半无头热连轧动态变规格过程轧制规程优化

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2006.01.019 第28卷第1期 北京科技大学学报 Vol.28 No.1 2006年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2006 半无头热连轧动态变规格过程轧制规程优化 李洪翠1,2)唐 荻2》宋勇2) 1)济南钢铁集团总公司.济南2501012)北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083 摘要为了在短时间内顺利实现带钢规格的变换，提高变规格过程的稳定性，提出了一种等压 下系数的动态变规格规程设计策略和原理，给出了设计计算实例，与常规规程设计策略计算结果 进行了对比，并对过渡过程各机架轧制力和出口厚度的波动进行了仿真计算.结果表明，新策略对 提高变规格过程的稳定性，减少变规格机架对逆流机架的影响和干扰有着显著的作用， 关键词热连轧：半无头轧制；动态变规格；规程；优化 分类号TG333.7 薄板坯连铸连轧工艺的最新技术进展之一就 是半无头热连轧技术的出现，该技术以生产超薄 1常规动态变规格策略简述 带钢为主，目前世界上比较有代表性的半无头生 动态变规格的主要困难在于在极短的时间内 产线是SMS在德国Thyssen-Kruppe公司、 由一个规程变到另一个轧制规程，辊缝和速度要 MDH-三菱在荷兰HOOGOVENS工厂以及三菱 做大幅变化.如果不按合适的规律的变化，势必 一达涅利公司在我国唐钢建设的半无头轧制生产 引起机架间张力（对热连轧来说主要是套量）的大 线.唐钢的生产线于2003年1月投产，这是国内 幅变化，严重时可能导致断带或折叠进入轧机而 第一条半无头热连轧生产线，其后马钢、连钢也采 造成事故. 用了半无头工艺.但目前该技术还不够成熟，各 为了尽快实现从前一规程向后一规程的平稳 厂生产超薄带钢的比例仍然很有限[12]】 过渡，并保证轧制顺利进行，同时为了尽量减少过 要实现半无头轧制工艺超薄带钢的生产，在 渡区的长度，需要定量计算随变规格点沿轧制线 轧制过程中在不停轧机的情况下实现带钢规格的 推移到各机架时各机架辊缝和辊速的改变量 变换是关键的技术，动态变规格过程是一个复杂 在辊缝和辊速的设定模型方面已有前人做了 的变化过程.在这个过程中各机架的辊缝和速度 大量工作，且主要集中在冷轧方面.冷连轧动态 将进行多次调整，各机架的轧制力等参数也将变 变规格设定一般都是从分析连轧张力理论着手 化，各机架出口厚度也不可避免的发生波动，存在 日本有村3)等从恒张力观点出发，引用描述连轧 着一个从前一规格到后一规格之间的厚度楔形区 动态关系的张力积分方程，导出了△w:=△+1的 或叫过渡区.过渡区的长度取决于轧机完成辊缝 连轧速度设定计算公式，把基本轧制理论公式进 偏差给定和速度偏差给定的时间，即取决于压下 行泰勒级数展开，取其一次项使其线性化的方法， 和主机速度等的动态响应时间，当然与变规格策 由此建立了冷连轧动态变规格控制模型.文献 略也很有关系.一般过渡区长度约为20m,属厚 [4]提出以速度平衡方程作为动态变规格控制方 度非合格区.因此，如何提高变规格过程的稳定 程，采用轧制理论非线性公式直接计算的方法，联 性，减少过渡区的长度是动态变规格策略要考虑 解变形区基本方程，按顺流方式求解各机架辊缝 的重要内容.本文从动态变规格轧制规程的优化 和辊速设定变更值.文献[5]中用其推导的连轧 方面做了研究 张力方程与轧制参数公式联解，获得了各机架的 设定参数变化规律.文献[6]从变张力观点出发， 收稿日期：2004-12-20修回日期：2005-03-17 采用轧制理论公式线性化的方法，考虑到机架间 基金项目：国家技术创新课题(No.01BK-099-03) 作者简介：李洪翠(1973一，男，工程师，硕士研究生：府获 张力传递的影响，建立逆轧制线动态规格变换设 (1955一).男，教授.博士 定模型.文献[7]提出在半无头热连轧动态变规 格过程中按恒张力和恒速度原则进行辊缝和辊速

2 8 1 第 卷 第 期 i 2 0 0 年 月 6 北 京 科 技 大 学 学 报 u J o r a n l f U o i v n e s r i t f O y S c i e n c e a n T d e e n h o l o g y i g 劝 e n B V o l 。 N 2 8 o . l J a n . 2 0 0 6 半无 头热连轧动态变规格过程轧制规程优化 李洪 翠 ` , 2 ) 唐 获 2 ) 宋 勇“ ) l) 济南钢铁集团 总公 司 , 济南 2 5 0 101 2 ) 北京科技大学高效轧制 国家工程研 究中心 , 北京 10 0 0 83 摘 要 为了在短时间内顺利实现带钢规 格的变换 , 提 高变规格过程 的稳定性 , 提出了一种等压 下 系数的动态变规格规程设计策略和原理 , 给 出了设计计 算实例 , 与常规规程设计策 略计算结果 进行了 对 比 , 并对过 渡过程各机架轧制力和出 口厚度的波动进行 了仿真计算 . 结果表明 , 新策略对 提高变规格过程的稳定性 , 减少变规格机架对逆流机架的影响和干扰有着显著的作用 . 关链词 热连轧 ; 半无头轧制 ; 动态变规格 ; 规程 ; 优化 分类号 T G 3 3 . 7 薄板坯连 铸连轧工 艺的最 新技术进 展之一就 是半无头热连 轧技 术 的出现 , 该技 术以 生 产 超薄 带钢 为主 . 目前世 界上 比较有 代表 性 的半 无头 生 产 线 是 S M S 在 德 国 T h y s e n 一 K r u p p e 公 司 、 M D H 一三 菱在 荷兰 H O O G O V E N S 工 厂 以 及三 菱 一达涅 利公司在我国唐钢建设 的半无 头轧制生产 线 . 唐钢的生产线于 2 0 0 3 年 1 月投产 , 这是 国 内 第一条 半无头热连轧生 产线 , 其后 马钢 、 涟钢 也采 用 了半 无头工 艺 . 但 目前该 技 术还 不 够成 熟 , 各 厂 生产超 薄带钢 的比例仍 然很有 限 [ `创 . 要 实现半无 头 轧制工 艺超 薄带钢的生 产 , 在 轧制过 程中在不停轧机 的情况下 实现带钢规 格的 变换是 关键的技术 . 动态变规 格过 程是一个 复杂 的变化过 程 . 在这个过程中各 机架的辊缝 和速度 将进行多次调 整 , 各 机架 的轧制 力 等参数 也将 变 化 , 各机 架出 口厚 度也不可避 免 的发生波动 , 存在 着一个从 前一规 格到后一规 格之 间的厚度楔 形区 或 叫过 渡区 . 过 渡 区的长度取 决于 轧机完 成辊 缝 偏差给定 和速 度偏 差给定 的时 间 , 即取决 于 压下 和主机速度等的动 态响 应 时 间 , 当 然与变规格 策 略也很有 关系 . 一般过 渡 区 长 度 约为 20 m , 属 厚 度非 合格 区 . 因此 , 如何提 高变 规 格过 程 的稳 定 性 , 减少过 渡 区的长 度是 动 态变规 格策略 要考 虑 的重要 内容 . 本文从动 态变规 格轧 制规程 的优 化 方面做了研究 . 收稿 日期 : 2 0 0 4 一 12 一 2 0 修回 日期 : 2 00 5 一 0 3 一 17 墓金项 目: 国家技术创新课题 ( N o . 01 B K 一 09 9 ~ 0 3) 作者简 介 : 李 洪 翠 ( 19 7 3一 ) , 男 , 工 程 师 , 硕 士 研 究 生 ; 唐 荻 ( 19 5 5一 ) , 男 , 教授 , 博士 1 常规动态变规格策略简述 动态变规 格的 主要 困难在 于在极短 的时间 内 由一个 规程变 到 另一 个 轧制规 程 , 辊 缝和 速度 要 做大 幅 变化 . 