熱連軋機(jī)精軋帶鋼的輥縫控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱軋帶鋼的成型加工，具體涉及熱連軋機(jī)精軋帶鋼的輥縫控制方法， 特別是精軋帶鋼厚度控制中的輥縫控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中，對(duì)精軋帶鋼厚度的控制精度水平是質(zhì)量衡量的主要指 標(biāo)，直接關(guān)系到鋼鐵生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟(jì)效益。隨著用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的日益提高，帶鋼厚度控制 水平顯得越來越重要，是熱軋質(zhì)量控制能力的重要體現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外各大鋼廠都把帶鋼厚度精 度或者厚度封鎖率作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量好壞的主要指標(biāo)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)精軋帶鋼的厚 度精度要求更加嚴(yán)格，往往需要達(dá)到±30~±50um的水平。
[0003] 要實(shí)現(xiàn)高精度的精軋帶鋼厚度控制，需要設(shè)計(jì)完善的厚度控制系統(tǒng)。首先要明確 影響精軋帶鋼厚度變化的因素，才能采用相應(yīng)的對(duì)策。凡是影響軋制壓力、輥縫等的因素， 都將對(duì)實(shí)際軋件出口厚度產(chǎn)生影響，影響精軋帶鋼厚度精度的因素主要有以下幾個(gè)方面： 來料的厚度變化、材料溫度的變化、支撐輥油膜的變化、張力的變化、乳輥熱膨脹和磨損、乳 輥和軸承偏心的影響、乳制速度的影響等。眾所周知，精軋帶鋼的厚度精度依賴于設(shè)定計(jì)算 的精度，所以要提高精軋帶鋼的厚度精度，必須提高構(gòu)成設(shè)定功能的基本數(shù)學(xué)模型，如材料 的變形抗力、溫度計(jì)算、乳制力計(jì)算、乳件彈跳的精度。但是，在設(shè)定計(jì)算中采用的模型大多 是由工程法導(dǎo)出的，模型精度不可能很高。為了提高模型的精度，人們普遍采用的方法有兩 種，一是采用一些先進(jìn)的計(jì)算方法如有限元、有限差分等來提高計(jì)算精度，但是這些方法一 般比較復(fù)雜，需要較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，實(shí)時(shí)性不好，大大限制了它在實(shí)際中的應(yīng)用；另外一種 方法是采用自學(xué)習(xí)的方法，通過比較模型后計(jì)算值和實(shí)測(cè)值，來修正模型學(xué)習(xí)系數(shù)，從而提 高模型設(shè)定精度，是目前廣泛使用的精軋帶鋼厚度精度控制的實(shí)用技術(shù)。
[0004] 在傳統(tǒng)的精軋帶鋼輥縫設(shè)定模型的自適應(yīng)學(xué)習(xí)過程中，通過將同時(shí)點(diǎn)流量厚度與 同時(shí)點(diǎn)彈跳厚度對(duì)比來獲得輥縫模型的學(xué)習(xí)修正值，即通常所稱的零點(diǎn)修正值。所謂同時(shí) 點(diǎn)是指同一時(shí)間不同位置采集的數(shù)據(jù)。在一個(gè)軋制計(jì)劃中，零點(diǎn)修正值在每卷帶鋼軋制后 都會(huì)更新，通過它可以補(bǔ)償軋制過程中不斷變化的軋輥熱膨脹與軋輥磨損，以及補(bǔ)償由于 其他軋制參數(shù)帶來的輥縫設(shè)定誤差。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?00910049780. 8的專利申請(qǐng)《一種精軋帶鋼的厚度控制方法及裝置》， 公開了一種精軋帶鋼輥縫模型的自學(xué)習(xí)方法，包括：將同時(shí)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)代入迭代模型計(jì)算 得到同時(shí)點(diǎn)流量厚度；將同時(shí)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)代入輥縫模型計(jì)算得到同時(shí)點(diǎn)彈跳厚度；將同時(shí) 點(diǎn)流量厚度與同時(shí)點(diǎn)彈跳厚度之差經(jīng)過數(shù)學(xué)變換后作為輥縫模型的零點(diǎn)修正值。其不足在 于：每個(gè)軋制計(jì)劃開始，零點(diǎn)修正值都從零開始學(xué)習(xí)，計(jì)劃前幾卷帶鋼厚度控制精度及軋制 穩(wěn)定性不好。
