專(zhuān)利名稱(chēng)：不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組的工藝參數(shù)設(shè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼帶鋼冷軋后處理的冷軋板板形的矯正，更具體地是指ー種用于較薄不銹鋼帶材矯正的拉矯機(jī)機(jī)組的エ藝參數(shù)設(shè)定方法。
背景技術(shù)：
在不銹鋼帶鋼連續(xù)加工的最后一道エ序往往設(shè)有拉矯機(jī)來(lái)改善帶鋼的板型質(zhì)量，如圖6所示意，為本發(fā)明涉及到的不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組原理圖，其中第I段機(jī)架由ー對(duì)彎曲輥系組成，由圖中的1、4組彎曲輥組組成，第2、3段機(jī)架由兩組矯平輥系上下分布組成 I)第一輥系I (下壓輥稱(chēng)1#輥)與第四輥系4作為第一組彎曲輥系，初步認(rèn)為在實(shí)際拉矯過(guò)程中完成帶鋼的大部分延伸任務(wù)，實(shí)現(xiàn)消除和改善浪形的目的；2)第二輥系2 (下壓輥稱(chēng)2#輥)與第五輥系5作為第二組彎曲輥系，在實(shí)際拉矯過(guò)程中完成帶鋼的補(bǔ)充延伸任務(wù)和矯平任務(wù)，3)第三輥系3 (下壓輥稱(chēng)3#輥)和第六輥系6組成第三組彎曲輥系，在實(shí)際拉矯過(guò)程中也起到帶鋼的補(bǔ)充延伸任務(wù)和矯平任務(wù)，并最終實(shí)現(xiàn)消除和改善L翹與C翹的目的，所以拉矯エ藝關(guān)鍵是控制1#輥、2#輥及3#輥，它主要作用是通過(guò)使帶鋼在長(zhǎng)度方向產(chǎn)生延伸，從而矯正、消除在冷軋、退火、平整等拉矯前道加工エ序中產(chǎn)生的浪形、翹曲等各種板形缺陷，減小殘余應(yīng)力，消除屈服平臺(tái)以及對(duì)不銹鋼帶鋼進(jìn)行分卷，切邊，使最終的產(chǎn)品符合質(zhì)量規(guī)定并達(dá)到客戶(hù)的要求。由于實(shí)際不銹鋼材質(zhì)力學(xué)性能的特點(diǎn)和實(shí)際拉矯來(lái)料規(guī)格、板形、表面質(zhì)量等方面的特點(diǎn)，使得不銹鋼及不銹鋼拉矯具有變形抗カ大、延伸難、塑性變形難等特點(diǎn)。因而由于以上特點(diǎn)，使得實(shí)際拉矯機(jī)組采用碳鋼拉矯機(jī)組不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，對(duì)上述特點(diǎn)有一些認(rèn)識(shí)，并采用ー些定性的エ藝參數(shù)制定方法，但都為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)張力、工作輥壓下量等重要的生產(chǎn)エ藝參數(shù)缺少必要的理論和技術(shù)指導(dǎo)，對(duì)帶鋼延伸率缺少精確的控制手段和有效的測(cè)量方法，從而在面對(duì)不同來(lái)料的板形問(wèn)題或其他問(wèn)題時(shí)缺少有針對(duì)性的解決方法，在一定程度上對(duì)帶鋼的生產(chǎn)質(zhì)量造成了影響。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)在薄料的拉矯生產(chǎn)中，板形普遍存在浪形和翹曲缺陷，有部分板形甚至不能達(dá)到出廠要求。因此，針對(duì)目前在不銹鋼拉矯生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，必須設(shè)計(jì)了ー種新的不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組的エ藝參數(shù)設(shè)定方法，根據(jù)不同的帶鋼參數(shù)，設(shè)定1#輥、2#輥及3#輥的不同插入深度及張カ值，從而改善帶鋼板形，適應(yīng)機(jī)組生產(chǎn)的要求，能較好地提高產(chǎn)品質(zhì)量，有效減少薄帶不銹鋼出現(xiàn)的浪型和翹曲缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組的エ藝參數(shù)設(shè)定方法，對(duì)帶鋼延伸率提供較為精確的控制手段和有效的測(cè)量方法，有效減少薄帶不銹鋼出現(xiàn)的浪型和翹曲缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組的エ藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于采用有限元軟件建立仿真模型，再運(yùn)用逐步回歸原理來(lái)對(duì)各エ藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，