一種適合于連退過(guò)程的板形在線控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種板形的在線控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 冷軋帶鋼經(jīng)過(guò)連續(xù)退火之后，除了性能會(huì)發(fā)生改善之外，板形也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變 化。在連退工藝發(fā)展的起始階段，人們對(duì)于冷軋帶鋼連續(xù)退火過(guò)程所關(guān)注的焦點(diǎn)往往集中 在性能與穩(wěn)定通板的控制，而對(duì)板形的變化研宄較少。近年來(lái)隨著鋼鐵市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激 烈，大部分板帶用戶(hù)已經(jīng)從低端轉(zhuǎn)向高端，對(duì)產(chǎn)品的板形質(zhì)量要求越來(lái)越高，全流程的板形 控制思想已經(jīng)逐步被鋼鐵企業(yè)所采用。而連續(xù)退火作為高等級(jí)冷軋板帶產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中的 一個(gè)重要工藝流程，為后續(xù)平整工序提供原料，其板形精度對(duì)成品板形起著舉足輕重的影 響。如果連續(xù)退火出口帶鋼板形精度較差，后續(xù)平整工序有可能調(diào)整不過(guò)來(lái)，從而造成產(chǎn)品 降級(jí)。另一方面，在連續(xù)退火工序本身，如果板形不良也將會(huì)影響穩(wěn)定通板，甚至造成爐內(nèi) 斷帶，給機(jī)組帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003] 對(duì)于連續(xù)退火過(guò)程中帶材的板形問(wèn)題，不少學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研宄[1_5]，或是 從機(jī)理上闡述了板形變形原因，或是利用有限元軟件等分析了帶鋼張應(yīng)力橫向分布以及板 形缺陷產(chǎn)生的原因及控制思路。但縱觀所有文獻(xiàn)，尚未檢索到任何與連退過(guò)程板形在線預(yù) 報(bào)與控制相關(guān)的技術(shù)，如何對(duì)連退過(guò)程中的板形進(jìn)行在線預(yù)報(bào)與控制依然是現(xiàn)場(chǎng)攻關(guān)的重 點(diǎn)。
[0004] 參考文獻(xiàn)：
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[0008] [4]李會(huì)免.基于ANSYS的連續(xù)退火爐內(nèi)帶鋼張應(yīng)力橫向分布研宄[D]·昆明：昆 明理工大學(xué)，2010.
[0009] [5]馬云龍，高振宇，羅理等硅鋼在連續(xù)退火機(jī)組浪形缺陷的控制[J].鞍鋼技 術(shù)，2013,（3) :49-52.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種工作量小、可在線調(diào)節(jié)、能精準(zhǔn)控制帶鋼最終出口板 形的適合于連退過(guò)程的板形在線控制方法。本發(fā)明主要是針對(duì)連續(xù)退火出口帶鋼板形精度 較差，后續(xù)平整工序有可能調(diào)整不過(guò)來(lái)，從而造成產(chǎn)品降級(jí)的現(xiàn)象，充分考慮到連退機(jī)組的 設(shè)備與工藝特點(diǎn)，將連退過(guò)程中帶材的板形在線控制分為兩個(gè)部分：（1)各工藝段的段內(nèi) 板形控制；（2)連退機(jī)組出口段的段外板形控制。
[0011] 本發(fā)明包括以下由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟：
[0012] (a)收集機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備與工藝參數(shù)，主要包括：連退機(jī)組爐內(nèi)總工藝段數(shù)n，并 依次編號(hào)，收集各個(gè)工藝段內(nèi)設(shè)定張力最大值σ j，max及最小值σ j，min、爐棍半徑Rp相鄰爐棍 中心線之間的距離&，爐內(nèi)因素引起的帶鋼變形差A(yù)lwji;
[0013] (b)收集帶鋼的參數(shù)，主要包括：帶鋼鋼種、帶鋼寬度B、帶鋼來(lái)料板形β ' Μ、各工 藝段內(nèi)帶鋼溫度Tji、帶鋼泊松比ν、帶鋼屈服強(qiáng)度系數(shù)Α、ξ ;
