專利名稱：二次冷軋機組生產帶材的平整方法
技術領域：
本發明涉及一種帶材的軋制方法，特別涉及一種采用二次冷軋機組生 產帶材，尤其是生產高光亮鏡面板的平整方法。
背景技術：
帶材(如帶鋼)被廣泛應用于各行各業，其中，高光亮鏡面板作為國 內市場需求量巨大的一種帶鋼，主要用于餐具、燈器具、鎖具、禮品盒、 打火機等，其特點是對相關產品板形與表面質量的要求極高。以表面質量 為例，對于滿足現代化器具加工需求的高光亮鏡面板而言，其表面粗糙度
必須控制在0.1/^以下，而且不能有任何色差。
但是，由于此前國內對于高光亮鏡面板主要依賴于進口，相關平整生 產工藝的開發都處于探索階段，國外雖然對于鏡面板工藝的開發研究較 早，但主要側重于對不銹鋼等鏡面板的化學成分和熱軋工藝等方面的研 究，并且一般采用的是單機架四輥平整機來生產高光亮鏡面板，成品的表 面精度往往不盡人意。
隨著軋制機械設備和工藝過程的不斷完善，在實際生產中，越來越多 地采用冷軋帶鋼的生產技術來生產厚度減小到一定尺寸的薄帶鋼，因為采 用冷軋方式可以提高帶鋼表面質量、改善力學性能和獲得精確的尺寸偏 差。而為了保證帶鋼的板形和表面質量的加工要求，實際生產中常采用二
次冷軋的生產工藝及相應設備，如圖1所示，帶材1從開巻機2巻出后送 至冷軋機組，第一機架A和第二機架B均為六輥機型的冷軋機組，每個機 架的軋輥都包括工作輥4、中間輥5以及支撐輥6，其中，工作輥4與帶 材1的表面直接接觸以進行軋制，經過兩個機組的依次軋制，帶材l達到 規定的厚度并被送至巻取機3回巻。為了控制板形，在軋制過程中，中間 輥5可以有一定量的竄動，如圖2a和2b所示，圖2a為串輥前的狀態，圖 2b為中間輥5沿箭頭方向發生串動的情形；同時，工作輥4與中間輥5還具有液壓彎輥裝置以產生如箭頭方向所示的中間輥彎輥力和工作輥彎輥 力，如圖3所示。
然而，在實際生產過程中，如何控制并調整生產出的成品的表面粗糙 度及板形質量一直是本領域技術人員迫切希望解決的問題，在以往的操作 過程中，帶材的軋制工藝參數以及冷軋機組的設備工藝及現場軋制參數等 各項參數的設定和調整一般是取決于操作人員的經驗估計，因此往往會造 成產品板形不好控制，表面質量不穩定。

發明內容
本發明的目的在于解決現有技術中的上述問題，提供一種二次冷軋機
組生產帶材的平整方法，在生產厚度規格為0.25mm-0.3mm，成分為C《 0.12%， Mn《0.5%， P《0.035%， S《0.025%，且成品抗拉強度>270Mpa 的薄型高光亮鏡面板時，可同時滿足產品的板形與表面質量要求。
為此，本發明在完成平整前道工序與軋輥磨削工藝的基礎上，通過合 理的設定第一機架和第二機架的工作輥表面粗糙度以及延伸率的分配系 數來控制帶材的表面粗糙度，并以成品機架帶材的出口張力與軋制壓力橫 向分布都均勻作為目標合理設定彎輥力、竄輥量、機架前中后三段張力來 控制成品板形及其它可能產生的表面缺陷，同時配合平整后道工序，以形 成二套完整的二次冷軋機組高光亮鏡面板平整生產技術。根據本發明的二次冷軋機組生產帶材的平整方法采用的二次冷軋機 組包括第一機架和第二機架，每個機架包括工作輥、中間輥和支撐輥，該
平整方法具體包括以下步驟
(A) 確定待軋制的帶材的軋制工藝參數和冷軋機組的設備參數；
(B) 將步驟(A)中確定的參數輸入到控制運算器中，按照建立的計 算模型及控制目標函數得出軋制工藝設定值；
(C) 根據得出的軋制工藝設定值進行二次冷軋工藝。
其中，步驟(A)中的待軋制的帶材的軋制工藝參數包括帶材來料 的厚度橫向分布值巧；來料板形的橫向分布值A;帶材的寬度^;延伸率
設定值S。；機架間延伸率分配系數允許極限值《皿，《■;帶材來料粗糙度
^一。；成品帶材要求粗糙度^一、第一機架和第二機架工作輥的軋制長度；A;第一機架和第二機架的工作輥所允許的最大軋制長度A皿，^2,。
冷軋機組的設備參數包括第一機架和第二機架工作輥直徑""，Av2;
第一機架和第二機架中間輥直徑""'""^;第一機架和第二機架支撐輥直 徑"w，A^第一機架工作輥、中間輥以及支撐輥的輥型分布AZ^，AD^AZ^;
第二機架i作輥、中間輥以及支撐輥的輥型分布^2w'，^^，AD2w;第一機