具體包括以下步驟A、根據(jù)拉矯機(jī)的具體結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)，運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行建模，包括前處理及對(duì)大量不同帶鋼規(guī)格、帶鋼材料參數(shù)、エ藝參數(shù)、網(wǎng)格大小參數(shù)和其他參數(shù)下的エ況數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，運(yùn)用逐步回歸原理得到帶鋼出口延伸率與各エ藝參數(shù)的關(guān)系，即基于浪形缺陷的拉矯エ藝參數(shù)預(yù)測(cè)模型，確定1#輥插入深度及張カ值的大小，并初步確定2#、3#輥插入深度；B、在步驟A的基礎(chǔ)上提取數(shù)據(jù)，建立延伸率差和3#輥插入深度之間的關(guān)系，即基于翹曲缺陷的參數(shù)預(yù)測(cè)模型，由此確定3#輥插入深度；C、將上述確定的エ藝參數(shù)代入總延伸率求解模型，即步驟A得到的預(yù)測(cè)模型，若總延伸率符合矯正浪形缺陷的要求，則可確定最后エ藝參數(shù)，若不符合，重新調(diào)整1#輥插入量，重復(fù)B步驟，將確定的エ藝參數(shù)再次代入總延伸率求解模型，直到符合要求為止；D、對(duì)エ藝參數(shù)進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化，建立查詢(xún)系統(tǒng)。所述步驟A中建模的前處理中包括幾何模型、有限元網(wǎng)格劃分、約束邊界條件以及載荷及材料性能；所述帶鋼規(guī)格包括帶鋼寬度和厚度；所述帶鋼材料參數(shù)包括彈性模量、泊松比、屈服極限、強(qiáng)度極限；所述エ藝參數(shù)包括1#輥插入深度、2#輥插入深度、3#輥插入深度和張カ值；所述網(wǎng)格參數(shù)包括単元密度和網(wǎng)格細(xì)分區(qū)數(shù)目；所述其他參數(shù)包括采用的高斯積分點(diǎn)數(shù)目。所述步驟A運(yùn)用逐步回歸原理得到帶鋼出口延伸率與各エ藝參數(shù)的關(guān)系式為￡· = a。+ O1Z1 + α2 ] + + (24ぴ「。5 +a5H2 + a6H~5式中a。、a:、a2、a3、a4、a5、a6分別表示各次數(shù)項(xiàng)的系數(shù)；I1為1#輥的插入深度，單位mm ；I2為2#矯直輥組設(shè)定的插入深度，單位mm ；I3為3#輥組的插入深度，單位mm ；σ I為帶鋼的張カ值，單位Mpa ；H為帶鋼厚度，單位mm。所述步驟B的具體過(guò)程為保持1#輥插入深度、2#輥插入深度和張カ值不變，分析上下表面延伸率差在不同的エ況下，與3#輥插入深度之間的關(guān)系，計(jì)算公式為Δ￡· = a0 + O1J3 + a, I,2 + a·, 11 ... +aafs 其中 ヽ ヽ Sg ヽ 3^· · ·分別表示各次數(shù)項(xiàng)的系數(shù)，η為自然數(shù)，Λ ε表示帶鋼上下表面的延伸率差值，I3表示3#輥的插入深度大??；令Λ ε等于零時(shí)，可得I3的值，此時(shí)帶鋼上下表面的延伸率差為零，帶鋼無(wú)翹曲缺陷，達(dá)到矯直的目的。由于A步驟只考慮了浪形的消除，對(duì)于翹曲的消除還需建立基于翹曲缺陷的拉矯エ藝參數(shù)預(yù)測(cè)模型，而帶鋼的翹曲的產(chǎn)生是由于上下表面的塑性延伸率差引起的，因此通過(guò)步驟B確定3#輥插入深度。
所述步驟D的查詢(xún)系統(tǒng)分為登錄窗ロ、參數(shù)查詢(xún)窗ロ和數(shù)據(jù)添加窗ロ三個(gè)窗ロ，其中登錄窗ロ為エ藝參數(shù)查詢(xún)主頁(yè)面，從該窗ロ可進(jìn)入另外ニ個(gè)子窗ロ，參數(shù)查詢(xún)窗ロ包括查詢(xún)條件、查詢(xún)結(jié)果和調(diào)整方案；數(shù)據(jù)添加窗ロ是用來(lái)不斷更新最優(yōu)化的エ藝參數(shù)。最后，所述查詢(xún)條件包括帶鋼來(lái)料的鋼種、板形、表面、厚度和寬度；查詢(xún)結(jié)果為優(yōu)化后的エ藝參數(shù)，包括1#輥的插入深度、2#輥的插入深度、3#輥的插入深度、張カ值和延伸率大小。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在干本發(fā)明可以基于大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析，采用有限元軟件建立仿真模型，再運(yùn)用逐步回歸原理來(lái)對(duì)各エ藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，確立了一套系統(tǒng)的不銹鋼拉矯機(jī)エ藝參數(shù)設(shè)定方法，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用效果進(jìn)行優(yōu)化，為不銹鋼拉矯提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持，用本發(fā)明設(shè)定的エ藝參數(shù)能較好地消除了浪形和翹曲板形缺陷，提高了帶鋼質(zhì)量。