如果 不 按合适 的规律 的变 化 , 势必 引起机 架间张 力 (对热连 轧来说主要是套量 ) 的大 幅变化 , 严重时 可 能导 致 断带 或折 叠 进入 轧机 而 造成 事故 . 为 了尽快 实现从前 一规程 向后一规 程的平稳 过渡 , 并 保证轧制顺利进 行 , 同 时为 了尽量 减少过 渡 区 的长度 , 需 要 定量 计算随 变规 格 点沿 轧制 线 推移到 各机架时各机架辊 缝和辊速 的改变 量 . 在辊缝和辊速的设 定模型方 面 已有前人做了 大量 工 作 , 且主 要 集中在冷 轧 方面 . 冷连轧动 态 变规格设 定一般都是 从分 析连 轧 张 力理 论着 手 . 日本有村 [ 3〕等从恒 张 力观 点 出发 , 引用描述连 轧 动态关系的张力积 分方程 , 导 出了 △ v ` = △坷 、 1的 连轧速度设 定计算公式 , 把 基本轧 制理 论 公式 进 行泰勒 级数展开 , 取其一次 项使其 线性化 的方 法 , 由此 建立 了冷 连 轧动态 变规 格控 制模型 . 文 献 「4] 提 出以速度 平衡 方 程作 为 动态 变 规格控 制 方 程 , 采用 轧制理论 非线性公 式直接计 算的方法 , 联 解变形 区 基本方 程 , 按顺 流 方式 求 解 各机 架辊 缝 和辊速设 定变更 值 . 文 献 「5] 中用其 推 导 的连 轧 张力方程 与轧制参数公 式联解 , 获 得 了各机架的 设定参 数变化规律 . 文 献 仁6] 从变 张力 观点 出发 , 采用轧 制理论 公式 线性 化 的方 法 , 考 虑到 机架 间 张力传递 的影 响 , 建立 逆 轧制 线动 态 规格 变换 设 定模型 . 文献 〔7] 提 出在 半无 头 热 连轧 动态变 规 格过 程 中按 恒张力和 恒速度原 则进行辊缝 和辊速 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2006. 01. 019

Vol.28 No.1 李洪翠等：半无头热连轧动态变规格过程轧制规程优化 ·79· 设定，也取得较好的仿真洁果.文献[7]以国内某 变规格点到达第2机架时，由于第2机架入 厂五机架冷连轧机为例，厚度按分次实现，速度按 口速度和第1机架前张力设定值改变，按逆流调 变规格机架与相邻机架秒流量相等的原则进行设 节方式第1机架的辊速、辊缝必须相应做第2次 定控制，并针对压下系统与主速度系统的响应不 调整；当变规格点到达第3机架时，由于第3机架 同步的问题采取了补偿算法取得较好结果.但所 入口速度和第2机架前张力设定值改变，按逆流 有这些研究都没有提到对变规格轧制规程优化的 调节方式第2机架的辊速、辊缝必须相应做第2 问题. 次调整，由于第2机架辊速的调整，2机架入口速 度改变，为了保证1~2间张力和套量不变，第1 2变规格轧制规程优化的原理 机架的辊速和辊缝必须相应做第3次调整：同理 热连轧的张力和套其的积分方程式为： 当变规格点到达第4机架时，第3机架的辊速、辊 缝做第2次调整，第2机架辊缝和辊速应做第3 (i+1-y,)dt (1) 次调整，第1机架的辊速和辊缝应做第4次调整； Jl,=(w,+-v,)dt (2) 当变规格点到达第5机架时，相应的第4,3,2,1 机架的辊速辊缝也应再调整一次，这样变规格完 式中，E为弹性模量，！为机架间距离，v,为i机 成时，第1机架辊速和辊缝变更5次，第2机架辊 架出口速度，，+，为i+1机架入口速度. 速和辊缝变更4次，第3机架辊速和辊缝变更3 文献[8]从式(1)和式(2)入手，提出按恒张力 次，第4机架辊速和辊缝变更2次，第5机架辊速 和恒速度原则按逆流方式来进行热连轧动态变规 和辊缝变更1次. 格过程的辊缝和辊速设定 从上述分析可以看出，变规格点到达i机架 恒张力方程： 时，i-1机架调整是因为i机架入口速度和i-1 hiti=H:.tbi=Ti (3) 机架本身的前张力要从过渡张力改变为规程Ⅱ的 恒速度方程： 张力设定值所致，而1~i-2机架调整是因为2 v,=o,(1+f)=0,+i(1-fi+i）=vmi+1=V; 一i-1机架入口速度改变所致.如果能保证变 (4) 规格点到达i机架时：一1机架的入口速度不变， 式中，h,为i机架出口厚度，t,为i机架前张应 则从1机架到1-2机架的辊速和辊缝就不用频 力，H:1为i+1机架入口厚度，tb,+1为氵+1机 繁的调整 架后张应力，u为i机架出口速度，w,为机架 分析变规格机架在变规格前后的流量方程： 轧辊线速度，0，+1为i+1机架轧辊线速度，：为 变规格前， 机架前滑值，fb,+1为i+1机架后滑值，+1为 vini,I Hi,I =Voutr,I hi,I (5) i+1机架入口速度 变规格后， 整个变规格过程可具体表示如下： Vint,t Hi,=Vout,Ihi, (6) 前一规格辊速 vo v9 Vg V9 VS 式中，℃m,1为变规格前i机架入口速度，H.1为 第1机架咬入时辊速VV9 vv!V 变规格前i机架入口厚度，vau.!为变规格前i 第2机架咬入时辊速V子VVV!V9 机架出口速度，h,1为变规格前i机架出口厚度， 第3机架咬入时辊速VV?VV!Vg vm,n为变规格后i机架入口速度，HⅡ为变规 第4机架咬入时辊速VV?V?VVg 格后i机架入口厚度，u,!为变规格后i机架 第5机架咬入时辊速VV生V房VV; 出口速度，h.!为变规格后1机架出口厚度 前一规格辊缝 1S9 S9 S$S S3 如果关系式h.n/h.1=H,n/H.1成立，则 第1机架咬入时辊缝S}S9S9S! 根据恒速度的变规格设定原则v,I=vu,I, 第2机架咬入时辊缝S1S;SgS! S3 则式vm.【=va,n成立，即i机架的入口速度可 以保持不变，那么i~1机架出口速度不需要调整 第3机架咬入时辊缝S} S2 S S S3 (不过i-1机架由于前张力设定值的改变，其辊 第4机架咬入时辊缝S引 S S3 S 59 缝和辊速要适当调整) 第5机架咬入时辊缝S{SSS 根据i-1机架的流量方程yn-1,ⅡH,-1,1

V o l . 2 8 N o . 李洪翠等 l : 半无头热连轧动态变规格过程轧制规程优化 设定 , 也取得较 好的仿真 结果 . 文献 〔7 〕以 国 内某 厂五机架冷连 轧机为例 , 厚度按分 次实现 , 速 度按 变规格机架 与相邻机架秒流量相 等的原则进 行设 定控 制 , 并针对 压 下 系统与 主速度 系统 的响应 不 同步的 问题 采取 了补偿 算法取 得较 好结 果 . 但所 有这些研 究都没有提 到对变规 格轧制规程 优 化的 问 题 . 变规格轧制规程优化 的原理 热连轧的 张力和套量 的积分方 程式为 : △一 于{ ( · ; 十 , 一 , ) d , “ ` , 一 { ( · :一 , ) d 。 式 中 , E 为弹性 模量 , l 为机 架间距 离 , 。 , 为 : 机 架出 口 速度 , 斌 十 , 为 乞+ 飞机架入 口 速度 . 文献 「8」从式 l( )和 式 ( 2) 入手 , 提 出按 恒张力 和恒速度 原则按逆流方 式来进行 热连轧 动态变规 格过程 的辊 缝和辊 速设 定 . 恒 张 力方程 : 人 : t f , 二 H 、 , t b , 十 1 = 1 、 ( 3 ) 恒速 度方程 : 二、 t : = 二 。 , ( l + if ) “ 二 : 夕`) 、 1 ( 1 一 几 , 、 1 ) = v 、 , l = 叭 ( 4 ) 式 中 , h ; 为 i 机架 出 口 厚 度 , ft : 为 , 机 架 前 张 应 力 , 月, 门 为 ; 于 1 机架 入 口 厚度 , z b , + 1 为 ; + 1 机 架后张应 力 , : 少。 u 为 i 机 架出 口 速 度 , 二 。 : 为机 架 轧辊线速 度 , : 。 : 、 、 为 , 一 卜 1 机架轧辊 线速度 , if 为 机架前滑值 , 、 几 : 、 , 为 i 一 卜 1 机 架 后 滑值 , 二 、 n , + l 为 i + 1 机架入 口 速 度 . 整个变规格 过程可具体 表示如 下 : 前 一规格辊速 第 1 机架 咬入 时辊速 第 2 机架 咬入 时辊速 第 3 机 架咬人 时辊速 第 4 机 架咬 入日了辊速 第 5 机架咬 入时 辊速 前 一 规格辊缝 第 l 机架咬 入 时辊缝 第 2 机架 咬入 时辊缝 第 3 机架 咬人 时辊缝 第 4 机 架咬 八 时辊缝 第 5 机 架咬 入 时辊缝 v 寸 v 旦 v 旦 v 兮 v 旦 v 旦 v 父 V 玉 v 旦 v 里 v 圣 v 孟 v 父 v 孟 v 圣 v 麦 V 盛 v ; v 呈 s 呈 s 兮 s 父 s 旦 s 耸 s 公 s 三 s 里 s 父 S 查 s 盖 s 旦 S 查 s 三 s 聋 S 麦 s ; s 左 变规 格点 到达 第 2 机 架时 , 由于 第 2 机 架入 口速 度和第 1 机 架前 张 力设 定值改 变 , 按 逆 流调 节方式第 1 机架的辊 速 、 辊 缝 必 须相 应做第 2 次 调整 ; 当变规格点到 达第 3 机架时 , 由于第 3 机架 入 口 速度 和第 2 机 架前 张 力设 定值 改 变 , 按 逆 流 调节方式 第 2 机 架 的辊 速 、 辊 缝 必 须相 应 做 第 2 次调 整 , 由于第 2 机架辊速 的调 整 , 2 机架入 口速 度改变 , 为 了保证 1 一 2 间 张 力和 套量 不变 , 第 1 机 架的辊速和辊 缝 必 须相 应做第 3 次调 整 ; 同理 当变规格点到达第 4 机架时 , 第 3 机架的辊 速 、 辊 缝做 第 2 次 调整 , 第 2 机架辊 缝和 辊速 应做 第 3 次调 整 , 第 1 机架的辊速 和辊缝 应做第 4 次调整 ; 当变 规 格点 到 达第 5 机架时 , 相应 的第 4 , 3 , 2 , 1 机架的辊速 辊缝也应 再调整 一次 . 这 样变规 格完 成时 , 第 1 机架辊速 和辊缝变更 5 次 , 第 2 机架辊 速 和辊缝 变 更 4 次 , 第 3 机 架辊速 和 辊 缝变更 3 次 , 第 4 机 架辊速和 辊缝变更 2 次 , 第 5 机架辊速 和辊缝变 更 1 次 . 从上述分析 可 以 看 出 , 变规 格点 到 达 i 机 架 时 , i 一 1 机 架调整是 因为 i 机架入 口 速 度和 i 一 1 机架本 身的前张力要从过 渡张力 改变 为规程 1 的 张 力设定 值所 致 , 而 1 一 i 一 2 机 架调 整是 因 为 2 一 i 一 1 机 架 入 口 速 度改 变 所 致 . 如 果 能保 证 变 规 格点到达 i 机架 时 i 一 1 机 架的入 口 速度 不变 , 则从 1 机架到 i 一 2 机架的辊 速 和辊 缝就 不 用频 繁的调 整 . 分析 变规格机 架在变规 格前后 的流量方程 : 变规格前 , v I n : , I H : , x = v o u t , , x h ; , x ( 5 ) 变 规格后 , v In ` , 。 H , , n = ” 。 。 , , , n h , , n ( 6 ) 式 中 , 二 Jn , 工为 变规 格前 i 机架入 口 速 度 , H : , I 为 变规 格前 i 机 架入 口 厚 度 , 二 ot1 : , 工 为变规 格 前 i 机架 出 口速 度 , h : , I 为变规 格前 i 机 架出 口 厚度 , 二 Ln , , n 为变 规 格后 ! 机 架 入 口 速 度 , 从 n 为变 规 格后 i 机架入 口 厚 度 , v olt t , , 。 为 变规 格 后 i 机 架 出 口 速度 , h 、 , 1 为变规 格后 i 机 架出口 厚度 . 如果关 系式 h , n h/ , , I 一 H ; , n/ H : , 工成立 , 则 根据 恒 速 度 的 变规 格设 定 原则 二 , n ; , I = 二 。 u , ; , n , 则式 二 、 n , , 工 = 。 i n : , n 成立 , 即 i 机架的入 口 速度 可 以 保持不 变 , 那 么 i 一 1 机架 出 口 速度不需要 调整 ( 不过 i 一 1 机 架 由于 前 张力 设 定值 的改 变 , 其辊 缝和辊速要 适 当调 整 ) . 根据 i 一 1 机 架 的 流 量方 程 vi n ; 一 1 , n H ; 一 , , n 、J, 、 . . 刁 j ` 主,胜 、了f z ` 、 | |一… 0 一 ù气n尸、 ù们` é`n`n- 州川叫一州 VUU n仁气门` 户办z ù勺 55 城引川川

·80· 北京科技大学学报 2006年第1期 =vui-,nh;-1.I,I-1机架的入口速度也不 设备和工艺参数主要依据唐钢热轧带钢半无头生 会改变，则i机架变规格时对1I-2机架的影 产线和实际的轧制规程，精轧入口厚度18mm,规 响被消除，不用再频繁的调整，从而使上游机架轧 程I成品厚度1.20mm,规程Ⅱ成品厚度1.0 制状态保持稳定，大大降低变规格机架变规格过 mm,钢板宽度为1200mm,钢种为Q235B,预压 程对逆流机架轧制状态的干扰（逆流调节方式）， 靠力1000t,变规格时末机架出口速度为8m· 使整个动态变规格过程更稳定，也可明显缩短过 s1.具体见表1~3. 渡区不合格品的长度 表1设备参数 若变规格规程满足条件h5,n/h5.I=h4,Ⅱ= Table 1 Parameters of apparatus h3,Ⅱ/h3,I=h2,n/h2,I,轧制规程按此优化，则 轧辊半径/ 刚度/ 机架间距/ 机架 整个变规格过程中第1机架辊速和辊缝变更2 mm (MN.mm) mm 次，第2机架辊速和辊缝变更2次，第3机架辊速 机架1 380 9.8 5800 和辊缝变更2次，第4机架辊速和辊缝变更2次， 机架2 380 9.8 5800 第5机架辊速和辊缝变更1次.若变规格规程满 机架3 380 9.8 5800 足条件hs,n/h5.I=h4./h4.I=h3,I/h3.I≠ 机架4 300 9.8 5800 h2,Ⅱ/h2,1,则整个变规格过程第1机架辊速和 机架5 300 9.8 5800 辊缝变更3次，第2机架辊速和辊缝变更2次，第 表2常规变规格规程 3机架辊速和辊缝变更2次，第4机架辊速和辊 Table 2 Regular pass-schedule of FGC 缝变更2次，第5机架辊速和辊缝变更1次.考 规程 参数 机架1机架2机架3机架4机架5 虑到热连轧实行微张力轧制，过渡张应力与规程 入口厚度/mm18.008.80 4.00 2.151.45 Ⅱ的张应力差别不大，若直接以过渡张应力值作 规 出口厚度/mm8.804.002.151.451.20 为规程Ⅱ张应力，则每个机架只需变动1次即可. 程 前张应力/mm3.004.80 5.507.00 3.00 3举例 后张应力/MPa1.503.004.805.507.00 入口厚度/mm18.008.103.301.851.25 规 3.1设定计算基础数据及公式 出口厚度/mm8.103.301.851.251.00 程 (1)轧制力(SIMS公式)： 前张应力/MPa3.004.805.507.003.00 后张应力/MPa1.503.004.805.507.00 P=B R'(H-h)QpK (7) (2)前滑模型： 表3优化后的变规格规程（规程I) : Table 3 Optimized pass-schedule of FGC(Schedule I) (8) 机架机架1机架2机架3机架4机架5 (3)辊缝方程： 入口厚度/mm18.008.803.962.221.50 S=h~P-P。 