架和第二機架工作輥的輥身長度^"^2;第一機架和第二機架中間輥的輥 身長度A^'^2;第一機架和第二機架支撐輥的輥身長度4，^2;第一機架
和第二機架工作輥壓下螺絲中心距^，L;第一機架和第二機架中間輥壓
下螺絲中心距^人2;第一機架和第二機架支撐輥壓下螺絲中心距^，^;
第一機架中間輥許用最大竄動量^皿；第二機架中間輥許用最大竄動量 《薩；第一機架工作輥與中間輥的最大彎輥力《+誦》、 ^w麗、&:麗、&:"腿；
第二機架工作輥與中間輥的最大彎輥力Kw、Cax、&+mmax、 &:max。
進一步地，步驟(B)包括
(a) 確定第一機架和第二機架工作輥的原始表面粗糙度的設定值；
(b) 根據確定的工作輥的原始表面粗糙度的設定值確定第一機架和 第二機架的延伸率分配系數；
(C)確定帶材在二次冷軋機組的前中后三段張力以及第一機架和第二 機架的軋制壓力；
(d)確定第一機架和第二機架的彎輥力以及中間輥竄動量。 在步驟(a)中，第一機架和第二機架工作輥的原始表面粗糙度設定值 的確定采用以下步驟
(al)建立各個機架的延伸率5與延伸率分配系數^之間的函數關系， 艮卩A- 《，e2 =e0*(l_《)；
(a2)根據機組的設備參數及現場軋制參數，找出工作輥表面粗糙度 ^'-。'〃的衰減系數&，并建立軋制過程中各工作輥表面粗糙度^^":與軋制
長度Z''、軋輥表面原始粗糙度^"w之間的關系模型
(a3)根據現場軋制參數，建立各個機架出口處帶材的表面粗糙度 與軋輥表面粗糙度^w、來料原始粗糙度^^沖。以及延伸率s等主
要軋制工藝參數之間的關系模型
8(a4)將相關參數值代入相關模型以組成一個方程組，解出第一機架 和第二機架工作輥原始表面粗糙度的設定值A^。飾。
優選將兩組參數值帶入關系模型，即丄1=0、 4=0、《=《腿、
A= ^A,一以及丄1 =丄iirax 、丄2 =丄2nrnx 、f = 4lin 、^A沖=。
更進一步地，在步驟(b)中，第一機架和第二機架的延伸率分配系
數的確定包括以下步驟
(bl)根據第一機架和第二機架的工作輥原始粗糙度的設定值A"'-。〃o'
構造出當前狀態下成品帶材的表面粗糙度的計算模型 A"加》=/ (《,A, ^"鄉。，A"w,o );
(b2)將實際工作輥軋制公里數^、軋輥表面原始粗糙度^^/服、成 品帶材的表面粗糙度^""—代入模型，求出相應的延伸率分配系數,。
在步驟(c)中，帶材在二次冷軋機組的前中后三段張力以及第一機架
和第二機架的軋制壓力的確定包括以下步驟
(cl)給定第一機架和第二機架張力的初始設定值Z。-^，；W以及 相應的迭代精度；
(c2)計算出當前張力及延伸率分配系數《下所對應的第二機架的軋
制壓力橫向分布值& ，以及第二機架的前張力橫向分布值;
(C3)計算板形與表面質量綜合控制目標函數 尸(工)一 a , (max("2i') — min(cr2U)) , 口 " ) (max(^) — min(g2,))
其中，^為加權系數； (c4)判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變張力設定值，重復 上述步驟(cl)至步驟(c3)，直至Powell條件成立，結束計算，得出最 佳張力設定值；
(c5)根據延伸率分配系數、總延伸率及計算得出的三段張力設定 值得出相應的軋制壓力設定值。
為了保證彎輥對板形有足夠的調節范圍，優選在步驟(c)的計算進 行之前將彎輥力設在基態，即
9<formula>formula see original document page 10</formula>
2 ，而中間輥竄輥量設定為o。
更進一步地，在步驟(d)中，第一機架和第二機架的彎輥力以及中
間輥竄動量的確定包括以下步驟
(dl)給定第一機架和第二機架的彎輥力與竄輥量的初始設定值
X。—^，^A"^2,《,W以及迭代精度f;
(d2)計算出當前張力及延伸率分配系數《及彎輥與竄輥條件下所對
應的第二機架軋制壓力橫向分布值&、第二機架前張力橫向分布值^。 (d3)計算板形與表面質量綜合控制目標函數 尸d" , (max(cr21,) — min(o~21;)) "(max(g^) — min( 2,》