同時(shí)，在エ藝參數(shù)查詢(xún)和添加系統(tǒng)界面具有較強(qiáng)的可視性，使生產(chǎn)更具科學(xué)性和系統(tǒng)性，解決了操作エ因個(gè)人經(jīng)驗(yàn)因素導(dǎo)致的各工作班次采用的エ藝參數(shù)不一致的問(wèn)題；添加系統(tǒng)又保證了技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)一系列統(tǒng)計(jì)，添加可使 帶鋼獲得很好板形的エ藝參數(shù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)常保持更新，不斷完善和優(yōu)化工藝參數(shù)的設(shè)定，具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖I是本發(fā)明的不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組的エ藝參數(shù)設(shè)定方法流程示意圖；圖2是查詢(xún)系統(tǒng)的エ藝參數(shù)查詢(xún)主頁(yè)面；圖3是參數(shù)查詢(xún)窗ロ ；圖4是數(shù)據(jù)添加窗ロ；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的エ藝參數(shù)的查詢(xún)示意圖；圖6是拉矯輥系布置示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。一種不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組的エ藝參數(shù)設(shè)定方法，流程圖如圖I所示，步驟為A、根據(jù)拉矯機(jī)的具體結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)，運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行建模，包括前處理及對(duì)大量不同帶鋼規(guī)格、帶鋼材料參數(shù)、エ藝參數(shù)、網(wǎng)格大小參數(shù)和其他參數(shù)下的エ況數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，運(yùn)用逐步回歸原理得到帶鋼出口延伸率與各エ藝參數(shù)的關(guān)系，即基于浪形缺陷的拉矯エ藝參數(shù)預(yù)測(cè)模型，確定1#輥插入深度及張カ值的大小，并初步確定2#、3#輥插入深度；B、在步驟A的基礎(chǔ)上提取數(shù)據(jù)，建立延伸率差和3#輥插入深度之間的關(guān)系，即基于翹曲缺陷的參數(shù)預(yù)測(cè)模型，由此確定3#輥插入深度；C、將上述確定的エ藝參數(shù)代入總延伸率求解模型，即步驟A得到的預(yù)測(cè)模型，若總延伸率符合矯正浪形缺陷的要求，則可確定最后エ藝參數(shù)，若不符合，重新調(diào)整1#輥插入量，重復(fù)B步驟，將確定的エ藝參數(shù)再次代入總延伸率求解模型，直到符合要求為止；D、對(duì)エ藝參數(shù)進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化，建立查詢(xún)系統(tǒng)。其中，在步驟A中對(duì)已得エ況結(jié)果進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)提取包括在一定エ藝參數(shù)條件下，帶鋼各個(gè)積分層次的塑性延伸率和內(nèi)部應(yīng)カ的大小。運(yùn)用逐步回歸分析的基本原理得到帶鋼塑性延伸率與各エ藝參數(shù)的關(guān)系，形如Xan=+a, a = 1,2, ...,N其中Xan代表塑性延伸率，xaぃxa2.....xa^等表示n-1個(gè)自變量，自變量為1# 彎曲輥組設(shè)定的插入深度I1 (mm)、2#彎曲輥組設(shè)定的插入深度I2 (mm)、3#彎曲輥組設(shè)定的插入深度I3 (mm)、帶鋼張應(yīng)カσ i (MPa)、帶鋼的厚度H (mm)以及變化山，/,V13, InI1, IgI1,7^，
ι/λ/^1 ,，ェ2，122ノ23, Ini。，1§ェ2，ボ2 ュ/，!3 /3 >·^3 InUへ》/’ σ I σ\ρ\, In σ ι Ig σ ベび'，