出口厚度/mm8.803.962.221.501.20 (9) Cp 表3是以规程Ⅱ为基础（不变），按照h5,Ⅱ/ (4)流量方程： h5.I=h4,n/h4,I=h3,n=h2,I/h2,1的要求对 Vouthi=viniHi (10) 规程I的第2,3,4机架出口厚度进行微量调整后 式中，B为带钢宽度，mm;R'为轧辊压扁半径， 的数据，当然第5机架出口厚度不变 mm;H为轧前厚度，mm;h为轧后厚度，mm;Qp 3.2计算结果及分析 为考虑轧辊压扁后的外摩擦应力状态系数；K为 表4和表5分别为常规规程和规程优化后变 变形抗力，MPa;f为前滑值；y为中性角；S为辊 规格前后两个规程稳态时的辊缝和辊速值.表6 缝，mm;P为轧制力，kN;Po为预压靠力，kN;Cp 和表7清楚地表明在常规变规格规程下，整个变 为轧机纵向刚度，kN·mm1;voai为i机架出口 规格过程中，第1机架辊速和辊缝变更5次，第2 速度，m's1;h:为i机架出口厚度，mm;vn为i 机架辊速和辊缝变更4次，第3机架辊速和辊缝 机架入口速度，ms1;H,为机架入口厚度，mm. 变更3次，第4机架辊速和辊缝变更2次，第5机 应用文献[5]的设定原理，对一常规变规格过 架辊速和辊缝变更1次，而表8和表9则表明对 程和优化后的规程进行设定计算.计算所采用的 变规格规程优化后，变规格点到达第三机架时1

北 京 科 技 大 学 学 报 ` 年 第 1 期 2 0 0 0 U n O 8 0 八 00 气内 J é凡ù`,、 J 八气ù“ 月斗,乙 规程I 凡O ù气2 规程n 二 气ut 、 一 1 , n h , 一 1 , n , I 一 1 机架 的入 口 速 度 也 不 会改变 , 则 i 机架变规格 时对 1 一 工一 2 机架的影 响被 消除 , 不用再 频繁 的调 整 , 从 而使上游 机架轧 制状态保持稳 定 , 大 大降低 变规 格 机架变规格 过 程对逆 流机架轧 制状 态 的干 扰 ( 逆 流调 节 方式 ) , 使整个动 态变规 格过 程 更稳 定 , 也 可 明显缩 短 过 渡 区不合格品 的长 度 . 若变规格规程 满足条 件 h s , n / h s , 工 = h 4 , n = h 3 , n / h 3 , I = h Z , 1 / h Z , I , 轧制 规 程按 此 优化 , 则 整个 变规 格过 程 中第 1 机 架辊 速 和 辊 缝 变更 2 次 , 第 2 机 架辊速和辊 缝变更 2 次 , 第 3 机架辊速 和辊缝变更 2 次 , 第 4 机架辊速 和辊缝 变更 2 次 , 第 5 机架辊速 和辊缝变更 1 次 . 若变规 格规 程满 足条 件 h s , 1 / h s , 工 一 h 4 , n / h 4 , 工 二 h 3 , n / h 3 , 工 笋 h Z , n /从 , I , 则整 个 变 规 格 过 程 第 1 机 架 辊 速 和 辊缝 变更 3 次 , 第 2 机架辊速和辊 缝变更 2 次 , 第 3 机架辊 速 和辊 缝变更 2 次 , 第 4 机 架 辊速 和 辊 缝变更 2 次 , 第 5 机 架辊 速 和辊 缝变更 1 次 . 考 虑到热 连轧实行微 张 力轧 制 , 过 渡 张 应力 与规 程 H的张应 力差别 不 大 , 若直 接以过 渡张 应 力值作 为规程 1 张应力 , 则每个 机架只需变 动 1 次 即可 . 3 举 例 3 . 1 设 定计算基础 数据及公 式 ( 1 ) 轧制力( S IM S 公 式) : P 二 B 丫R ’ ( H 一 人 ) Q p K ( 7 ) ( 2 ) 前滑模型 : 设备和工艺参数主要 依据唐钢热轧带钢半无头 生 产线和 实际 的轧制规程 , 精轧入 口 厚度 18 m m , 规 程 I 成 品 厚 度 1 . 20 m m , 规 程 1 成 品厚 度 1 . 0 m m , 钢板 宽度 为 i 2 0 0 m m , 钢种 为 2Q 3 5 B , 预 压 靠力 1 0 0 0 t , 变规 格 时 末 机 架 出 口 速 度 为 s m · S 一 ’ . 具体见 表 1 一 3 . 表 1 设备参数 T a b l e 1 aP ar me t e sr o f a P P ar tus 机架 轧辊半径 / 刚度 / ( M N · m m 一 1 ) 机架间距 / 机架 1 机架 2 机架 3 机架 4 机 架 5 5 8 0 0 5 8 0 0 5 8 0 0 5 8 0 0 5 8 0 0 表 2 常规变规格规程 T a b l e 2 R eg u lar P as s · s e b ed ul e o f F G ( : 规程 参数 入 口 厚度 / m m 出口 厚度 / m m 前张应力 / m m 后张应力 / MaP 入 口 厚度/ m m 出 口 厚度 / m m 前张应力 / MaP 后张应力 / M aP 机架 1 1 8 . 0 0 机架 2 机 架 3 机架 4 机架 5 8 . 8 0 4 . 0 0 2 . 15 2 . 1 5 5 . 5 0 1 . 4 5 7 0 0 18 . 0 0 8 10 3 . 0 0 1 . 5 0 4 . 8 0 3 . 3 0 1 . 8 5 5 . 5 0 4 . 8 0 1 . 2 5 1 . 0 0 3 . 0 0 7 . 0 0 表 3 优化后的变规格规程 (规程 I ) T a b l e 3 Op t im i z ed , 5 5 · s c he d u l e o f F G C ( S c h de lu e l ) ( 8 ) 机架 `勺ù J八UnU ( 3) 辊缝方 程 : 入 口 厚度 / m m 出口 厚度 /m m 机 架 1 18 . 0 0 机 架 2 机架 3 机架 4 机架 5 y ’一Rh f 一 8 . 8 0 3 . 96 2 . 2 2 S = h 一 尸 一 尸。 C P 8 . 8 0 3 . 96 2 . 22 1 . 5 0 ( 4 ) 流量方 程 : v ou t , h i = v i n i H 、 ( 9 ) ( 10 ) 式 中 , B 为 带 钢宽 度 , m m ; R ’ 为 轧 辊 压 扁 半径 , m m ; H 为轧前厚度 , m m ; 人 为轧 后厚 度 , m m : Q P 为考虑 轧辊压扁后 的外摩擦应 力状 态 系数 ; K 为 变形 抗力 , M P a ;f 为前滑值 ;y 为 中性 角 ; s 为辊 缝 , m m ; p 为轧制 力 , k N ; p 。 为 预 压靠力 , kN ; e P 为轧机 纵 向刚 度 , k N · m m 一 ’ ; vo ut 、 为 i 机 架 出 口 速度 , m · S 一 ’ ; h 、 为 i 机 架出 口 厚度 , m m ; v in ` 为 i 机架入 口 速度 , m · S 一 ’ ; H 之 为机架入 口 厚度 , m m . 应用文献 〔51 的设 定原理 , 对一 常规变规 格过 程和优 化后 的规 程进行设 定计 算 . 计算所采 用的 表 3 是 以规 程 1 为基 础 ( 不 变 ) , 按 照 h s , n/ h s , 工 二 h 4 , n / h 4 , 工 = h 3 , n = h Z , n / 帆 . 1 的要 求 对 规 程 I 的第 2 , 3 , 4 机架出 口 厚度 进行微量调 整后 的数据 , 当然第 5 机架出 口 厚度 不变 . 3 . 2 计算结果 及分析 表 4 和表 5 分别为 常规规程 和规程优 化后变 规格前后 两个规 程 稳态 时 的辊缝 和辊 速 值 . 表 6 和表 7 清楚 地表 明在常 规 变规 格规 程 下 , 整个 变 规格过程 中 , 第 1 机架辊速 和辊 缝变 更 5 次 , 第 2 机架辊速和 辊缝变 更 4 次 , 第 3 机 架辊速 和 辊 缝 变更 3 次 , 第 4 机 架辊速 和辊缝变 更 2 次 , 第 5 机 架辊速和辊 缝变更 1 次 . 而表 8 和表 9 则表 明对 变规格规 程优 化 后 , 变 规格 点 到 达 第三 机 架 时 1

