D0I:10.13374/i.issn1001053x.2001.01.018 第26卷第4期 北京科技大学学报 Vol.26 No.4 2004年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Ag2004 双机架可逆冷连轧机组厚度分配途径 李慧超”蔡庆伍”余伟”杨荃 1)北京科技大学材料学院，北京1000832)北京科技大学机械学院，北京100083 摘要为了提高双机架可逆冷轧机的生产效率和设备安全性，用改进后的综合等负荷函 数法设计了双机架四辊可逆冷轧机轧制规范，通过ANSYS模拟得到了轧辊的最大压扁半径 值，并用其改善了Sto轧制力模型的收敛性，满足了负荷分配的需要.实验表明，该方法将 预报轧制力精度控制在8%以内. 关键词双机架可逆：轧制规程：等负荷函数法：规程优化：仿真 分类号TG331 冷轧板带压下规程的优化方法很多，但大多 解决方案 考虑只是一个目标函数，其他负荷作为约束条 件，计算的结果只能使一种负荷最佳化，而作为 1综合等负荷函数法1 约束条件的其他负荷可能非常接近约束条件极 根据轧制理论可知，轧制压力F,轧制力矩 限，这对轧机安全生产和进一步提高生产率是十 分不利的.尤其对于国家高效轧制中心新建立的 M,功率P,道次压下率ε都是入口厚度h-,出口厚 四辊双机架可逆轧机，在从未进行过轧制实验的 度h的函数，记做(h,),表示第架轧机的负荷 情况条件，如果用总功率最小法或各种等负荷法 函数.如果(h,h,)(=1,2,…,n)都是二元连续函 时，有可能对设备造成损坏，综合等负荷函数法 数且满足单调性条件，则有： 引入各机架轧机多种负荷储备率最小值均衡的 min(max [f (h-1,h)i=1,2,,n])= 思想及对富余系数的概念，可使各机架处于薄弱 maxfmin [f (h1,h)i=1,2,,n]) (1) 式()的解必然满足等负荷条件： 环节的负荷均衡化，同时可通过对富余系数的改 f(ho h)(h,ha)==f (h,h.) 变灵活调整设备的相对储备率，适应多种需要. (2) 可将负荷函数定义为： 轧制规程对轧制而言是重要的一个环节，而 f (h1,h)=minfar(F-F:)/F,au(Mu,-M)/Mi, 双机架可逆轧制过程与连轧有显著的不同，连轧 的总轧制道次是已知的，而四辊双机架可逆轧机 ar(P.-P.)/Pu,a(Eu-E)eu,a,(nu-n)/ni,} (3) 的总轧制道次是不确定的，且总轧制道次应是偶 式中，F,M,Pw,6u,n,分别为第i机架的轧制力、 数道次.由于各规格钢种总轧制道次有很大不 轧制力矩、功率、压下率的最大值、电机转速的允 同，所以必须对综合等负荷函数法中的各种参数 许值：F,M,P,e,n,分别为第机架的轧制力、轧 进行动态调整才能满足需要，综合等负荷函数法 制力矩、功率、压下率、电机转速：α为富余量分配 系数. 是在1980年提出的”，它对优化连轧轧制规程有 较好的效果，但是应用于双机架可逆轧机轧制过 对任一可行性规程均应满足工艺限制条件： 程存在一定的困难.本文就综合等负荷函数法在 0≤F,≤P,;0sMsM,:0≤P≤N;Ewm≤E≤Eamm; 双机架可逆轧机轧制过程中的应用提出了新的 0≤n,≤num, 最佳负荷分配法就是求h(i=1,2,…,n)满足联 收稿日期200309-24李慧超男，27岁，顾士研究生 立方程组： *国家发展和改革委员会资助项目QNo.ZZ02-13B-03-03) (ho,h)=f(h,h2)=.=f (h1,h)=c (4)第 ‘ 卷 第 期 刁年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 几 珑 比 飞 朋】 。 