ι/λ/ο^,Η, H2, H3, InH, IgUryfH^l/sfH , β ，β ι β 2，…，β Ρ 是 η 個(gè)待估計(jì)參數(shù)，ε ” B2,...,
εΝ，是N個(gè)相互獨(dú)立且服從同一正態(tài)N (0，σ)的隨機(jī)變量。由上述公式，使用逐步回歸逐步剔除顯著性不好的自變量，最后得到與延伸率相關(guān)性大的變量為山、/3 σ3、τ、Η2、Η_5。通過(guò)擬合得到帶鋼延伸率和其他參數(shù)的關(guān)系式，也即帶鋼延伸率的預(yù)測(cè)模型ε = a0+ Ci1I1 + α2 + + α4σ「0 5 + a. H1 + α6Η~5式中a。、ai、a2、a3. . . a4、a5、a6分別表示各次數(shù)項(xiàng)的系數(shù)；I1為1#輥的插入深度，mm ；I2為2#矯直輥組設(shè)定的插入深度，mm ；I3為3#輥組的插入深度，mm;σ 1為帶鋼的張應(yīng)力，Mpa ；H為帶鋼厚度，單位mm。下面對(duì)エ藝參數(shù)的設(shè)定作舉例說(shuō)明，如表I為兩種不同鋼種的待定系數(shù)值表I兩種不同鋼種的待定系數(shù)值
鋼種 a Cil aaaa A"I 5.789 0.0552 2.859xl0') -5.741 xl0'r -56.291 0.134 -7.67><1(?！?br> 2 5.605 0.0571 3.244xlO'J~ -4.426x10—Γ -56.966 0.173 -9.289x10'4通過(guò)擬合得到，在一定條件下延伸率差和3#輥插入量的關(guān)系式Αε = aQ+ Q1T3 + αΛ\式中a0 = O. 0246, a3 = -O. 00299, a3 = 8. 76 X IO5這里的一定條件是指1#輥、2#輥插入量分別為14mm、7mm張應(yīng)カ為77. 9MPa，帶鋼規(guī)格為 O. 40X1080。有以上兩個(gè)預(yù)測(cè)模型，就可以確定各エ藝參數(shù)。表2所示的エ藝參數(shù)是經(jīng)過(guò)設(shè)定流程分析，再與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的基礎(chǔ)上得到的，并進(jìn)行了試驗(yàn)，可以看出在設(shè)定的エ藝參數(shù)的情況下拉矯出來(lái)的帶鋼，翹曲值都保持在3mm以下，浪形缺陷也得到了有效的消除。表2優(yōu)化后的エ藝參數(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組的工藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于包括以下步驟 A、根據(jù)拉矯機(jī)的具體結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)，運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行建模，包括前處理及對(duì)不同帶鋼規(guī)格、帶鋼材料參數(shù)、工藝參數(shù)、網(wǎng)格大小參數(shù)和其他參數(shù)下的工況數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，運(yùn)用逐步回歸原理得到帶鋼出口延伸率與各工藝參數(shù)的關(guān)系，獲得基于浪形缺陷的拉矯工藝參數(shù)預(yù)測(cè)模型，確定1#輥插入深度及張力值的大小，并初步確定2#、3#輥插入深度； B、在步驟A的基礎(chǔ)上提取數(shù)據(jù)，建立延伸率差和3#輥插入深度之間的關(guān)系，獲得基于翹曲缺陷的參數(shù)預(yù)測(cè)模型，由此確定3#輥插入深度； C、將上述確定的工藝參數(shù)代入總延伸率求解模型，即步驟A得到的預(yù)測(cè)模型，若總延伸率符合矯正浪形缺陷的要求，則可確定最后工藝參數(shù)，若不符合，重新調(diào)整1#輥插入量，重復(fù)B步驟，將確定的工藝參數(shù)再次代入總延伸率求解模型，直到符合要求為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于所述步驟還包括有步驟D、對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化，建立查詢(xún)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的工藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于所述步驟A中建模的前處理中包括幾何模型、有限元網(wǎng)格劃分、約束邊界條件以及載荷及材料性能； 所述帶鋼規(guī)格包括帶鋼寬度和厚度； 所述帶鋼材料參數(shù)包括彈性模量、泊松比、屈服極限、強(qiáng)度極限； 所述工藝參數(shù)包括1#輥插入深度、2#輥插入深度、3#輥插入深度和張力值； 