2 —
其中，"2為加權系數； (d4)判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變彎輥力與竄輥量的 設定值，重復上述步驟(dl)至步驟(d3)，直至Powell條件成立，結束 計算，得出最佳彎輥力與竄輥量的設定值。
本發明生產帶材的平整方法原理簡明，根據得出的軋制工藝設定值進 行的二次冷軋工藝生產順利，并且經平整的帶材板形與表面質量都很高； 此外，由于在本發明中采用的是鮑威爾(Powell)優化快速算法，計算速 度快，適于在線使用。


通過以下結合附圖對本發明較佳實施例的詳細描述，可以進一步理解
本發明的目的、特征和優點，其中
圖1是采用二次冷軋機組生產工藝的設備布置的示意圖2a和2b是二次冷軋機組的中間輥發生竄動情況的示意圖，其中，
圖2a示出串輥前的狀態，圖2b示出串輥后的狀態；
圖3是二次冷軋機組的工作輥與中間輥發生彎輥情況的示意圖； 圖4是本發明二次冷軋機組生產帶材的平整方法的總流程5是圖4中步驟(B)的流程圖6是圖5步驟(a)中第一和第二機架工作輥表面粗糙度的設定計算 流程圖7是圖5步驟(b)中第一和第二機架延伸率分配系數的設定計算 流程圖8是圖5步驟(c)中前中后三段張力及第一和第二機架軋制壓力的 設定計算流程圖9是圖5步驟(d)中第一和第二機架彎輥力以及中間輥竄動量的 設定計算流程圖10是根據本發明平整方法而得出的第一實施例的關鍵參數與按照 傳統方法所得出的關鍵參數的對比圖11是根據本發明平整方法而得出的第一實施例的實際帶材表面粗 糙度精度與按照傳統方法所得出的實際帶材表面粗糙度精度的對比圖12是根據本發明平整方法而得出的第一實施例的帶材出口板形橫 向分布圖13是按照傳統方法而得出的第一實施例的帶材出口板形橫向分布
圖14是根據本發明平整方法而得出的第一實施例的軋制壓力橫向分 布圖15是按照傳統方法而得出的第一實施例的軋制壓力橫向分布圖； 圖16是根據本發明平整方法而得出的第二實施例的關鍵參數與按照
傳統方法所得出的關鍵參數的對比圖17是根據本發明平整方法而得出的第二實施例的實際帶材表面粗
糙度精度與按照傳統方法所得出的實際帶材表面粗糙度精度對比圖18是根據本發明平整方法而得出的第二實施例的帶材出口板形橫 向分布圖19是按照傳統方法而得出的第二實施例的帶材出口板形橫向分布
圖20是根據本發明平整方法而得出的第二實施例的軋制壓力橫向分 布圖；圖21是按照傳統方法而得出第二實施例的軋制壓力橫向分布圖。
具體實施例方式
以下通過兩個具體實施例來詳細說明本發明平整方法的實施過程。 第1實施例
圖4是本發明二次冷軋機組生產帶材的平整方法的總流程圖，該平整
方法具體包括以下步驟
(A) 確定待軋制的帶材的軋制工藝參數和冷軋機組的設備參數；
(B) 將步驟(A)中確定的參數輸入到控制運算器中，按照建立的計
算模型及控制目標函數得出軋制工藝設定值；
(c)根據得出的軋制工藝設定值進行二次冷軋工藝。
其中步驟(B)的計算流程按照如圖5所示的步驟進行
(a) 確定第一機架和第二機架工作輥的原始表面粗糙度的設定值；
(b) 根據確定的工作輥的原始表面粗糙度的設定值確定第一機架和 第二機架的延伸率分配系數；
(c) 確定帶材在二次冷軋機組的前中后三段張力以及第一機架和第二 機架的軋制壓力；
(d) 確定第一機架和第二機架的彎輥力以及中間輥竄動量。 現以來料0.25X 1000mm，總延伸率為1.0%的高光亮鏡面板為例來描
述特定高光亮鏡面板在特定機組上的生產方法以及相關效果。
首先，在步驟(a)中，對第一和第二機架工作輥表面粗糙度進行設定， 基本步驟如圖6所示
收集待軋制的高光亮鏡面板的關鍵軋制工藝參數，主要包括帶材來
料的厚度橫向分布值A,'25，a25，a25，^，a25，a25，a25，a25力'25，a巧；來料板
形的橫向分布值4 = {0,0,0，0,0'0，0,0,0，0};帶材的寬度"訓O麵；延伸率設 定值 =1'0%;機架間延伸率分配系數允許極限值^ax^0'8，fmin=()'2;帶
