shù)據(jù)回歸獲得；

l——軋制時軋輥與板坯接觸弧水平投影長度；

R——軋制時平輥半徑。

芝原寬展模型表達式中的模型系數(shù)是通過對實際數(shù)據(jù)回歸得到的，則對于不同軋制生產(chǎn)條件的預(yù)測精度會明顯不同。因此迫切需要得到一種能夠預(yù)測不同生產(chǎn)條件下板坯寬展情況的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種熱軋帶鋼寬度預(yù)測方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種熱軋帶鋼寬度預(yù)測方法，包括以下步驟：

步驟1：按照熱軋某道次工藝規(guī)程數(shù)據(jù)確定熱軋板坯的出口厚度、熱軋板坯的入口厚度、入口寬度以及入口溫度；

步驟2：檢測熱軋板坯的入口速度和軋輥速度，獲取軋輥半徑以及軋輥與板坯的摩擦因子；

步驟3：采用軋制變形區(qū)任意位置熱軋板坯的寬度預(yù)測模型，預(yù)測帶鋼軋后寬度；

步驟3.1：根據(jù)體積不可壓縮條件，由熱軋板坯的入口厚度、入口速度和入口寬度、變形區(qū)任意位置熱軋板坯的厚度和軋制方向上的速度，建立軋制變形區(qū)任意位置熱軋板坯的寬度預(yù)測模型；

步驟3.2：根據(jù)現(xiàn)場實際軋制規(guī)程建立隨軋制工藝參數(shù)變化的軋制變形區(qū)速度場和應(yīng)變速度場；

步驟3.3：根據(jù)熱軋板坯入口溫度和現(xiàn)場實際軋制材料及軋制規(guī)程，計算熱軋板坯的變形抗力；

步驟3.4：根據(jù)速度場、應(yīng)變速度場、板坯熱軋時的變形抗力，計算軋制變形區(qū)熱軋板坯的內(nèi)部變形功率、剪切功率和摩擦功率，得到總功率泛函；

步驟3.5：根據(jù)總功率泛函取最小值時對應(yīng)的速度場和應(yīng)變速度場，計算熱軋板坯的出口速度；

步驟3.6：根據(jù)熱軋板坯的出口速度、出口厚度、入口厚度、入口速度、入口寬度，利用軋制變形區(qū)任意位置熱軋板坯的寬度預(yù)測模型預(yù)測帶鋼軋后寬度。

步驟3.1所述的軋制變形區(qū)任意位置熱軋板坯的寬度預(yù)測模型如下：

其中，w_x為軋制變形區(qū)任意位置熱軋板坯寬度的一半，h₀為熱軋板坯入口厚度的一半，v₀為熱軋板坯的入口速度，w₀為熱軋板坯入口寬度的一半，h_x為軋制變形區(qū)任意位置熱軋板坯厚度的一半，v_x為軋制變形區(qū)任意位置熱軋板坯軋制方向上的速度；

其中，R為軋輥半徑，h₁為熱軋板坯的出口厚度的一半，l為軋制時軋輥與板坯接觸弧水平投影長度，α為接觸角。

所述步驟3.2的軋制變形區(qū)速度場和應(yīng)變速度場按照如下方法得到：

設(shè)x軸、y軸、z軸分別為熱軋板坯的長度、寬度和厚度方向，坐標原點選在當(dāng)前道次入口截面的中心點處，熱軋板坯的入口速度為v₀，軋輥轉(zhuǎn)速為v_R，α為接觸角，軋制過程中熱軋板坯的厚度從2h₀減小到2h₁，寬度從2w₀增加到2w₁；

根據(jù)現(xiàn)場實際軋制規(guī)程建立隨軋制工藝參數(shù)變化的軋制變形區(qū)速度場和應(yīng)變速度場分別如下：

軋制變形區(qū)的速度場為：