[0006] 綜上所述，現(xiàn)有輥縫設(shè)定模型自適應(yīng)學(xué)習(xí)過程存在以下問題：在每個(gè)新的軋制計(jì) 劃（或稱為軋制周期、乳制單位）開始時(shí)，都會(huì)將零點(diǎn)修正值清零，也就是每個(gè)軋制計(jì)劃都要 重新開始學(xué)習(xí)，不利于軋制計(jì)劃前幾卷帶鋼的輥縫設(shè)定精度，影響這幾卷帶鋼的厚度控制 精度及軋制穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種熱連軋機(jī)精軋帶鋼的輥縫控制方法，該方法通過收集換 輥后軋制計(jì)劃前幾卷帶鋼的輥縫模型設(shè)定偏差，通過數(shù)學(xué)平滑處理將其作為下一個(gè)軋制計(jì) 劃第一卷帶鋼的零點(diǎn)修正值，提高精軋帶鋼的厚度控制精度和軋制穩(wěn)定性，用以解決傳統(tǒng) 輥縫設(shè)定模型在每個(gè)新的軋制計(jì)劃開始時(shí)，都要重新開始學(xué)習(xí)，使得前幾卷帶鋼的厚度控 制精度低及軋制穩(wěn)定性差的問題。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：熱連軋機(jī)精軋帶鋼的輥縫控制方法，該方法包 括如下步驟：
[0009] ( 1)對(duì)當(dāng)前乳制計(jì)劃，設(shè)定初始的輥縫零點(diǎn)修正值和輥縫初始補(bǔ)償值；
[0010] (2)在當(dāng)前帶鋼進(jìn)行軋制的過程中，根據(jù)輥縫零點(diǎn)修正值調(diào)整軋制時(shí)的輥縫設(shè)定 值，并在當(dāng)前帶鋼軋制完成后，獲取精軋各機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0011] (3)將所述的同時(shí)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)代入迭代模型，得到精軋各機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)流量厚 度；
[0012] (4)將所述的同時(shí)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)代入輥縫模型，得到精軋各機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)彈跳厚 度；
[0013] (5)判斷當(dāng)前帶鋼是否是當(dāng)前軋制計(jì)劃的前p卷帶鋼，如果是，則根據(jù)所述的同時(shí) 點(diǎn)彈跳厚度與同時(shí)點(diǎn)流量厚度之差，通過數(shù)學(xué)平滑處理，進(jìn)行輥縫零點(diǎn)修正值和輥縫初始 補(bǔ)償值的同步更新學(xué)習(xí)；否則，僅對(duì)輥縫零點(diǎn)修正值進(jìn)行更新學(xué)習(xí)，輥縫初始補(bǔ)償值保持第 P卷帶鋼更新學(xué)習(xí)后的值不變，其中，P的取值為2~6 ;
[0014] (6)將當(dāng)前帶鋼根據(jù)步驟（5)得到的輥縫零點(diǎn)修正值作為當(dāng)前軋制計(jì)劃下一卷帶 鋼軋制時(shí)的輥縫零點(diǎn)修正值，并按照步驟（2)~（5)完成所述下一卷帶鋼的軋制，直至當(dāng)前 軋制計(jì)劃結(jié)束；
[0015] (7)將當(dāng)前軋制計(jì)劃得到的輥縫初始補(bǔ)償值作為下一個(gè)軋制計(jì)劃初始的輥縫零點(diǎn) 修正值，并按照步驟（2)_ (6)完成所述下一個(gè)軋制計(jì)劃，直至完成所有的軋制計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì) 帶鋼厚度的精度控制。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述的步驟（1)中，設(shè)定軋制計(jì)劃開始時(shí)的輥縫零 點(diǎn)修正值和輥縫初始補(bǔ)償值均為零。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述的步驟（2)中，所述同時(shí)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)包括軋輥 速度、輥縫、乳制力以及終軋厚度。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述的步驟（3)中，所述迭代模型為
[0021] 其中，以表示第i機(jī)架的軋輥速度[m/s];
