[发明专利]一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法

权利要求书

1.一种提高平整稳定性和产品表面质量的张力设定方法，其特征在于，包括：

步骤1，获得平整机组的设备及工艺参数，包括工作辊辊身长度L_W，工作辊直径D_W，中间辊辊身长度L_M，中间辊直径D_M，支承辊辊身长度L_b，支承辊直径D_b，支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距l₁，工作辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距l₂，轧机的等效刚度K_m，等效质量M、平整机组前后防皱辊间的距离L、工作辊最大正弯辊力工作辊最大负弯辊力中间辊传动侧与工作侧弯辊液压缸中心距l₃，中间辊最大正弯辊力中间辊最大负弯辊力轧制压力最大值P_max；

步骤2，获得待平整带钢的特征参数包括带钢宽度b、厚度h、抗拉强度σ_b；

步骤3，获得带材平整轧制过程中的基本平整轧制工艺参数包括延伸率ε、平整机组临界打滑因子值ψ*、带材表面临界值k_s、轧辊表面临界值k_r、表面综合质量控制参数F₀，平整机组许用最大前张力T_1max、平整机组许用最小前张力T_1min、平整机组许用最大后张力T_0max、平整机组许用最小后张力T_0min；

步骤4，给定工作辊弯辊力的设定值中间辊弯辊力的设定值窜辊量的设定值δ＝0；

步骤5，给定张力综合设定目标函数的初始设定值F₀＝1.0×10¹⁰，张力设定步长ΔT；

步骤6，定义前张力设定中间过程参数k₁，并令k₁＝0；

步骤7，令前张力T₁＝T_1min+k₁ΔT；

步骤8，定义后张力设定中间过程参数k₂，并令k₂＝0；

步骤9，令后张力T₀＝T_0min+k₂ΔT；

步骤10，计算当前张力及轧制工艺条件下总轧制压力P、绝对压下量Δh、工作辊压扁半径R'、系统固有频率ω；

步骤11，判断不等式P<P_max是否成立；

步骤12，计算当前张力及轧制工艺条件下打滑因子的值ψ；

步骤13，判断不等式ψ≤ψ*是否成立；

步骤14，计算振动判断参数(冲击响应下最大轧制力下辊缝前滑长度-设定轧制力下辊缝前滑长度)/设定轧制力下辊缝前滑长度；

步骤15，判断不等式是否成立；

步骤16，计算当前张力及轧制工艺条件下的带材前张力横向分布值σ_1i、轧制压力横向分布值q'_i、工作辊与中间辊的辊间压力横向分布值q_wmi、中间辊与支撑辊的辊间压力横向分布值q_bmi；

步骤17，计算带钢表面质量影响函数F_S(T₁,T₀)

$F_s(T_1,T_0)={\left(\frac{k_0}{{\mathrm{\&sigma;}}_s}\right)}^{0.87}\&lsqb;\mathrm{\&alpha;}\frac{\max \left({q^{\&prime;}}_i\right)-\min \left({q^{\&prime;}}_i\right)}{\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{q^{\&prime;}}_i}+(1-\mathrm{\&alpha;})\frac{\max \left({\mathrm{\&sigma;}}_{1i}\right)-\min \left({\mathrm{\&sigma;}}_{1i}\right)}{T_1}\&rsqb;;$

式中，k₀为标准变形抗力，k₀＝180～220Mpa；i为带材的横向条元；n为带材总的横向条元数；α为加权系数，一般α＝0.6的数值；

步骤18，判断不等式F_s(T₁,T₀)≤k_s是否成立；

步骤19，计算轧辊表面质量影响函数

$F_r(T_1,T_0)=\max \left\{{\&lsqb;\frac{K_0}{\min (K_m,K_w)}\&rsqb;}^{0.65}\&lsqb;\frac{\max \left(q_{wmi}\right)-\min \left(q_{wmi}\right)}{\frac{1}{n_1}{\&Sigma;}_{i=1}^{n_1}{q}_{wmi}}\&rsqb;,{\&lsqb;\frac{K_0}{\min (K_m,K_b)}\&rsqb;}^{0.65}\&lsqb;\frac{\max \left(q_{bmi}\right)-\min \left(q_{bmi}\right)}{\frac{1}{n_2}{\&Sigma;}_{i=1}^{n_2}{q}_{bmi}}\&rsqb;\right\}$

$F_r(T_1,T_0)=max\left\{\begin{array}{c}{\&lsqb;\frac{K_0}{min(K_m,K_w)}\&rsqb;}^{0.65}\&lsqb;\frac{max\left(q_{wmi}\right)-min\left(q_{wmi}\right)}{\frac{1}{n_1}{\&Sigma;}_{i=1}^{n_1}{q}_{wmi}}\&rsqb;\\ ,{\&lsqb;\frac{K_0}{min(K_m,K_b)}\&rsqb;}^{0.65}\&lsqb;\frac{max\left(q_{bmi}\right)-\min \left(q_{bmi}\right)}{\frac{1}{n_2}{\&Sigma;}_{i=1}^{n_2}{q}_{bmi}}\&rsqb;\end{array}\right\};$

式中，K₀为标准轧辊表面硬度，K₀＝1100～1200Mpa；K_w为工作辊表面实际硬度；K_m为中间辊表面实际硬度；K_b为支撑辊表面实际硬度；n₁为工作辊与中间辊之间接触接触部分总的横向条元数；n₂为支撑辊与中间辊之间接触接触部分总的横向条元数的数值；

步骤20，判断不等式F_r(T₁,T₀)≤k_r是否成立；

步骤21，计算当前工艺参数下的张力综合设定目标函数——表面综合质量控制参数F(T₁,T₀)＝βF_s(T₁,T₀)+(1-β)F_r(T₁,T₀)+sd(σ_1i)；式中β为加权系数，一般取0.4-0.6，sd为标准差函数的数值；

步骤22，判断不等式F(T₁,T₀)≤F₀是否成立；

步骤23，判断不等式是否成立；

步骤24，判断不等式是否成立；

步骤25，输出平整机组最佳张力设定值T_1y、T_0y；

其中，所述步骤11包括：判断不等式P<P_max是否成立，如果成立，转入步骤12，如果不等式不成立，则转入步骤23；

所述步骤13包括：判断不等式ψ≤ψ*是否成立，如果成立，转入步骤14，如果不等式不成立，则转入步骤23；

所述步骤15包括：判断不等式是否成立，如果成立，转入步骤16，如果不等式不成立，则转入步骤23；

所述步骤18包括：判断不等式F_s(T₁,T₀)≤k_s是否成立，如果成立，转入步骤20，如果不等式不成立，则转入步骤23；

所述步骤20包括：判断不等式F_r(T₁,T₀)≤k_r是否成立，如果成立，转入步骤21，如果不等式不成立，则转入步骤23；

所述步骤22包括：判断不等式F(T₁,T₀)≤F₀是否成立，如果成立，则令F₀＝F(T₁,T₀)、T_1y＝T₁、T_0y＝T₀，转入步骤23，如果不等式不成立，则转入步骤23。

所述步骤23包括：判断不等式是否成立，如果成立，则令k₂＝k₂+1，转入步骤10，如果不等式不成立，则转入步骤24；

所述步骤24包括：判断不等式是否成立，如果成立，则令k₁＝k₁+1，转入步骤7，如果不等式不成立，则转入步骤25。