Vol.28 No.I 李洪翠等：半无头热连轧动态变规格过程轧制规程优化 ·81· 机架轧制已趋于稳定，不再受后三机架变规格过 影响发生轧制波动，整个变规格过程结束，1~4 程的干扰，当变规格点到达第5机架时，前3机架 机架辊速和辊缝设定值只需变更2次，明显降低 轧制过程已不再受其影响，只有第4机架仍受其 了变规格机架对逆流机架的干扰 表4常规规程变规格前后两个规程的辊缝和辊速设定值 Table 4 Gap and speed set-values of the regular pass-schedule of FGC 机架 机架1 机架2 机架3 机架4 机架5 棍缝/mm 7.6y73/6.8478 2.3668/1.3455 0.5085/0.2280 0.8512/0.5126 1.4236/0.8940 速度/(m·s) 0.9564/0.8549 2.0560/2.0367 3.9148/3.8168 6.0550/5.8520 7.6646/7.6067 注：表中“"前为变规格前规程【数据，“/“后为变规格后规程Ⅱ数据 表5规程优化后变规格前后两个规程镪缝和辊速设定值 'Table 5 Gap and speed set-values of the optimized pass-schedule of FGC 机架 机架1 机架2 机架3 机架4 机架5 辊缝/mnm 7.6973/6.8478 2.2977/1.3455 0.7672/0.2280 0.9304/0.5126 1.2435/0.8940 速度/(nms) 0.9564/0.8549 2.0733/2.0367 3.8217/3,8168 5.8562/5.8520 7.6088/7.6067 注：表中“/广前为变规格前规程1数据.“"后为变规格后规程Ⅱ数据 表6常规变规格规程变规格点到达各机架时各机架的辊缝设定变更值 Table 6 Change in gap set-value of the regular pass-schedule of FGC mm 机架 机架1 机架2 机架3 机架4 机架5 变规格点到达第【机架 -0.8779 0 变规格点到达第2机架 0.0313 …1.0120 0 0 0 变规格点到达第3机架 -0.0124 -0.0216 -0.2883 0 0 变规格点到达第4机架 -0.0006 -0.0007 -0,0047 -0.3439 0 变规格点到达弟5杯架 +0.0100 +0.0131 +0.0125 +0.0053 -0.5295 表7常规变规格规程变规格点到达各机架时各机架的速设定变更值 Table 7 Change in speed set-value of the regular pass-schedule of FGC m's- 机架 机架1 机架2 机架3 机架4 机架5 变规格贞到达第【机架 -0.0125 0 0 变规格点到达第2机架 -0.0976 -0.0429 0 0 0 变规格片到达第3机架 +0.0364 +0.0899 +0.0222 0 0 变规格点到达第4机架 +0.0016 +0.0039 +0.0114 -0.0069 0 变规格点到达第5机架 -0.0295 -0.0702 -0.1316 -0.1961 -0.0580 表8优化变规格规程变规格点到达各机架时各机架的辊缝设定变更值 Table 8 Change in gap set-value of the optimized pass-schedule of FGC mm 机架 机架1 机架2 机架3 机架4 机架5 变规格点到达第1机架 -0.8779 0 0 变规格点到达第！机架 +0.0283 -0.9470 0 0 0 变规格点到达第3机架 -0.0052 -0.5343 0 0 变规格点到达第！机架 0 -0.0049 -0.4137 0 变规格点到达第5机架 0 0 0 -0.0041 -0.3495 表9优化变规格规程变规格点到达各机架时各机架的辊速设定变更值 Table 9 Change of speed set-value of optimized pass-schedule in FGC m's I 机婴 机架1 机架2 机架3 机架4 机架5 变规格点到达第1机架 -0.0125 0 0 0 0 变规格点到达第2机架 -0.89ù0 -0.0397 0 0 变规格点到达第3机架 0 +0.0031 -0.0098 0 变规格点到这第4机架 0 +0.0049 -0,0111 0 变规格点到达第5机架 0 0 0 +0.0069 -0.0021

V o l . 2 8 N o . l 李洪翠等 : 半无头热连轧动态变规格过程轧制规程优化 8 l 机架 轧制 已趋 于稳 定 , 不 再受后 三 机 架变 规格 过 程的 干扰 , 当变 规格点到达 第 5 机 架时 , 前 3 机架 轧制 过程 已 不再受其影 响 , 只有 第 4 机 架 仍受 其 影 响发 生 轧制 波 动 , 整 个 变规 格过 程结束 , 1 一 4 机 架辊速和 辊缝设 定 值只 需变更 2 次 , 明显 降低 了变规格 机架对逆流 机架的干扰 . 表 4 常规规程变规格前后两个规程的辊缝和辊速设定值 T a b l e 4 G a P a n d s eP e d s e t · v a l ues o f t h e r ge u l a r P as 一 s e h de u l e o f F ( ;C 机 架 机 架 1 机架 2 机架 3 机架 4 机架 5 辊缝 / “ “ n 速度 (/ m · 、 ` ) 7 . 69 7 3 / f , . 8 4 7 8 () . 9 5 6 4 / 《) . 8 5 4 9 2 . 36 6 8 / 1 . 3 4 5 5 2 . 0 56 0 / 2 . 0 3 6 7 0 . 5 0 8 5 / 0 . 2 28 0 3 . 9 14 8 / 3 . 8 1 6 8 0 . 8 5 1 2 / 0 . 5 12 6 6 . 0 5 5 0 / 5 . 8 52 0 1 . 4 2 3 6 / 0 8 9 4 0 7 . 6 6 4 6 / 7 . 6 0 6 7 注 : 表 中 “ / ” 前 勺变规格前规程 I 数据 , “ / ” 后 为变规 格后规程 1 数据 表 5 规程优化 后变规格前后两个规程辊缝和辊速设定值 T a b l e 5 G a P a n d s P创刘 肥t 一 v a l u 韶 o f t h e OP t im i即d Pa ss , s hc ed u l e o f F G C 机架 机架 1 机架 2 机架 3 机架 4 机架 5 辊缝/ n ,。 : 速度八 n l · S ` ) 7 . 6 9 7 3 / 6 . 8 47 8 0 . 9 5 6 4 / 0 . 8 54 9 2 . 2 9 7 7 / 1 . 34 5 5 2 . 0 7 3 3 / 2 . 0 3 6 7 0 . 7 6 7 2 / 0 . 2 2 8 0 3 . 8 2 1 7 / 3 . 8 1 6 8 0 . 9 30 4 / 0 . 5 1 2 6 5 . 8 56 2 / 5 . 8 5 2 0 1 . 2 4 3 5 / 0 . 8 94 0 7 . 6 0 8 8 / 7 . 