材來料粗糙度^—=()'5，；成品帶材要求粗糙度^鄉,⑧^,第一和 第二機架工作輥的軋制長度A"^^"，A-UG^";第一和第二機架工作輥
所允許的最大軋制長度A鵬=150^"，丄2墮=1附；
在步驟al中，建立各個機架延伸率《與延伸率分配系數《之間的函數
12關系，即^=^,《，4二f。，(丄-0;
在步驟a2中，回歸出一套在平整軋制過程中反映帶材原始粗糙度遺傳
關系的模型如下
W ,=(1 —lOO/i —20000^)"2。,'。" '192.￡ ,i a鄉。
^""' 'A —成品板面粗糙度中的來自遺傳部分的粗糙度；^""一一平整軋 制前帶材的表面粗糙度；力一帶材厚度；^一帶材強度；s一延伸率；
在步驟a3中，回歸出一套在平整軋制過程中反映工作輥表面粗糙度與 帶材表面粗糙度復印關系的模型如下
一成品板面粗糙度中的來自軋輥復印部分的粗糙度；
并相應的給出平整軋制過程中帶材表面粗糙度模型(模型l):
厄鄉=(1-1艦-2000Q^).,1(rl" .e—119》,&鄉+《120(^)"-3細 ,8.2^).%) *^艦
然后，在步驟a4中，分別將^=0、 ￡2=0、 , = ^^=0'8、 ^^ =A S—^0'08/^以及丄'A隨150^n、丄2=12_=150《附、《=《min=0.2、 ~—=^豐=0'08，兩組參數代入上述模型i組成一個方程組，解出第一 和第二機架工作輥原始表面粗糙度的設定值隨后，在步驟b中，完成第一和第二機架延伸率分配系數的設定，基 本步驟如圖7所示
在步驟bl中，根據第一和第二機架工作輥原始粗糙度的設定值構造 出當前狀態下成品板面粗糙度的計算模型-
免鄉=(1-腿-2000Q^V—、嚴氣喊腿W、,辟Q2.e德
U一腿—2000(^)*, -,氣喊,拳e-一,則1，.015.《德
在步驟b2中，將實際工作輥軋制公里數1^100^,1^120^、軋輥 表面原始粗糙度^r。則=0.^附'^r。脆=0.015/^ 、光亮板成品表面粗糙度 ^一^'G8/zm代入相關模型，求出相應的延伸率分配系數《=072。
隨后，在步驟c中，計算出前中后三段張力及第一和第二機架軋制壓 力，基本步驟如圖8所示
首先，收集二次冷軋機組的設備參數，主要包括第一和第二機架工作輥直徑A^560mm，i^ = 560mm ;第 一 和第二機架中間輥直徑 Dml= 560mm,化2 = 560mm ;第 一 和第二機架支撐輥直徑 i^=lG0Gmm，A2=l(XK)mm;第一機架工作輥、中間輥以及支撐輥輥型分布 A^w''=0'ADlm''=0，ADlw=0;第二機架工作輥、中間輥以及支撐輥輥型分布 AD2M' =0，AZ52mi' =0，AD2W =0 ;第 一 和第二機架工作輥輥身長度 Zwl 二U20mm人2 = 1220mm ;第 一 和第二機架中間輥輥身長度 =1220畫人2 = 1220mm ;第 一 和第二機架支撐輥輥身長度 ^ = 1220m附人2 = 1220mm ;第 一 和第二機架工作輥壓下螺絲中心距 d =2200畫人2 = 2200mm ;第 一 和第二機架中間輥壓下螺絲中心距 ^^2210mm,L^210畫；第 一 和第二機架支撐輥壓下螺絲中心距 /w=2210mm,/w=2210mm;第一機架中間輥許用最大竄動量《腿=300mm ;
第二機架中間輥J午用最大竄動量《■ = 3 Q Q m W ;第 一 機架工作輥與中間輥 的最大彎輥力S二腿=、《—體《 = 、 S二麗=30f 、 wmax = —30f ;第
二機架工作輥與中間輥的最大彎輥力=3C^ 、 3& 、
SLnaX=30、 薩^=-30,，而中間輥竄輥量設定為O;
在步驟cl中，給定第一和第二機架張力的初始設定值^ = {28，56，28}
以及相應的迭代精度為0.001;
在歩驟c2中，計算出當前張力及延伸率分配系數《=()72下所對應的
第二機架軋制壓力橫向分布值以及第二機架前張力橫向分布值 g2,. = {4567,3241,5672,3245， 7654,2388,3134,4556,1267,4724}
o"2!. = {127,145,130,150,175，388，334,456,167,424}.