[0022] 1交表示精軋末機(jī)架的軋輥速度[m/s];
[0023] /L表示第i機(jī)架的前滑值；
[0024] ./^表示精軋末機(jī)架的前滑值；
[0025] 表示第i機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)流量厚度；
[0026] 表示精軋末機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)流量厚度，即實(shí)測(cè)的同時(shí)點(diǎn)終軋厚度；
[0027] m，η表示前滑模型參數(shù)，為經(jīng)驗(yàn)值。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述的步驟（3)進(jìn)一步包括：第一次迭代，前滑值 取預(yù)計(jì)算時(shí)的前滑值，并將所述的同時(shí)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)代入迭代模型，得到第一次迭代的同時(shí) 點(diǎn)流量厚度；根據(jù)所述第一次迭代的同時(shí)點(diǎn)流量厚度得到更新后的前滑值；根據(jù)所述更新 后的前滑值得到第二次迭代的同時(shí)點(diǎn)流量厚度，直到達(dá)到設(shè)定的迭代次數(shù)后，輸出精軋各 機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)流量厚度。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述輥縫模型的計(jì)算公式為：
[0031] 其中，Sset表示混縫設(shè)定值[mm];
[0032] h表示帶鋼出口厚度[mm];
[0033] Sni表示軋制時(shí)的軋機(jī)彈跳[mm];
[0034] Sz表示零調(diào)時(shí)的混縫值[mm];
[0035] S1^表示軋制時(shí)的油膜厚度[mm];
[0036] Sb表示工作輥彎輥力補(bǔ)償量[mm];
[0037] Swrs表示工作輥竄輥補(bǔ)償量[mm];
[0038] Swrc表示工作混原始混形補(bǔ)償量[mm];
[0039] Srw表示工作混磨損補(bǔ)償量[mm];
[0040] Srh表示工作混熱膨脹補(bǔ)償量[mm];
[0041] Zbs表示零點(diǎn)修正值，是混縫模型的自學(xué)習(xí)修正值，在一個(gè)乳制計(jì)劃中每卷帶鋼乳 制之后都會(huì)更新。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述的步驟（4)中，所述同時(shí)點(diǎn)彈跳厚度根據(jù)輥縫 模型變形得到，同時(shí)點(diǎn)彈跳厚度的計(jì)算公式為：
[0044] 其中，犮示第i機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)彈跳厚度[mm];
[0045] .?.,.表示第i機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)實(shí)測(cè)輥縫[mm];
[0046] 筆表示第i機(jī)架的同時(shí)點(diǎn)軋機(jī)彈跳，根據(jù)實(shí)測(cè)軋制力計(jì)算[mm];
[0047] ^表示第i機(jī)架的零調(diào)時(shí)的混縫值[mm];
[0048] 表示第i機(jī)架的軋制時(shí)的油膜厚度[mm];
[0049] 5V及示第i機(jī)架的工作輥彎輥力補(bǔ)償量[mm];
[0050] 表示第i機(jī)架的工作輥竄輥補(bǔ)償量[mm];
[0051] 表示第i機(jī)架的工作輥原始輥形補(bǔ)償量[mm];
[0052] 名#·.表示第i機(jī)架的工作混磨損補(bǔ)償量[mm];
[0053] 表示第i機(jī)架的工作輥熱膨脹補(bǔ)償量[mm]。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的方法,進(jìn)一步地,所述的步驟（5)中,對(duì)混縫零點(diǎn)修正值和混縫初始 補(bǔ)償值進(jìn)行更新學(xué)習(xí)的方法為：
[0058] 其中，表示當(dāng)前帶鋼第i機(jī)架的混縫零點(diǎn)修正瞬時(shí)值[mm];
[0059] 表示當(dāng)前帶鋼第i機(jī)架更新后的混縫零點(diǎn)修正值[mm];
[0060] 表示當(dāng)前帶鋼第i機(jī)架更新后的混縫初始補(bǔ)償值[mm];
[0061] 表示當(dāng)前帶鋼第i機(jī)架更新前的混縫初始補(bǔ)償值[mm]，即上一