[发明专利]一种适用于冷轧过程轧制压力随轧制速度变化预报方法

说明书

技术领域

本发明属于冷轧技术领域，特别涉及一种轧制速度变化的预报方法。

背景技术

近年来，随着现代板材加工工业向高度自动化方向的发展以及冷轧带材使用范围的日益广泛，用户对冷轧带材的板形与厚度精度提出了越来越高的要求。与此同时，轧制压力作为冷连轧过程中的一个重要轧制工艺参数，与辊缝的大小及形状密切相关，其波动情况直接影响到成品带材的板形与板厚精度，是现场必须精确控制的核心工艺参数之一。在冷连轧生产过程中，刨除来料性能与厚度波动等因素的影响，在工艺润滑制度及张力稳定的情况下，轧制速度的波动是造成轧制压力波动的主要原因。轧制速度对轧制压力的影响表现在两个方面：(1)随着轧制速度的提高，润滑油膜厚度增加、摩擦系数变小、轧制压力变小；(2)随着轧制速度的提高，轧制变形热增加，如果乳化液流量较少冷却跟不上，此时轧制温度会升高，润滑油的粘度会减少，从而导致润滑油膜的厚度减小，摩擦系数变大，轧制压力变大，使得轧制压力与轧制速度之间关系出现反常。

对于冷轧升降速过程中轧制压力的变化问题，国内外学者虽然进行了较多的研究，如专利^[1]《一种冷轧轧制升降速过程中板带厚度补偿控制方法》(申请号：CN201510685156.2)，是控制传动系统并记录实际输出速度、轧制力、厚度偏差数据，获得轧机速度-轧制力补偿系数曲线，提高升降速轧制过程中厚度控制精度并提高轧制过程稳定性；专利^[2]《一种单机架冷轧轧制力模型和前滑模型调试方法》(申请号：CN201510765325.3)，通过对变形抗力模型的参数和摩擦系数模型的参数的调整，根据采集的实际轧制工艺数据来进行轧制力模型和前滑模型的调试；专利^[3]《冷连轧高速轧制过程中摩擦系数预报与设定方法》(申请号：CN200710061619.3)，是得到冷连轧高速轧制过程中摩擦系数的在线预报与设定，所建立的摩擦系数模型最大的优点是通用性强，不但在同一机组内不同机架之间可以互相通用，而且不同冷连轧机组之间也可以互相参考；专利^[4]《一种平整轧制压力设定、预报及自学习方法》(申请号：CN200710185706.X)，通过对钢种与工况影响系数的不断自学习在不损害摩擦系数及变形抗力等关键轧制参数物理意义的前提下有效的保证轧制压力模型的计算精度。比较典型的论文有杨广科^[5]通过分析轧制过程中轧制力以及轧制后板形的变化，定量计算出前后张力对轧制压力的影响关系；薛涛^[6]采用弹塑性有限元法对冷轧带钢轧制过程进行数值模拟，得到摩擦因数、压下率、前后张应力和变形抗力等对冷轧轧制力的影响规律；李长生^[7]分析比较了相同轧制条件、不同轧制润滑工艺和油品下轧制力和轧制速度的关系；张朝磊^[8]通过实验对不同润滑条件下冷轧时的轧制压力变化进行分析，此发明方法的原理清晰明了，计算速度快，适于在线使用。但上述研究大部分是以单因素分析为主，未能综合轧制工艺参数与润滑工艺参数之间的交叉影响、建立相关数学模型展开多维度的研究。这样，如何定量分析冷轧升降速过程中轧制压力的变化规律，最终实现有意识的控制轧制压力的波动依然是现场技术攻关的焦点。

(参考文献：[1]孙杰；胡云建；陈树宗等.一种冷轧轧制升降速过程中板带厚度补偿控制方法:中国,ZL CN201510685156.2[P].2015-12-30.[2]刘海超；刘超；何绪铃等.一种单机架冷轧轧制力模型和前滑模型调试方法:中国,ZLCN201510765325.3[P].2016-03-23.[3]白振华.冷连轧高速轧制过程中摩擦系数预报与设定方法:中国,ZL CN200710061619.3[P].2007-08-29.[4]白振华.一种平整轧制压力设定、预报及自学习方法:中国,ZL CN200710185706.X[P].2008-07-09.[5]杨广科,赵春江,陈今良,等.张力在轧制过程中对轧制力影响的有限元模拟[J].机械工程与自动化,2013(4):7-8.[6]薛涛,杜凤山,孙静娜,等.基于FEM-ANN的冷轧带钢轧制力预报[J].中南大学学报:自然科学版,2013(11):4456-4460.[7]李长生,李有元,余涛,等.四辊可逆冷轧机轧制润滑工艺实验研究[J].东北大学学报(自然科学版),2010,31(08):1117-1120.[8]张朝磊,孙建林,张军,等.金属薄板冷轧工艺润滑基础实验研究[J].润滑与密封,2007,32(10):112-114.)

发明内容