[發明專利]一種基于鋯合金的多軋程多道次變形制度設計方法

有效

• 申請號: 202110357896.9
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113290061B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 曹建國;王濤;高博;王犇;張志豪;齊偉;張兆祥;馬自強;曹媛;張鵬飛;羅倩倩;吳楠;李小影;徐濱
• 申請（專利權）人: 國核寶鈦鋯業股份公司;北京科技大學
• 主分類號: B21B37/28
• 分類號: B21B37/28;B21B37/58
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

一種基于鋯合金的多軋程多道次變形制度設計方法，包括：采集軋制過程中軋件的工藝參數；獲取軋件在退火狀態下的材料力學性能參數，并根據力學性能參數中的真實應變和變形抗力的變化關系進行變形抗力模型回歸，得到變形抗力模型；基于Roberts軋制力模型對軋件的摩擦系數進行反求，并利用自適應粒子群算法對摩擦系數進行非線性模型回歸；根據目標函數和智能算法對變形抗力模型進行優化；建立軋制過程比例凸度恒定目標函數；采用罰函數法建立考慮軋制力約束、壓下率約束和軋制力矩約束的變形制度約束條件；基于自適應粒子群算法進行兼顧板形良好的冷軋鋯合金變形制度優化。

技術領域

本發明涉及鋯合金技術領域，特別涉及一種基于鋯合金的多軋程多道次變形制度設計方法。

背景技術

變形制度是指在一定軋制條件下對從坯料到成品變形分配的具體規定，也叫壓下規程；主要內容包括從坯料到成品的總變形量和軋制總道次、各機組的總變形量、各道次的變形量、軋制方式等，是軋制工藝制度的核心內容，也是軋制設備(包括電機)選擇、鋼板軋機軋輥輥型設計和型鋼孔型設計的主要依據，而且對軋機的產量和產品的質量有直接的影響。

變形制度設計方法包括傳統設計方法和基于人工智能的優化設計方法，傳統方法包括：經驗法、能耗曲線法和負荷分配系數法；經驗法是指依靠技術工人的操作經驗設計壓下規程；例如武鋼1700熱連軋機則是采用能耗曲線法設計壓下規程，鞍鋼1700熱連軋和寶鋼2050熱連軋機是采用壓下率分配系數法，攀鋼1450熱連軋機厚度分配采用迭代計算法。上述這些傳統設計方法或是依靠技術工人的操作經驗，或是設計過程計算復雜冗長，設計結果也難以達到全局最優。

人工智能優化設計方法是指采用智能優化算法基于某一或多個特定目標函數的設計方法，軋制負荷分配領域的智能優化算法包括但不限于遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法、神經網絡算法和模糊優化算法等，特定目標函數可以是板形良好、等負荷分配、等相對負荷或軋制耗能最少等某個或多個目標函數。以某廠1420mm冷連軋機生產線為例，該機組自試生產以來，經常出現板形質量不穩定現象，現有的變形制度采用相對壓下率進行設計，該廠進一步采用改進粒子群算法以兼顧板形和設備負荷能力設計出新一套變形制度，投入工業應用帶鋼板形明顯改善。

鋯合金因其特殊的工業應用與少批量的生產特點，冷軋過程多采用單機架可逆軋制，同時軋制過程伴隨有強烈的加工硬化產生，累計壓下到一定程度后需進行退火處理才能繼續軋制，實際軋制過程包含多個軋程幾十余道次，各道次間良好的負荷分配有利于提高生產效率與板形質量。

國內外對于板帶材軋制變形制度的研究多集中在連軋機組或單、雙機架單軋程多道次可逆軋制，連軋機組多為五機架、七機架軋制，多道次可逆軋制最多也一般為十余道次軋制，不適用于鋯合金多軋程超多軋制道次數的軋制工況。因此，亟需設計一種適應于鋯合金多軋程多道次的兼顧軋制過程板形良好的變形制度設計方法。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是提供一種基于鋯合金的多軋程多道次變形制度設計方法，解決鋯合金軋制過程超多軋制道次數不同且板形問題頻發的問題。

(二)技術方案

為解決上述問題，根據本發明的一個方面,本發明提供了一種基于鋯合金的多軋程多道次變形制度設計方法，包括：采集軋制過程中軋件的工藝參數；獲取所述軋件在退火狀態下的材料力學性能參數，并根據所述力學性能參數中的真實應變和變形抗力的變化關系進行變形抗力模型回歸，得到變形抗力模型；基于Roberts軋制力模型對所述軋件的摩擦系數進行反求，并利用自適應粒子群算法對所述摩擦系數進行非線性模型回歸；根據目標函數和智能算法對所述變形抗力模型進行優化；建立軋制過程比例凸度恒定目標函數；采用罰函數法建立考慮軋制力約束、壓下率約束和軋制力矩約束的變形制度約束條件；基于所述自適應粒子群算法進行兼顧板形良好的冷軋鋯合金變形制度優化。

進一步的，所述工藝參數包括：各道次軋制力、出入口厚度、前后張力、彎輥力、板寬、軋制速度和輥縫設定值。