一種多目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法，將L臺軋機組成的連軋系統(tǒng)進行分階段，不同的階段的軋制目標不同，其中前L-2臺軋機作為變形機架，最后兩臺軋機作為精整機架。為提高軋制過程的軋制狀態(tài)、設備壽命以及使用率等，對于前L-2臺軋機建立負載均衡優(yōu)化模型；為提高鋼管的尺寸精度，對于最兩個機架建立壁厚優(yōu)精度優(yōu)化模型；對于前L-2臺軋機，以連軋過程總負載均衡最小，運用基于粒子群優(yōu)化算法，最后兩機架以壁厚精度最高為目標，運用迭代算法，進行軋制規(guī)程優(yōu)化設計，實現(xiàn)各機架的延伸率以及軋制速度的優(yōu)化。
【專利說明】一種多目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明技術屬于無縫鋼管連軋過程的優(yōu)化【技術領域】，涉及一種多目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法。
【背景技術】
[0002]無縫鋼管是國民經(jīng)濟建設的重要原材料之一，被廣泛應用于石油、電力、化工、煤炭、機械、軍工、航空航天等行業(yè)，世界各國特別是工業(yè)發(fā)達國家都十分重視無縫鋼管的生產(chǎn)。1993年，我國無縫鋼管生產(chǎn)量達到284萬噸，超過俄羅斯成為世界無縫鋼管第一大生產(chǎn)國，并一直保持至今。但是，在軋鋼過程的質(zhì)量控制與國際先進鋼管制造水平比仍存有差距，亟待改善。在我國軋鋼行業(yè)中，自動化和計算機控制系統(tǒng)主要還是靠引進。針對新產(chǎn)品軋制需求的關鍵軋制制度的優(yōu)化方法的不足，特別是以負荷、壁厚為目標的優(yōu)化方法等，已成為制約我國軋鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵問題。
[0003]在鋼管連軋過程中輥縫(壓下量)和軋制速度是影響荒管質(zhì)量、軋制狀態(tài)以及設備的運行狀態(tài)的關鍵參數(shù)。如果輥縫設計不合理，會造成軋機無法咬入鋼管和壁厚精度不能滿足要求等缺陷；若輥縫和軋制速度不合理，造成鋼管扎折、裂縫等缺陷。
[0004]針對于這種問題，軋鋼現(xiàn)場通常通過人工通過多次試軋調(diào)整壓下制度和速度制度，但這種方法很依賴于人工經(jīng)驗，容易造成耗材多，對設備的運行狀態(tài)和軋制狀態(tài)缺乏充分的考慮。因此，在如何保證外徑、壁厚為目標的前提下，研究以負荷均衡分配為目標，實現(xiàn)對軋制規(guī)程進行優(yōu)化設定。不僅能適用于新產(chǎn)品的開發(fā)，而且可以提高尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量，軋制設備壽命等。這有助于改變目前鋼管企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)中的瓶頸問題，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和核心競爭力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提出一種以負載均衡分配、壁厚精度最高為目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法。采用該方法，確保穩(wěn)順生產(chǎn)的前提下，對于l-(L-2)機機架以負荷均衡為目標，后兩個機架以期望的壁厚為目標，以各機架能力、平衡和可塑性條件為約束，能充分利用軋機能力，提高軋制狀態(tài)，使軋制過程順利，變形過程更加合理。
[0006]一種多目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法，對具有L臺機架的連軋機中的第I臺機架到第L-2臺機架建立機架負載均衡分配模型，對最后兩臺機架建立機架壁厚精度模型；對前L-2臺機架，以機架負載均衡最小為目標，以前L-2臺機架的延伸率和L臺機架中任意機架的軋制速度作為粒子，采用粒子群優(yōu)化算法，適應度函數(shù)為F，獲得前L-2臺機架中每臺機架的延伸率與軋制速度；對最后兩臺機架，以機架壁厚精度達到設定值為目標，采用迭代方法，獲得最后兩臺機架中每臺機架的延伸率，完成無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化；
[0007]所述機架負載均衡模型對應的目標函數(shù)S，
【權利要求】
1.一種多目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法，其特征在于，對具有L臺機架的連軋機中的第I臺機架到第L-2臺機架建立機架負載均衡分配模型，對最后兩臺機架建立機架壁厚精度模型；對前L-2臺機架，以機架負載均衡最小為目標，以前L-2臺機架的延伸率和L臺機架中任意機架的軋制速度作為粒子，采用粒子群優(yōu)化算法，適應度函數(shù)為F，獲得前L-2臺機架中每臺機架的延伸率與軋制速度；對最后兩臺機架，以機架壁厚精度達到設定值為目標，采用迭代方法，獲得最后兩臺機架中每臺機架的延伸率，完成無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化； 所述機架負載均衡模型對應的目標函數(shù)S，
2.根據(jù)權利要求1所述的多目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法，其特征在于，所述Tri為第i臺機架的轉矩計算公式如下:
3.根據(jù)權利要求2所述的多目標的無縫鋼管連軋過程軋制規(guī)程優(yōu)化方法，其特征在于，所述第i臺機架的壁厚1=; ,其中,rn為第i臺機架的出口內(nèi)半徑，為第i臺機架的出口外半徑。
【文檔編號】B21B37/78GK103752625SQ201410024208
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權日:2014年1月20日
【發(fā)明者】吳敏, 陳鑫, 曹衛(wèi)華, 肖成, 朱明杰 申請人:中南大學