[0014] (c)定義相關(guān)參數(shù)，主要包括：帶鋼橫線條元數(shù)2m+l、帶鋼在溫度為L(zhǎng)時(shí)的彈性 模量E(Tji)、各工藝段來(lái)料帶鋼中心殘余應(yīng)力Ij^1、帶鋼在溫度為T(mén) ji時(shí)的屈服強(qiáng)度、段 內(nèi)帶材張力分布Oji、段內(nèi)帶材橫向中心處張力0j，m+l、段外帶材張力分布O'ji、段外帶材 橫向中心處張力o'j,m+1、張力調(diào)節(jié)步長(zhǎng)Λ σ，帶鋼在各工藝段入口板形Iji，帶鋼在各個(gè)工 藝段的段內(nèi)板形Pji、段外板形Vji，各工藝段設(shè)定張力Oj及其過(guò)程調(diào)整參數(shù)σ k，各個(gè)工 藝段內(nèi)設(shè)定張力最大值、最小值及其過(guò)程調(diào)整參數(shù)〇 k，max、〇k，min，過(guò)程調(diào)整參 數(shù)k，各工藝段最優(yōu)設(shè)定張力〇jy，機(jī)組出口最優(yōu)板形fTyi，連退出口目標(biāo)板形，段內(nèi) 板形控制函數(shù)gl (X)，段外板形控制函數(shù)g2 (X)，板形綜合控制目標(biāo)函數(shù)G (X)，目標(biāo)函數(shù)初始 值G。，加權(quán)系數(shù)γρ γ2;
[0015] (d)相關(guān)參數(shù)賦初值：令j = 1，σ σ 1;min，給定目標(biāo)函數(shù)初始值G。、張力調(diào)節(jié)步 長(zhǎng)Δ σ以及加權(quán)系數(shù)γ1Ν γ2;
[0016] (e)令I(lǐng)ji= β ' j-u 〇 j+1= σ j+1，min，計(jì)算該工藝段的段內(nèi)板形
、段外板形'
其中分別滿(mǎn)
足：
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
[0021] (f)判斷j彡η是否成立？如果不等式成立，則令j = j+Ι，轉(zhuǎn)入步驟（e);否則， 轉(zhuǎn)入步驟（g);
[0022] (g)計(jì)算板形控制的目標(biāo)函數(shù)G⑴：
[0023]
[0024] (h)判斷G(X) < Gtl是否成立？如果不等式成立，則記錄當(dāng)前最優(yōu)張力及最優(yōu)出口 板開(kāi)多，令Ojy= σ」，0'yi= β' ni，轉(zhuǎn)入步驟⑴；否則，直接轉(zhuǎn)入步驟⑴；
[0025] (i)令 k = η ;
[0026] (j)判斷〇 k< σ kniax是否成立？如果不等式成立，則令j = k，σ k= σ k+A σ， 轉(zhuǎn)入步驟（e);否則，轉(zhuǎn)如步驟（k);
[0027] (k)判斷k> 1是否成立？如果不等式成立，則令k = k_l，轉(zhuǎn)入步驟（j);否則， 轉(zhuǎn)如步驟（1);
[0028] (1)輸出各工藝段最優(yōu)張力〇 jy，及機(jī)組出口最優(yōu)板形β ' yi。
[0029] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0030] 工作量小，可在線調(diào)節(jié)，在保證帶鋼不發(fā)生跑偏、瓢曲等缺陷以及保證帶鋼材料性 能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼最終出口板形的精準(zhǔn)控制，極大地提高了生產(chǎn)效率，并在最大程度 上保證了下游工序?qū)Ω哔|(zhì)量板形的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本發(fā)明的總計(jì)算流程框圖
【具體實(shí)施方式】
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 按照?qǐng)D1所示的適合于連退過(guò)程的板形在線控制方法的總計(jì)算框圖，選取鋼種為 CQ、規(guī)格0. 50mmX 1020mm的帶鋼，僅以國(guó)內(nèi)某廠連退機(jī)組最后兩個(gè)工藝段（時(shí)效段和終冷 段）為例，進(jìn)一步說(shuō)明該規(guī)格產(chǎn)品在各工藝段的段內(nèi)板形控制和連退機(jī)組出口段的段外板 形控制這兩個(gè)工藝段的板形控制過(guò)程。
[0034] 首先，在步驟1中，收集機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備與工藝參數(shù)，主要包括：連退機(jī)組爐內(nèi)總 工藝段數(shù)2,并依次編號(hào)，并收集各個(gè)工藝段內(nèi)設(shè)定張力最大值〇 ^ax= 10.0 MPa、〇 2，max = 11. 8MPa、及最小值 σ l niin= 9. OMPa、σ 2 niin= 11. 〇MPa，爐輥半徑 R R2= 450mm、相鄰爐 輥中心線之間的距離H1= H2= 21000mm，爐內(nèi)因素引起的帶鋼變形差A(yù)lwli= {8. 59,3.56 ，1. 02, 0· 08, 0· 039, 0· 008, 0, 0· 008, 0· 04, 0· 1，1. 1，3. 5, 8. 5}，Δ Iw2i= {-12. 7, -6. 7, -3. 1， -1. 25, -0· 22, -0· 008, 0, -0· 008, -0· 22, -1. 25, -3. 19, -6. 72, -12. 7};