在步驟c3中，計算出板形與表面質量綜合控制目標函數 = % (i麗(。2")-min(cr21,)) —《) (max(fe)"-minfe,》=2啦
在步驟c4中，判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變張力設定 值，重復上述步驟cl至步驟c3，直至Powell條件成立，結束計算，得出 最佳張力設定值/ = {9()，1()()，5()};
在步驟c5中，根據延伸率分配系數《=()'72、總延伸率^-^M及三 段張力設定值X = {9Q，1QQ，5G}計算出相應的軋制壓力設定值 S =500,尸2 =400最后，在步驟d中，完成第一和第二機架彎輥力以及中間輥竄動量的 設定，基本步驟如圖9所示
在步驟dl中，給定第一和第二機架彎輥力與竄輥量的初始設定值
X。 = {20,20,15,15,75,75}以及迭代精度0細;
在步驟d2中，計算出當前張力及延伸率分配系數《=()'72及彎輥力與
竄輥量的初始值為{2()，2()，15，15，75，75}下所對應的第二機架軋制壓力橫向分
布值和第二機架前張力橫向分布值
二 {2534,2245,3631,3542,4614,3387，4136,3557,2257,3725}
二 {229， 247， 231,351， 276,276,256， 301,268,226}.
在步驟d3中，計算出板形與表面質量綜合控制目標函數 Fm^ —*^"21') — "1,1')) l(l Q^(腿"2') — min(《2'》二l.S2
^ 丄X
在步驟d4中，判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變彎輥力與 竄輥量的設定值，重復上述步驟dl至步驟d3，直至Powdl條件成立，結 束計算，得出最佳彎輥力與竄輥量的設定值^ = {85,75,96，89,74,76}。
為了方便比較，如圖10所示，分別列出采用本發明所述平整方法而 得出的軋制壓力、彎輥力等參數設定值與采用傳統方法給出的軋制壓力、 彎輥力等參數的設定值。兩者的相關實際效果對比如下
一首先，如圖11所示，給出了按照本發明所述方法而得出的實際帶材 表面粗糙度精度與按照傳統方法所得出的實際帶材表面粗糙度精度對比 情況。可以看出，采用本發明所述的方法，成品帶材表面粗糙度控制精度 達到97.5%，而采用傳統方法相關控制精度為88.75%。顯然，采用本發明 制成的成品帶材表面粗糙度精度有了很大的提高。
進一步地，如圖12和圖13所示，給出了按照本發明所述方法而得出 的帶材出口板形與按照傳統方法所得出的帶材出口板形對比情況。可以看 出，采用本發明所述的方法，表征板形指標的帶材前張力橫向分布要比采 用傳統方法均勻得多(前者最大值為159、最小值為147，差值僅為12; 而后者最大值為181，最小值為142，差值達到39)，這說明采用本發明 所述方法大大提高了板形質量，前張力不均勻度從39降低到12，下降了 69.2%。
15同時，如圖13和圖14所示，給出了按照本發明所述方法而得出的帶 材出口軋制壓力橫向分布與按照傳統方法所得出的帶材出口軋制壓力橫 向分布情況。可以看出，采用本發明所述的方法，帶材出口軋制壓力橫向
分布要比采用傳統方法均勻得多(前者最大值為1860、最小值為1960， 差值僅為100;而后者最大值為2100，最小值為1500，差值達到600)， 這說明采用本發明所述方法大大提高了軋制壓力的均勻程度，降低了色差 缺陷發生的概率，軋制壓力橫向分布不均勻度從600降低到100，下降了 83.33%。
第2實施例
為了更進一步闡述本發明，現再以來料為0.20X 1200mm，總延伸率 為1.2%的高光亮鏡面板為例來描述特定高光亮鏡面板在特定機組上的生 產方法以及相關效果。
首先同樣在步驟a中，對第一和第二機架工作輥表面粗糙度進行設定
收集待軋制的高光亮鏡面板的關鍵軋制工藝參數，主要包括帶材來 料的厚度橫向分布值《.={0.20,0.20,0.20,0.20,0.20,0.20,0,20,0.20,0.20，0.20}.