60 6 7 注 : 表 中 “ `” 前 为变规格 前规程 工数据 , “ / ” 后 为变规格后 规 程 U数据 表 6 常规变规格规程变规格点到达各机架时各机架的辊缝设定变更值 T a b l e 6 〔 ` h a n 罗 i n g a P s e t · v a l u e o f t h e r e g u l a r P aS 一 s c h e d u l e o f F G ( ! n 胜 m 机架 机 架 1 变规格点到达 第 l 机架 变规格点 到达 第 2 机架 变规格点 到达 第 3 机架 变规格 点到达 第 4 机架 变规格 ` 汽到 达第 5 机架 一 0 . 8 7 7 9 () . ( )3 1 3 一 0 . 0 12 4 一 0 . 0 0 0 6 + 0 . 0 10 0 机架 2 O 一 1 . 0 12 0 一 0 . 0 2 1 6 一 0 . 0 0 0 7 + 0 . 0 13 1 机 架 3 0 0 一 0 . 2 8 8 3 一 0 . 0 0 4 7 + 0 . 0 12 5 机架 4 0 O 0 一 0 . 3 4 3 9 + 0 . 0 0 5 3 机架 5 0 0 O 0 一 0 . 5 2 9 5 表 7 常规变规格规程变规格点到达各机架时各机架的辊速设定变更值 T a b l e 7 C h a此 e i n s p e ed se t · v a l u e o f t he r 馆u l a r P as s 一 s e h ed u l e o f F G C n l 一 S 机 架 机架 1 变规格汽到 达 第 l 机架 变规格点 到 达第 2 机 架 变规格 . 汽到 达 第 3 机 架 变规格点 到 达 第 4 机 架 变规格点 到 达 第 5 机 架 一 0 . 0 12 5 一 0 . 0 9 7 6 十 0 . 0 3 6 4 + 0 . 00 1 6 一 0 . 0 2 9 5 机架 2 0 ( ) . 0 4 2 9 机架 3 0 0 + () 0 8 9 9 0 0 3 9 机架 5 0 0 0 0 . 0 70 2 + 0 . 0 2 2 2 + 0 . 0 1 1 4 一 0 . 1 3 1 6 机架 4 0 0 0 一 0 . 0 0 6 9 一 0 , 19 6 1 0 一 0 . 0 5 8 0 表 8 优化变规格规程变规格点到达各机架时各机架的辊缝设定变更值 T a b l e 8 C h a n g e i n g a P s e t · v a 且u e o f t he o p t亩m i z ed Pa s s · s e h ed “ I e o f F 《义) r n m 机 架 机架 1 机架 3 机架 5 变规 格点 到达 第 1 机架 变规格 点到 达 第 2 饥架 变规格点到 达 第 3 机架 变规 格点到 达第 4 机架 变现格点到达 第 5 机架 一 0 . 8 7 7 9 + 0 . 0 2 8 3 ( ) 0 O 机 架 2 O 0 9 4 7 0 0 . ()0 5 2 0 0 () 0 一 0 . 5 34 3 一 ( ) . 0 0 4 9 0 机架 4 0 0 0 一 O , 4 1 3 7 一 0 . 0 04 1 0 0 0 0 一 0 . 3 49 5 表 , 优化变规格规程变规格点到达各 机架时各机架的辊速设 定变更值 T a b l e 9 C h a n ge o f s碑 de s e t · v a l u e o f o P t im i z e d Pa s s · s e h de u l e i n F G C 机 架 机 架 1 机架 2 机 架 3 变规 格 叔到达 第 l 机架 变 规 格点到 达 第 2 机 架 变规 格点到 达 第 3 叽架 变规格点到 达第 4 机架 变规 格点到 达 第 5 机 架 一 0 . 0 12 5 一 0 . 8 9 0 0 0 () 0 0 一 0 . 0 3 9 7 十 龙) , 0 0 3 1 0 O 0 0 一 〔) . 0 0 9 8 + 0 . 0 0 4 9 0 机架 4 0 0 O 机架 5 0 0 一 0 . () 1 1 1 + 0 . 0 0 6 9 0 0 一 0 . 0 0 2 1

·82 北京科技大学学报 2006年第1期 3.3过渡过程仿真结果 (hu4,1/hu4,1=0.8620)接近相等，近似满足关 以上设定计算结果为静态计算值，没有考虑 系式h4,n/h4,I=hut,4n/ho.I, 轧机压下和主机速度等系统的动态响应.为了进 8.12 一步了解规程优化前后变规格点到达每一机架时 各机架的轧制力、厚度等参数的波动，现引入轧机 --h12 8.11 h13 液压压下和主机速度系统的响应函数来进行仿真 h14 h15 计算. 8.10 在实际研究中，液压压下和主机速度系统一 般可简化为一阶或二阶系统.某厂液压压下系统 和主机速度系统用二阶系统描述的传递函数分别 为： 8.0R 0.005 0.105 0.205 液压压下， 时间s 20000 图2规程优化前变规格点到达2一5机架时1机架出口厚度 G(s=,2+200s+20000 (11) 变化 主机， Fig.2 Gauge change of the first stand during FGC in 2-5 800 stands with the regular pass-schedule strategy G(s)=2+405+800 (12) 22.80 引入主机和压下系统的动态响应后，对动态变规 p12 p13 格过程做仿真计算，仿真结果如图1~6所示. 22.65 从图1和图2可以看出，规程优化前变规格 点到达第5机架时，第1机架轧制力仍出现100 R22.50L 234 ~200kN的变动，出口厚度也出现0.02mm左右 的波动，第三机架出口厚度则出现0.04mm左右 22.35 的波动；规程优化后，变规格点到达第3~5机架 时1机架轧制力和出口厚度不再波动，变规格点 228900s 0.105 0.205 到达第5机架时，第三机架出口厚度也不再波动， 时间s 很好地验证了设定计算结果.其中第4机架变规 图3 规程优化后变规格点到达2~5机架时1机架轧制力 格时第一机架轧制力和出口厚度基本稳定，原因 变化 也在于优化前的变规格规程机架4的入口厚度之 Fig.3 Foree change of the first stand during FGC in 2-5 stands with the optimized pass-schedule strategy 比(hn4,n/h,1=0.8605)和出口厚度之比 22.8r 8.12r p12 -h12 22.7 2= -h13 D14 811 3 pl5 -hIs 差2n.61 3 4 22.5 2 234 8.09 22.4 22.30 01 0105 0.205 时间s 时间作 留1规程优化前变规格点到达2~5机架时1机架轧制力 图4规程优化后变规格点到达2一5机架时1机架出口厚度 变化 变化 Fig.1 Force change of the first stand during FGC in 2-5 stands Fig.4 Gauge change of the first stand during FGC in 2-5 with the regular pass-schedule strategy stands with the optimized pass-schedale strategy