盯 加 一 ‘ 皿乡 双机架可逆冷连轧机组厚度分配途径 李慧超 ‘， 蔡庆伍 ” 余 伟 ” 杨 荃 ” 北 京科技大 学材料学 院 ， 北 京 北 京 科技 大学 机械学 院 ， 北 京 摘 要 为 了提 高双机架 可逆冷 轧 机 的 生 产 效 率 和 设备 安全 性 ， 用 改进 后 的综合等 负荷 函 数法 设 计 了 双 机架 四辊 可 逆冷轧机轧制 规 范 ， 通 过 模拟得 到 了 轧辊 的最大压 扁 半径 值 ， 并用 其 改 善 了 轧 制力 模型 的收敛 性 ， 满足 了负荷 分 配 的 需要 实验表 明 ， 该 方法将 预 报 轧 制 力 精度 控 制 在 以 内 关 键 词 双 机 架 可 逆 轧 制规程 等 负荷 函 数法 规 程 优 化 仿 真 分 类号 冷 轧板 带 压 下 规 程 的优 化 方 法 很 多 ， 但 大 多 考 虑 只 是 一 个 目标 函 数 ， 其 他 负 荷 作 为约 束 条 件 ， 计 算 的结 果 只 能使一 种 负荷 最 佳 化 ， 而 作 为 约 束 条 件 的其他 负荷 可 能 非 常接 近 约 束 条 件 极 限 ， 这 对 轧机 安全 生 产 和 进 一 步提 高 生 产 率是 十 分 不 利 的 尤其 对 于 国家 高效轧制 中心 新 建立 的 四辊双机 架 可 逆 轧机 ， 在 从 未进行 过 轧制 实验 的 情 况 条件 ， 如 果用 总 功率 最 小法 或 各 种 等 负荷 法 时 ， 有 可 能对 设 备造 成 损坏 综合 等 负荷 函数 法 引入 各 机 架 轧 机 多种 负荷 储 备 率 最 小值 均 衡 的 思 想 及对 富余 系数 的概念 ， 可使 各 机 架 处 于 薄 弱 环 节 的负荷 均 衡 化 ， 同 时可 通 过 对 富余 系 数 的改 变 灵 活 调 整 设 备 的相 对 储 备 率 ， 适 应 多种 需 要 轧制 规 程 对 轧 制而 言 是重 要 的一 个 环 节 ， 而 双 机 架 可逆 轧 制 过程 与连 轧 有 显 著 的不 同 连 轧 的总 轧制 道 次是 己 知 的 ， 而 四辊双 机 架 可 逆 轧机 的总 轧 制 道 次 是 不 确 定 的 ， 且 总 轧制道 次应 是偶 数 道 次 由于 各 规 格钢 种 总 轧 制 道 次 有很 大 不 同 ， 所 以必 须对 综合等 负荷 函 数法 中的各种 参 数 进 行 动 态 调 整才 能满足 需要 综 合 等 负荷 函 数 法 是 在 年提 出 的 ‘ ’ ， 它 对 优 化 连 轧 轧 制规 程 有 较好 的效 果 ，但 是应 用 于 双 机 架 可 逆 轧机 轧 制 过 程 存在 一 定 的 困难 本 文 就 综 合 等 负荷 函数法在 双 机 架 可 逆 轧 机 轧 制过 程 中 的应 用 提 出 了新 的 解 决 方 案 收稿 日期 刁 李 慧 超 男 ， 岁 ， 硕 士 研究生 国家发 展 和 改 革 委 员会 资助 项 目困。 一 · 综合 等负荷 函 数法 ” ， 根 据 轧 制 理 论 可 知 ， 轧 制 压 力 ， 轧制 力矩 ， 功率 ， 道 次压 下 率 都是入 口 厚度 人 一 ，， 出 口 厚 度 ，的 函数 ， 记 做厂 、 ， ， ， 表 示 第 架 轧机 的负荷 函 数 如 果厂仇 ，， ， ’ 二 ， ，… ， 都是 二 元 连 续 函 数 且 满 足 单 调 性 条件 ， 则 有 了 ，一 ， ， ，…川 以 ‘一 ， ， ，… 川 式 的解 必 然 满 足 等 负荷 条件 厂 ， 关 ， 凡 … 不 十 ，， 幼 可 将 负荷 函数 定 义 为 厂 ‘一 ， ‘ 嘶， 一只 巩 ， ， 从 ， 一似 彻以 ，， ， 价 只 一只 沪 ‘ ， 久 ‘ 一 叮 ， 、 。 一 伽 。 式 中 ， 只 ， 从 ， ， ， ， ， ， 分别 为第 机 架 的轧 制 力 、 车制 力矩 、 功率 、 压 下 率 的最 大值 、 电机转速 的允 许 值 只 ， 似 ， 只 ， 局， ‘分别 为第 机 架 的轧制 力 、 轧 制 力矩 、 功 率 、 压 下 率 、 电机转速 为 富余量分配 系数 对 任 一 可行 性 规程 均应 满足 工 艺 限制 条件 ‘ 只‘ ， ， ‘ 从 ‘ 从 ‘ 只‘ 从 气，‘ 母‘ 凡 珍兰 ， 最 佳 负荷 分 配 法就 是 求而 ， ， 二 ， 满 足 联 立 方 程 组 厂 ， 执 书 ， ， 棍 一不 。 一 ， DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．04．048