來料板形的橫向分布值A = {0,0,0,0，0,0,0，0，0，0};帶材的寬度^ = 1200mm ;
延伸率設定值&=1'2%;機架間延伸率分配系數允許極限值^^=()'75， 4^=0'25;帶材來料粗糙度^^一^G'35;/m;成品帶材要求粗糙度
i^一 = 0'075，；第一和第二機架工作輥的軋制長度A =60《m，X2 = 80《m ;
第 一 和第二機架工作輥所允許的最大軋制長度 i^ax=120&,Z2fflax =120^2;
隨后，在步驟a4中，分別將1,0、 4=0、《=《max=0'75、 A"鯽=^鄉! = 0.075//m以及A = A皿x = 120K附、丄2 =丄2_ = 120《m 、 《=4in=0,25、 ^鄉=肋一=0.075/^兩組參數代入模型i組成一個方程
組，解出第 一 和第二機架工作輥原始表面粗糙度的設定值 Wara〃oi = 0.18//m,i flr。,/02 = 0.012//m 。
在步驟b2中，將實際工作輥軋制公里數^=6()《^^2=8()《 、軋輥 表面原始粗糙度^w"(n ^0.18//w,i^。歸=0.012//m、光亮板成品表面粗糙 度A 一 =0'07^m代入相關模型，求出相應的延伸率分配系數《=(X76 。隨后，在步驟C中，計算出前中后三段張力及第一和第二機架軋制壓 力。首先收集二次冷軋機組的設備參數，主要包括主要包括第一和第 二機架工作輥直徑",520皿，Av2 = 520附附；第一和第二機架中間輥直徑 "''^SZOmrn'R^SaOmm ;第 一 和第二機架支撐輥直徑 Z)M=1100m^A2 = 110Gmm;第一機架工作輥、中間輥以及支撐輥輥型分 布AD^;0，A"^'^aA"^^();第二機架工作輥、中間輥以及支撐輥輥型分 布AZ)2w;' =0，AD2ffl'' =G，AZ)2W =0 ;第 一 和第二機架工作輥輥身長度 Zwl =1420附肌，^2 = 1420mm ;第 一 和第二機架中間輥輥身長度 Zml "420附m，i^ = 1420mm ;第 一 和第二機架支撐輥輥身長度 & =1420mm，ZM = 1420mm ;第 一 和第二機架工作輥壓下螺絲中心距 /wl = MOOmm," = M00mm ;第 一 和第二機架中間輥壓下螺絲中心距 /wl = 2410mm，L = 2410mm ;第 一 和第二機架支撐輥壓下螺絲中心距 =2410mm,/M = 2410mm;第一機架中間輥許用最大竄動量《應=250附附；
第二機架中間輥許用最大竄動量《皿=25(^^;第一機架工作輥與中間輥 的最大彎輥力《麗=德、^飄=—德、(應=德、^謹=— ;第二 機架工作輥與中間輥的最大彎輥力^+謂"=40 、《誦議=—40、 &+薩狄=40、 mmax=-4&，而中間輥竄輥量設定為o;
在步驟cl中，給定第一和第二機架張力的初始設定值^。 = {32，64，32}
以及相應的迭代精度為0.001;
在步驟c2中，計算出當前張力及延伸率分配系數f = ()/76下所對應的
2#機架軋制壓力橫向分布值和第二機架前張力橫向分布值
% = {2565,2245，3652，3349,2349,5432，2314,4356,2346,3315}
cr2!. = {221,242,231,351,272,282,233,357,262,321}.
步驟c3中，計算出板形與表面質量綜合控制目標函數 _ q , (max(cr21,) —min(>21》),^巧"(max(《2!.) — min(&.》=1 56
w S ( ai = 0.6 ).
在步驟c4中，判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變張力設定 值，重復上述步驟cl至步驟c3，直至Powell條件成立，結束計算，得出 最佳張力設定值^ = {85,110,90};
在步驟c5中，根據延伸率分配系數《=()'76、總延伸率 =1'2%及三
17段張力設定值Z = {85，11()，9W計算出相應的軋制壓力設定值
^ = 620,尸2 =450
最后，在步驟d中，完成第一和第二機架彎輥力以及中間輥竄動量的
設定。首先在步驟dl中，給定第一和第二機架彎輥力與竄輥量的初始設 定值A = {25，25，65，65，75，75}以及迭代精度0.001;
在步驟d2中，計算出當前張力及延伸率分配系數《=()'72及彎輥力與
竄輥量的初始值為^ = {25，25，65，65，75，75}下所對應的第二機架軋制壓力
橫向分布值和第二機架前張力橫向分布值
& = {2547,2342,3754,3231,3678,4652,3218,4321,3241,4213}
cr2,. = {213,223,242,322,266,286，196,321,279,321}.