· 8 2 · 6 0 0 北 京 科 技 大 学 学 报 年第 期 1 2 O - 了 Q 0 八入 O 侧殴遥已 3 . 过 渡过程仿真结果 3 以上设 定计算结 果 为静 态计算值 , 没有 考虑 轧机压下 和主机速度 等系统 的动 态响应 . 为 了进 一步 了解规 程优化 前后 变规 格点到达 每一机架时 各机架的 轧制力 、 厚度等参数的波动 , 现 引入轧机 液 压压下和 主机速度 系统的响应 函数来进行仿真 计算 . 在 实际研 究 中 , 液 压压 下和 主 机速 度 系统 一 般可简 化为一 阶或二 阶系统 . 某厂 液压 压下 系统 和主机速度系统用 二 阶系统描述 的传递 函数分别 为 : 液 压压下 , ( h 。 ut4 , n / h 。 ut4 , I 二 0 . 8 6 2 0) 接近 相等 , 近 似满足关 系式 h i n4 , 1 / h 、n4 、 工 二 h 、 , ; 1 / h ou t4 . I · 08 L e 0 . 0 0 5 0 . 105 0 卜 2 0 5 时间 s/ G ( , ) = 2 0 0 0 0 5 2 + 2 0 0 5 + 2 0 0 0 0 ( 1 1 ) 主机 规程优化前变规格点到达 2 一 5 机架时 1 机架出 口 厚度 8 0 0 一 5 2 + 4 0 5 + 5 0 0 S扭 n d s aG u g e e h a n g e o f the n 招 t s t a n d d州 n g F GC i n Z 一 5 w i t h t h e r e g u lar P翻昭 一 s e h de lu e s tar t e g y G ( : ) ( 12 ) 引入 主机和压 下 系统 的 动态 响应 后 , 对 动态 变规 格过 程做仿真计算 , 仿 真结果如图 1 一 6 所 示 . 从图 1 和 图 2 可 以看 出 , 规 程优 化前 变规格 点到达 第 5 机架时 , 第 1 机 架轧制 力 仍出 现 1 0 一 2 0 0 k N 的变动 , 出 口厚度也 出现 0 . 02 m m 左右 的波 动 , 第三机 架 出 口厚 度 则 出现 0 . 04 m m 左 右 的波动 ; 规程优化后 , 变规 格 点到 达 第 3 一 5 机架 时 1 机 架轧制力和 出 口 厚 度不 再 波动 , 变规 格点 到达 第 5 机架 时 , 第三机 架 出 口厚度也不再 波动 , 很好地 验证 了设 定计算结 果 . 其 中第 4 机架变规 格时第一机架轧制力 和 出 口 厚度基本 稳 定 , 原 因 也在 于优化前的变规格 规程机架 4 的入 口厚度之 比 ( h ; n4 , n / h in4 , I = 0 . 8 6 0 5 ) 和 出 口 厚 度 之 比 只晃琳之芝\ 2 2 3 5 2 望缸 0 . 10 5 时间 s/ 0 2 0 5 图 3 规程优化后变 规格点到 达 2 一 5 机架 时 1 机 架轧制力 变化 F ig . 3 oF rc e e h 朋g e o f t加 if rs t s t a n d d u d ng F G C i n Z 一 s s t a n ds w i t h th e o P ti而 z 记 P a s s · s e h ed u l e s t ra te gy 侧殴一日 月6 ù了rJ 4 `, 2 2 ,一 只履解砂乙Z7 2 2 3 6 .8 !0俪 时间 s/ 0 . 10 5 0 2 0 5 时间 s/ 图 1 变化 F i g . W i t h 规程优化前变规 格点 到达 2 ~ 5 机架 时 1 机架 轧制力 图 4 变化 F i g . 4 St a n ds 规程优化 后变规格点到达 2~ 5 机架时 1 机架 出口 厚度 1 OF r c e c h a n g e 0 f t he if sr t s t a n d d ur i n g F G C i n 2 一 s s t an d s t h e r e g u l a r Pas s · s c h ed u l e s t ar t e gy aG u罗 e h a n g e o f t h e n sr t s at n d d u d n g F (;C 山n Z 一 5 w i t h t触 o p t i m i z ed P a S . s e hed u l e s t ar t哪罗

Vol.28 No.I 李洪翠等：半无头热连轧动态变规格过程轧制规程优化 ·83· 1.854 4结语 1h34 1.852 本文分析了在常规动态变规格轧制规程条件 -h35 下过渡阶段辊缝和辊速设定值不惭变化的原因， 1.850 首次提出对动态变规格轧制规程进行优化的变规 格规程设计策略，并详细阐明了优化的原理，以实 1848 例进行了优化前后过渡规程的设计计算和比较分 析，并对过渡阶段各机架轧制力和出口厚度的波 18805 0105 0.205 动进行了仿真计算.结果表明，新策略对提高变 时间s 规格过程的稳定性和减少变规格机架对逆流机架 图5规程优化前变规格点到达+，5机架时3机架出口厚度 的影响和干扰有着显著的作用 变化 Fig.5 Gauge change of the third stand during FGC in 4-5 参考文献 stands with the regolar pass-schedule strategy [1}唐获，刘文仲、田荣彬.等.薄板坯连铸连轧技术的新发展 钢铁.2002.37(9)：61 1.852 [】薛凌.薄板坯连铸连轧技术的进展.北京科技大学学报， 2003.25(3):201 1.851÷ 1h34 2—-h35 【3]有村透，臁田正诚.完全连续式冷间压延法)基础理论上 开发.压延研究)进步上最新)压延技术，1973,73(2)：58 1 81850 【4】张树堂，刘玉荣，带钢冷连轧动态变规格数学模型.钢铁， 1980,15(6):34 [5]张进之，郑学锋.梁国平.冷连轧动态变规格设定控制模型 1.849 的探讨，钢铁，1979,14(6)：56 [6】贺毓辛.郭惠久，杨节，冷连轧动态规格变换设定控制模型 45 .105 0.205 的探讨.北京钢铁学院院报，1982,1：54 时间s 7]葛平，王莉，孙一康.冷连轧机的动态变规格过程的计算机 图6规程优化后变规格点到达4,5机架时3机架出口厚度 仿真.北京科技大学学报，2002,24(4)：471 变化 Fig.6 Gauge change of third stand during FGC in 4-5 stands with the optimized pass-schedule strategy Optimization of pass schedule during FGC process in hot strip semi-endless rolling LI Hongcui),TANG Di2),SONG Yong?) 1)Jinan Iron Steei C'o..Jinan 250101,China 2)National Engin.enng Resear Center For Advanced Ruling Technolgy.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083. China ABSTRACT A strategy and principle of the optimization of pass schedule named equal reduction were first proposed in order to reduce the time of Flying Gauge Control (FGC)and improve the stability of FGC pro- cess.An actual example was given,and the changes in rolling force and gauge during FGC were simulated. The results showed that the stability of FGC process can be improved and the influence of the FGC stand on the other upriver stands can be reduced by the proposed pass-schedule strategy. KEY WORDS hot strip rolling;semi-endless rolling;flying gauge change;pass schedule;optimization

