[发明专利]一种适合于八辊冷轧机组的板形预报方法

权利要求书

1.一种适合于八辊冷轧机组的板形预报方法，其特征在于：其包括以下由计算机执行的步骤：

(a)八辊冷轧机基本设备参数的收集：工作辊的辊身长度L_w，中间辊的辊身长度L_m，支承辊的辊身长度L_b，工作辊的辊径D_w，中间辊的辊径D_m，支承辊的辊径D_b，上工作辊窜辊量δ_c1，下工作辊窜辊量δ_c2，倾辊量η，上工作辊操作侧弯辊力到轧制中心线的距离上工作辊传动侧弯辊力到轧制中心线的距离下工作辊操作侧弯辊力到轧制中心线的距离下工作辊传动侧弯辊力到轧制中心线的距离支承辊背衬轴承中心距l_bF，支承辊背衬轴承宽度B_z，其中一支承辊背衬轴承个数(m-1)个，上、下工作辊辊型分布值分别为上、下中间辊辊型分布值分别为支承辊b₁、b₂、b₃、b₄的辊型分布值分别为左侧支承辊和中间辊的轴心连线与垂直方向的夹角

(b)收集典型规格产品的轧制工艺参数，包括带材来料厚度H，宽度B，弹性模量E，泊松比υ，变形抗力k，轧制速度v，压下率ζ，工作辊操作侧弯辊力F_wl，工作辊传动侧弯辊力F_wr，平均后张力T₀，平均前张力T₁；

(c)单元划分与影响系数的求解，包括以下步骤：

c1)将中间辊辊身长度分成(2n+1)等份，带材分成(2n′+1)段，支承辊背衬轴承分成(2n″+1)段，计算出每份的宽度

c2)计算上、下工作辊的窜动对中间辊和工作辊之间辊间压力分布的影响，上工作辊的窜辊量为δ_c1，令

当时，辊间压力分布区域为[n_c1+1,n_c2]；当时，辊间压力分布区域为[n_c1+1,2n+1]；当时，辊间压力分布区域为[1,n_c2]；

c3)计算上工作辊挠度影响系数下工作辊挠度影响系数上中间辊挠度影响系数下中间辊挠度影响系数支承辊挠度影响系数四个支承辊分别为b₁、b₂、b₃、b₄，上工作辊操作侧弯辊力挠度影响系数上工作辊传动侧弯辊力挠度影响系数下工作辊操作侧弯辊力挠度影响系数下工作辊传动侧弯辊力挠度影响系数上支承辊b₁上各支承力挠度影响系数上支承辊b₂上各支承力挠度影响系数下支承辊b₃上各支承力挠度影响系数下支承辊b₄上各支承力挠度影响系数

(d)给定带钢出口厚度分布初始值h′_1i；

(e)根据金属变形模型计算出当前带材出口厚度分布下的前张力横向分布值σ_1i、后张力横向分布值σ_0i；

(f)根据轧制压力模型计算出当前带材出口厚度横向分布、前后张力横向分布下的轧制压力横向分布值q′_i；

(g)设定过程参数其中表示支承辊b₁上的各支承力，表示支承辊b₂上的各支承力，表示支承辊b₃上的各支承力，表示支承辊b₄上的各支承力，表示上工作辊与上中间辊在第j单元内集中力，表示下工作辊与下中间辊在第j单元内集中力，表示上中间辊与上左支承辊b₁在第j单元内集中力，表示上中间辊与上右支承辊b₂在第j单元内集中力，表示下中间辊与下左支承辊b₃在第j单元内集中力，表示下中间辊与下右支承辊b₄在第j单元内集中力，上工作辊刚性转角下工作辊刚性转角上中间辊刚性转角下中间辊刚性转角

(h)根据上下工作辊、上下中间辊和上下支承辊的挠度变形，对辊系进行力学分析，可以给出以及工作辊操作侧弯辊力F_wl、工作辊传动侧弯辊力F_wr、上工作辊刚性转角下工作辊刚性转角上中间辊刚性转角下中间辊刚性转角设备及工艺参数之间的关系，其它相关轧辊的挠曲方程与之类似：

式中：x_i为第i单元到轧制中心线的距离；分别为上工作辊左、右侧挠度分布；分别为上中间辊左、右侧在垂直方向的挠度分布；分别为上中间辊左、右侧和支承辊b₁中心连线方向上的挠度分布；为上左支承辊b₁在上中间辊和上支承辊b₁中心连线方向上的挠度分布；分别为对支承力的影响系数，且

(i)通过对八辊冷轧机辊系之间的轧辊几何变形进行分析，可列出上下中间辊与上下工作辊的变形协调方程、上下支承辊b₁、b₂、b₃、b₄与上下中间辊的变形协调方程:

式中：分别为上工作辊与上中间辊、下工作辊与下中间辊的辊间压扁系数；分别为上下支承辊b₁、b₂、b₃、b₄与相接处的中间辊的辊间压扁系数；分别为上、下工作辊垂直方向挠度分布；分别为上、下中间辊垂直方向挠度分布；分别为上中间辊在其与相接处的上支承辊b₁、b₂轴心连线方向的挠度分布；分别为下中间辊在其与相接处的下支承辊b₃、b₄轴心连线方向的挠度分布；

(j)根据轧辊的力和力矩平衡，可以分别列出中间辊、支承辊的力平衡方程，工作辊、支承辊的力矩平衡方程，如下所示：

(k)由(h)、(i)、(j)中方程联立计算出辊间压力的横向分布值

(l)根据辊间压力的横向分布值以及轧制压力的横向分布值q′_i计算出当前轧制工艺参数下的上、下工作辊挠度分布

(m)根据上、下工作辊的挠度分布值，由下面的公式计算出带材出口厚度分布值h_1i；

(n)判断不等式是否成立？如果成立，则转入步骤(o)，否则，令h′_1i＝h_1i，转入步骤(e)；

(o)输出八辊冷轧机轧制时的带材前张力横向分布值σ_1i；

(p)根据带材前张力横向分布值σ_1i，由下面的公式计算出八辊冷轧机轧制此带材时的板形分布

式中：Δσ_1i为σ_1i的平均值与σ_1i之差。