[0035] 隨后，在步驟2中，收集帶鋼的參數(shù)，主要包括：帶鋼鋼種CQ、帶鋼寬度B = 1020mm、帶鋼來(lái)料板形0,(11={4.6，1.3，-1.7，-3.3，-2.5,〇.6,2.1，1.6，-〇.5，-3.2，-2· 6, L 4, 4. 7}、各工藝段內(nèi)帶鋼溫度 Tli= {400, 372, 358, 351，348, 348, 348, 348, 348, 351，35 8, 364, 384, 400}T2i= {200, 172, 158, 151，148, 148, 148, 148, 148, 151，158, 172, 200}，帶鋼 泊松比v = 0. 3、帶鋼屈服強(qiáng)度系數(shù)A = 46. 9、ξ = 0. 004474 ;
[0036] 隨后，在步驟3中，定義相關(guān)參數(shù)，主要包括：帶鋼橫線條元數(shù)2m+l，帶鋼在溫度 為T(mén)ji時(shí)的彈性模量Ε(Τ μ)、各工藝段來(lái)料帶鋼中心殘余應(yīng)力lj;m+1、帶鋼在溫度為T(mén)ji時(shí)的 屈服強(qiáng)度"7〃、段內(nèi)帶材張力分布Oji、段內(nèi)帶材橫向中心處張力〇j, m+1、段外帶材張力分 布σ'Μ、段外帶材橫向中心處張力σ'」,m+1、張力調(diào)節(jié)步長(zhǎng)Λ 〇，帶鋼在各工藝段入口板形 Iji,帶鋼在各個(gè)工藝段的段內(nèi)板形Pji、段外板形Vji，各工藝段設(shè)定張力及其過(guò)程調(diào) 整參數(shù)〇k，各個(gè)工藝段內(nèi)設(shè)定張力最大值％_，max、最小值％_， min及其過(guò)程調(diào)整參數(shù)〇 k，max、 〇k，min，過(guò)程調(diào)整參數(shù)k，各工藝段最優(yōu)設(shè)定張力〇jy，機(jī)組出口最優(yōu)板形IT yi，連退出口目 標(biāo)板形e'g;i，段內(nèi)板形控制函數(shù)gl(x)，段外板形控制函數(shù)g2(x)，板形綜合控制目標(biāo)函數(shù) G (X)，目標(biāo)函數(shù)初始值Gtl，加權(quán)系數(shù)γ P γ2;
[0037] 隨后，在步驟4中，相關(guān)參數(shù)賦初值：令j = 1，〇1=9.0MPa，給定目標(biāo)函數(shù)初始 值G。= 10 1(|、張力調(diào)節(jié)步長(zhǎng)Δ σ = 〇· IMPa以及加權(quán)系數(shù)γ F 0· 4、γ 2= 0· 6 ;
[0038] 隨后，在步驟5中，令I(lǐng)ji= β ' j_1;i，〇 2= llMPa，計(jì)算該工藝段的段內(nèi)板形β Ji = {-11. 6, -10. 6, -0· 53, 2. 1，4. 2, 6. 3, 8. 8, 9. 5, 7. 8, 5. 2, 1. 4, -5. 6, -11. 2}、段外板形 β ' ={27. 2, -0· 7, -5. 3, -6. 9, -6. 1，-2. 9, -1. 4, -1. 2, -2. 8, -5. 6, -7. 3, -4. 6, 11. 1}。
[0039] 隨后，在步驟6中，判斷j彡η是否成立？顯然1 < 2,不等式成立，則令j = j+1， 轉(zhuǎn)入步驟（5);否則，轉(zhuǎn)入步驟（7);
[0040] 隨后，在步驟7中，計(jì)算板形控制的目標(biāo)函數(shù)G (X) = 38. 5:
[0041] 隨后，在步驟8中，判斷G(X) < Gtl是否成立？顯然38.5 < 10 1(1，不等式成立，則記 錄當(dāng)前最優(yōu)張力及最優(yōu)出口板形，令〇ly=9.0MPa，σ 2y= ll.OMPa，β' yi= {-10·7，-9·6 ，0· 5, 7· 7, 7· 3, 4· 3, 2· 8, 3· 3, 5· 3, 7· 7, I. 4, -9· 6, -10. 7}，轉(zhuǎn)入步驟（9);否則，直接轉(zhuǎn)入步 驟（9);
[0042] 隨后，在步驟9中，令k = 2 ;
[0043] 隨后，在步驟10中，判斷〇 k< σ 是否成立？顯然11. 〇 < 11. 8,不等式成立， 則令j = k，σ k= σ k+0. 1，轉(zhuǎn)入步驟（5);否則，轉(zhuǎn)如步驟（11);
[0044] 隨后，在步驟11中，判斷k> 1是否成立？顯然2 > 1，不等式成立，則令k = k-l， 轉(zhuǎn)入步驟（10);否則，轉(zhuǎn)如步驟（12);
[0045] 隨后，