所述網(wǎng)格參數(shù)包括單元密度和網(wǎng)格細(xì)分區(qū)數(shù)目； 所述其他參數(shù)包括采用的高斯積分點(diǎn)數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的工藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于所述步驟A運(yùn)用逐步回歸原理得到帶鋼出口延伸率與各工藝參數(shù)的關(guān)系式為 s = a0+ Ci1I1 + Ot2Z33 + a3orl + a4a^°5 + Ct5H1 + Ci6ITi 式中ap B1, a2、a3、a4、a5、a6分別表示各次數(shù)項(xiàng)的系數(shù)； I1為1#輥的插入深度，單位mm ； I3為3#輥組的插入深度，單位mm ； 0 !為帶鋼的張力值，單位Mpa ； H為帶鋼厚度，單位mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的工藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于所述步驟B的具體過(guò)程為保持1#輥插入深度、2#輥插入深度和張力值不變，分析上下表面延伸率差在不同的工況下，與3#輥插入深度之間的關(guān)系，計(jì)算公式為 其中％、％、％、％...an分別表示各次數(shù)項(xiàng)的系數(shù)，n為自然數(shù)，A e表示帶鋼上下表面的延伸率差值，I3表示3#輥的插入深度大小； 令A(yù) e等于零時(shí)，可得I3的值，此時(shí)帶鋼上下表面的延伸率差為零，帶鋼無(wú)翹曲缺陷，達(dá)到矯直的目的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于所述步驟D的查詢(xún)系統(tǒng)分為登錄窗口、參數(shù)查詢(xún)窗口和數(shù)據(jù)添加窗口三個(gè)窗口，其中登錄窗口為工藝參數(shù)查詢(xún)主頁(yè)面，從該窗口可進(jìn)入另外二個(gè)子窗口，參數(shù)查詢(xún)窗口包括查詢(xún)條件、查詢(xún)結(jié)果和調(diào)整方案；數(shù)據(jù)添加窗口是用來(lái)不斷更新最優(yōu)化的工藝參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于所述查詢(xún)條件包括帶鋼來(lái)料的鋼種、板形、表面、厚度和寬度；查詢(xún)結(jié)果為優(yōu)化后的工藝參數(shù)，包括1#輥的插入深度、2#輥的插入深度、3#輥的插入深度、張力值和延伸率大小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種不銹鋼帶鋼拉矯機(jī)機(jī)組的工藝參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于采用有限元軟件建立仿真模型，再運(yùn)用逐步回歸原理來(lái)對(duì)拉矯機(jī)的1#輥、2#輥及3#輥的插入深度及張力值等工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，確立了一套系統(tǒng)的不銹鋼拉矯機(jī)工藝參數(shù)設(shè)定方法，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用效果進(jìn)行優(yōu)化。本發(fā)明能較好地消除較薄不銹鋼帶鋼生產(chǎn)中易出現(xiàn)的浪形和翹曲板形缺陷，為不銹鋼拉矯提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持，大大提高了帶鋼質(zhì)量，同時(shí)，在工藝參數(shù)查詢(xún)和添加系統(tǒng)界面具有較強(qiáng)的可視性，使生產(chǎn)更具科學(xué)性和系統(tǒng)性，解決了操作工因個(gè)人經(jīng)驗(yàn)因素導(dǎo)致的各工作班次采用的工藝參數(shù)不一致的問(wèn)題；添加系統(tǒng)又保證了技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)一系列統(tǒng)計(jì)，添加可使帶鋼獲得很好板形的工藝參數(shù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)常保持更新，不斷完善和優(yōu)化工藝參數(shù)的設(shè)定，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B21D1/02GK102672003SQ20111005840
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者任晟, 李實(shí) , 鄔軍盛 申請(qǐng)人:寧波寶新不銹鋼有限公司