在步驟d3中，計算出板形與表面質量綜合控制目標函數 Fm = " (max(a21,.) -min(cr21》) "(max(《2;) - min(《2,.》=丄 、"2 r2 、J 丄f —
在步驟d4中，判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變彎輥力與 竄輥量的設定值，重復上述步驟dl至步驟d3，直至Powell條件成立，結 束計算，得出最佳彎輥力與竄輥量的設定值^^75，65，82，76，122，1311
為了方便比較，如圖16所示分別列出采用本發明所述平整方法而得 出的軋制壓力、彎輥力等參數設定值與采用傳統方法給出的軋制壓力、彎 輥力等參數的設定值。兩者的相關實際效果對比如下
如圖17所示，采用本發明所述的方法，成品帶材表面粗糙度控制精 度達到94.6%，而采用傳統方法相關控制精度為84%。顯然，采用本發明 的方法后，成品帶材表面粗糙度有了很大的提高。
圖18和圖19示出了按照本發明所述方法而得出的帶材出口板形與按 照傳統方法所得出的帶材出口板形對比情況。可以看出，采用本發明所述 方法，表征板形指標的帶材前張力橫向分布要比采用傳統方法均勻得多 (前者最大值為156、最小值為144，差值僅為12;而后者最大值為182， 最小值為130，差值達到52)，這說明采用本發明所述方法大大提高了板 形質量，前張力不均勻度從52降低到12，下降了76.9%。
圖20和圖21示出了按照本發明所述方法而得出的帶材出口軋制壓力 橫向分布與按照傳統方法所得出的帶材出口軋制壓力橫向分布情況。可以看出，采用本發明所述方法，帶材出口軋制壓力橫向分布要比采用傳統方
法均勻得多(前者最大值為1910、最小值為1610，差值僅為300;而后者 最大值為1980，最小值為1420，差值達到560)，這說明采用本發明所述 方法大大提高了軋制壓力的均勻程度，降低了色差缺陷發生的概率，軋制 壓力橫向分布不均勻度從560降低到300，下降了 46.4%。
本實用新型的技術內容及技術特點已揭示如上，然而可以理解，在本 實用新型的創作思想下，本領域的技術人員可以對上述結構作各種變化和 改進，但都屬于本實用新型的保護范圍。上述實施例的描述是例示性的而 不是限制性的。
權利要求
1、一種二次冷軋機組生產帶材的平整方法，所述機組包括第一機架和第二機架，每個機架包括工作輥、中間輥和支撐輥，其特征在于，包括以下步驟(A)確定待軋制的帶材的軋制工藝參數和冷軋機組的設備參數；(B)將步驟(A)中確定的參數輸入到控制運算器中，按照建立的計算模型及控制目標函數得出軋制工藝設定值；(C)根據得出的軋制工藝設定值進行二次冷軋工藝。
2、 根據權利要求1所述的帶材的平整方法，其特征在于，所述步驟 (B)包括(a) 確定第一機架和第二機架工作輥的原始表面粗糙度的設定值；(b) 根據確定的工作輥的原始表面粗糙度的設定值確定第一機架和 第二機架的延伸率分配系數；(C)確定帶材在二次冷軋機組的前中后三段張力以及第一機架和第二 機架的軋制壓力；(d)確定第一機架和第二機架的彎輥力以及中間輥竄動量。
3、 根據權利要求1所述的帶材的平整方法，其特征在于，所述步驟 (A)中的待軋制的帶材的軋制工藝參數包括帶材來料的厚度橫向分布值A;來料板形的橫向分布值A.;帶材的寬度^;延伸率設定值^;機架 間延伸率分配系數允許極限值lx，《柚；帶材來料粗糙度^"—;成品帶材要求粗糙度^一、第一機架和第二機架工作輥的軋制長度；^;第一機架和第二機架的工作輥所允許的最大軋制長度^max，Amax。
4、 根據權利要求1所述的帶材的平整方法，其特征在于，所述步驟(A)中的冷軋機組的設備參數包括第一機架和第二機架工作輥直徑 A"A^;第一機架和第二機架中間輥直徑"W，"m2;第一機架和第二機架支撐輥直徑"61，^>2;第一機架工作輥、中間輥以及支撐輥的輥型分布^lw''，AM ，^^ ;第二機架工作輥、中間輥以及支撐輥的輥型分布AAw'，AA ，AD2w;第一機架和第二機架工作輥的輥身長度4"化2;第一機架和第二機架中間輥的輥身長度41，42 ;第一機架和第二機架支撐輥的輥 身長度A"A"第一機架和第二機架工作輥壓下螺絲中心距U^;第一機架和第二機架中間輥壓下螺絲中心距L，L;第一機架和第二機架支撐輥壓下螺絲中心距^，^;第一機架中間輥許用最大竄動量《皿；第二機架中 間輥許用最大竄動量《皿；第一機架工作輥與中間輥的最大彎輥力《:皿、4圃ax 、 S+國ax 、 ;第二機架工作輥與中間輥的最大彎輥力Gw腿、醒x 、U2mn]ax 、 "2爪max n