V o l . 2 8 N o . l 李洪翠等 : 半无 头热连轧动态变规格过程轧制规程优化 l — 2 — 4 h 3 5 h 3 月 斗妇,n 凸八On ù卜气 刨暨\已日 心一价 ~ 二狱 ;溉二二= 二二 , 二二井戒二` 8 4 8仁 84 6 七 0汪)() 」 (川 0 5 时 间 s/ 0 2 0 5 图 5 规程优化 前变规格点到达 4 , 5 机架时 3 机架 出口 厚度 变化 iF g . 5 G a u g e c ha n 罗 o f 亡h e t h i川 s t a n d d “ r 宜n g F 6 C i n 4 一 5 s t a n d s w i t h t h e r e g o l a r P a s s · s c h de u l e s t r a t e 助 1 8 5 1 烤 l - — 1 1 34 2 — 1 13 5 d ` 饭、 1 1 n 85 超全任/吕 8 4 9 4二 互 _ _ _ _ \ , 一 户汀 - 一 2 84 8 -一 - 一匕一 一 J 一 ~ 一- 上 ~ - 以 _ J 0 ( ) 0 5 () . 10 5 0 2 0 5 时 间 s/ 图 6 规程优化后 变规格点到 达 4 , 5 机架 时 3 机架出口 厚度 变化 F i g . 6 G a u 罗 e h a 雌 e o f t h idr s t a n d d u ir n g F G C i n 4 一 5 s t a n d s w it h t he o p t im i z de P a s s 一 s e h de `且l e s t r a t e 即 4 结语 本 文分析 了在常规动 态变规格 轧制规程条 件 下过 渡阶段辊 缝和 辊 速设 定值 不 断变化 的原 因 , 首 次提 出对 动态变规格 轧制规程进 行优化 的变规 格 规程设计 策略 , 并详 细阐 明了优 化的原理 , 以 实 例 进行 了优化前后过 渡规程 的设 计计算 和 比较分 析 , 并对过 渡阶段 各 机架轧 制力 和 出 口 厚 度 的波 动进 行 了仿 真计 算 . 结 果 表 明 , 新 策略 对提 高变 规格过 程 的稳 定性 和减 少变规格机 架对逆流机 架 的 影响和干扰 有着显 著的作用 . 参 考 文 献 〔1 〕 唐荻 , 刘文 仲 , 田 荣彬 , 等 . 薄板坯 连铸连轧技术的新 发展 . 钢铁 , 2 0 0 2 , 3 7 ( 9 ) : 6 1 「2 〕 薛凌 . 薄板坯 连铸连 轧技术的进展 . 北 京科技 大学学报 , 2 0 ( )3 , 2 5 ( 3 ) : 2 0 1 [ 3 〕 有村透 , 镰 田正 诚 . 完 全连 续式冷间 压 延法 内 基础 理 论 七 开 发 . 压 延研究。 进步 七最新。 压延技术 , 19 73 , 7 3 ( 2 ) : 58 〔4 1 张树堂 , 刘 玉 荣 . 带钢冷连 轧动态变规 格数学 模型 钢铁 , 19 8 0 , 1 5 ( 6 ) : 3 4 「5 ] 张 进 之 , 郑学 锋 , 梁国平 . 冷连 轧动态变规格设定控制模型 的 探讨 . 钢铁 , 一97 9 , 1 4 ( 6 ) : 5 6 〔6 〕 贺毓辛 , 郭惠 久 , 杨节 . 冷连 轧动态规 格变换设定控制模型 的探讨 . 北京钢铁学院院报 , 19 82 , 1 : 54 : 7〕 葛平 , 王 莉 , 孙 一 康 . 冷连轧机 的动 态变规格过程 的计算机 仿真 . 北京科技大学学报 , 2 0 02 , 2 4 ( 4) : 471 O p t irn i z a t i o n o f F , a s s s e h e d u l e d u r i n g F ’ G C p r o e e s s i n h o t s t r ip s e m i 一 e n d l e s s r o lli n g 乙I 肠 : g e u , 1 , 2 ) , 租N (矛D i Z ) , s 〔)N G Y o 1 ) J i n a n l r o n & S、 e o l 〔 ` 0 . , J Ln : l、 2 50 10 1 , 〔 ` h , n a 2 ) N a t lo n 。 } E r l g 、 n o e r l n g R e s e a r l h C e n t e r OF r A d v a n e e d C ! 、 In a , , 9 2 ) R 〔 ) 1l i n g T e e h n o l o g y , U n , v e 。 , r y o f S c : e n e e a n d T e e h n o l姐y B e , J ; n g , 价ij i n g 10 00 8 3 , A BS T R A C T A s t r a t e g y a n d p r i n e i p l e o f t h e o p t i m i z a t i ( ) n o f p a s s s e h e d u l e n a m e d e q u a l r e d u e t i o n w e 托 f i r s t p ro p o s e d , n 。 : d e r t o r 。 、 d u e e t h e t i m e o f F l y i n g G a u g e C o n t r o l ( F G C ) a n d i m p r o v e t h e s t a b i li t y o f F G C p or - e e s s . A n a e t u a l e x a rn p l t : w a s g i v e r一, a n d t h e e h a n g e s i r i r o lli n g f o r e e a n d g a u g e d u r i n g F G C w e r e s im u l a t e d . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a , t h e s t a b ili t y o f F G C p r o e e s s e a n b e im p r o v e d a n d t h e i n fl u e n e e o f t h e F G C s t a n d o n t h e o t h e r u p r , v e r s t a n d : 、 e a n b e r e d u e e d b y t h e p r o p o s e d p a s s 一 s e h e d u l e s t r a t e g y . K E Y WO R D S h o t s t r i p r o lli n g ; s e m i 一 e n d l e s s or lli n g ; fl y i n g g a u g e e h a n g e ; p a s s s e h e d u l e : o p t i m i z a t i o n