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,-1,1V 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