5、根據權利要求1-4中任一權利要求所述的帶材的平整方法，其特征 在于，步驟(a)中第一機架和第二機架工作輥的原始表面粗糙度設定值 的確定采用以下步驟(al)建立各個機架的延伸率5與延伸率分配系數^之間的函數關系，(a2)根據機組的設備參數及現場軋制參數，找出工作輥表面粗糙度 ^'-。〃,'的衰減系數& ，并建立軋制過程中各工作輥表面粗糙度W^〃!'與軋制 長度A、軋輥表面原始粗糙度^^。，之間的關系模型氣,"=氣脂 e—；(a3)根據現場軋制參數，建立各個機架出口處帶材的表面粗糙度 ^鄉與軋輥表面粗糙度^r。"、來料原始粗糙度^"一以及延伸率s等主要軋制工藝參數之間的關系模型(a4)將相關參數值代入相關模型以組成一個方程組，解出第一機架 和第二機架工作輥原始表面粗糙度的設定值^^。，。
6、根據權利要求5所述的帶材的平整方法，其特征在于，步驟(a4) 中代入關系模型的參數值為兩組，即丄1=()、丄2=0、^鯽二^鄉'以及A =丄i服x 、丄2 =丄2max 、^ =《min 、^aw":p = ^aw";pl 。
7、根據權利要求1-4中任一權利要求所述的帶材的平整方法，其特征 在于，步驟(b)中的第一機架和第二機架的延伸率分配系數的確定包括 以下步驟(bl)根據第一機架和第二機架的工作輥原始粗糙度的設定值W^。自構造出當前狀態下成品帶材的表面粗糙度的計算模型 ^"鄉=/ (", ,氣"o );(b2)將實際工作輥軋制公里數^、軋輥表面原始粗糙度^"w、成 品帶材的表面粗糙度^^—代入模型，求出相應的延伸率分配系數l
8、根據權利要求1-4中任一權利要求所述的帶材的平整方法，其特征 在于，步驟(c)中的帶材在二次冷軋機組的前中后三段張力以及第一機 架和第二機架的軋制壓力的確定包括以下步驟(cl)給定第一機架和第二機架張力的初始設定值Z。^4^^以及相應的迭代精度；(c2)計算出當前張力及延伸率分配系數《下所對應的第二機架的軋 制壓力橫向分布值&'，以及第二機架的前張力橫向分布值。2'';(c3)計算板形與表面質量綜合控制目標函數 WY、" , (max(cr21,) — min(cr21,》 (max(fe) — min(^》其中，^為加權系數； (c4)判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變張力設定值，重復 上述步驟(cl)至步驟(c3)，直至Powell條件成立，結束計算，得出最 佳張力設定值；(c5)根據延伸率分配系數、總延伸率及計算得出的三段張力設定 值得出相應的軋制壓力設定值。
9、根據權利要求8所述的帶材的平整方法，其特征在于，在步驟(c ) 中將彎輥力設在基態，即<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 5</formula>而中間輥竄輥量設定為0,
10、根據權利要求1-4中任一權利要求所述的帶材的平整方法，其特征在于，步驟(d)中第一機架和第二機架的彎輥力以及中間輥竄動量的確定包括以下步驟(dl)給定第一機架和第二機架的彎輥力與竄輥量的初始設定值 z。MLAd人2,《,W以及迭代精度、(d2)計算出當前張力及延伸率分配系數《及彎輥與竄輥條件下所對應的第二機架軋制壓力橫向分布值&、第二機架前張力橫向分布值^'';(d3)計算板形與表面質量綜合控制目標函數<formula>formula see original document page 5</formula>其中，"2為加權系數； (d4)判斷Powell條件是否成立，若不成立，改變彎輥力與竄輥量的 設定值，重復上述步驟(dl)至步驟(d3)，直至Powell條件成立，結束 計算，得出最佳彎輥力與竄輥設定值。
全文摘要
本發明提供了一種二次冷軋機組生產帶材的平整方法，該方法通過合理設定第一和第二機架工作輥表面粗糙度以及延伸率的分配系數來控制帶材的表面粗糙度，并以成品帶材前張力與軋制壓力橫向分布都均勻作為目標合理設定彎輥力、竄輥量、機架前中后三段張力來控制成品板形及其它可能產生的表面缺陷，形成了一套有效改進的二次冷軋機組高光亮鏡面板平整技術。本發明原理清晰明了，根據得出的軋制工藝設定值進行的二次冷軋工藝生產順利，經平整的帶材板形與表面質量都很高，并且計算速度快，適于在線使用。
文檔編號B21B37/30GK101513647SQ20081003380
公開日2009年8月26日 申請日期2008年2月22日 優先權日2008年2月22日
發明者史祖良, 吳首民, 居天成, 良 李, 李秀軍, 晶 蔡, 堅 虞, 賈復生, 杰 陳 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司