CN103769422B - Vc辊平整机组板形参数设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种VC辊平整机组板形参数设定方法，包括以下步骤：收集设备特征参数和关键轧制工艺参数；给定不均匀度系数的最大许用值；给定目标函数初始值和内外弯辊力及油压的步长；设定内弯辊力寻优中间过程参数的初始值；计算内弯辊力；计算外弯辊力；设定VC辊油压寻优中间过程参数的初始值；计算VC辊油压；计算板形控制手段相对余量不均匀度系数；根据参数特征，选择初始值；输出最优的内弯辊力、外弯辊力、VC辊油压。采用了本发明的技术方案，在充分发挥VC辊油压、内外弯辊力等板形控制手段对板形控制能力的前提下使得平整机前张力横向分布值与辊间压力横向分布值都均匀，在提高成品带材的板形质量的同时也有效的降低轧辊辊耗。

Description

VC辊平整机组板形参数设定方法

技术领域

本发明涉及平整邻域的机组调整方法，更具体地说，涉及一种VC辊平整机组板形参数设定方法。

背景技术

近年来，随着家用电器、汽车、电子、建筑、造船、军工、航天等行业的巨大需求，使得板带生产获得迅猛发展，与此同时，用户对带材平直度公差的要求也日趋严格。为了满足用户的需求，国内外涌现出大量的以控制板形质量为目的的新型轧制设备。一般说来，与普通轧机相比，VC轧机在板形控制方面有两大特点：(1)支撑辊采用VC辊如图1所示，VC辊由芯轴和套筒两部分组成，在芯轴与套筒之间有一个环形的油腔。套筒两端紧密地热装在芯轴上，当油压连续变化时，就会在辊面上获得连续的凸度变化。选择不同的油压，就可获得不同的辊凸度，以补偿轧辊的挠度，实现板形控制。(2)工作辊采用内外弯辊两套弯辊系统，通过内外弯辊液压缸给工作辊轴颈施加内外弯辊力的作用，以机械力的方式，使轧辊发生变形，以抵消轧辊的挠度，控制板形，其受力示意图如图2所示。

这样，对于具有内外弯辊配置的VC辊平整机组而言，其板形控制参数就包括VC辊油压、内弯辊力以及外弯辊力等三部分。以往在VC辊平整机组的生产过程中，对于上述三部分板形控制参数的设定，往往采用的是单独考虑单独设定的策略。但机组的成品板形实际上是VC辊油压、内弯辊力以及外弯辊力等三部分板形参数综合作用的结果。此时如果三部分的板形参数采用单独设定而不是彼此协调的方法则非常容易出现以下三种不良后果：(1)三个部分的板形参数作用出现相互抵消现象，削弱了VC辊油压及弯辊力对板形的控制效果；(2)内外弯辊与VC辊油压设定不协调，综合作用后带来附加局部浪形，影响成品的板形质量；(3)三个部分的板形控制参数在设定过程中出现某个板形控制手段满负荷运行而另外两个则比较小，这样不但影响VC辊及弯辊缸的使用寿命而且也使得偏高部分的板形控制手段没有调节能力。为此，本发明专利经过大量的现场试验与理论研究，充分结合具有内外弯辊配置的VC辊平整机组的设备与工艺特点，以前张力与辊间压力横向分布都均匀为目标，同时将三个部分板形控制手段的相对余量均匀作为约束条件，提出了一种适合于具有内外弯辊配置的VC辊平整机组的板形参数综合优化设定方法，通过对内外弯辊力与VC辊油压等三个部分板形控制参数的综合优化设定，最大程度的发挥各板形控制手段的能力，在提高成品带材的板形质量的同时也有效的降低轧辊辊耗，可以为企业带来较大经济效益。本发明方法的原理清晰明了，计算速度快，适于在线使用。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种VC辊平整机组板形参数设定方法，来解决现有技术中存在的各种不足。

根据本发明，提供一种VC辊平整机组板形参数设定方法，包括以下

步骤：

步骤一，收集设备特征参数和关键轧制工艺参数；

步骤二，给定不均匀度系数的最大许用值；

步骤三，给定目标函数初始值和内、外弯辊力的步长及油压的步长；

步骤四，设定内弯辊力寻优中间过程参数的初始值；

步骤五，计算内弯辊力；

步骤六，设定外弯辊力寻优中间过程参数的初始值；

步骤七，计算外弯辊力；

步骤八，设定VC辊油压寻优中间过程参数的初始值；

步骤九，计算VC辊油压；

步骤十，计算板形控制手段相对余量不均匀度系数；

步骤十一，根据内、外弯辊力寻优中间过程参数特征及VC辊油压寻优中间过程参数特征，选择所述内、外弯辊力寻优中间过程参数的初始值及VC辊油压寻优中间过程参数的初始值；

步骤十二，输出最优的内弯辊力、外弯辊力、VC辊油压。

根据本发明的一实施例，步骤十包括：对板形控制手段相对余量不均匀度系数小于或等于最大许用值的情况，计算当前情况下的前张力横向分布值和辊间压力横向分布值。

根据本发明的一实施例，进一步计算板形与辊耗综合控制目标函数。

根据本发明的一实施例，当前目标函数小于目标函数初始值时，用当前的目标函数替换目标函数初始值，用当前的内弯辊力、当前的外弯辊力、当前的油压替换最优的内弯辊力、外弯辊力和油压。

根据本发明的一实施例，所述油压寻优中间过程参数大于其最大值时，令所述油压寻优中间过程参数加一，并执行所述步骤九，所述油压寻优中间过程参数最大值为其中：p_max为VC辊许用最大油压，Δp为VC辊油压设定步长Δp，Δp＝1.5-2.5Mpa。

根据本发明的一实施例，所述外弯辊力寻优中间过程参数大于其最大值时，令所述外弯辊力寻优中间过程参数加一，并执行所述步骤七，所述外弯辊力寻优中间过程参数最大值为其中：为外弯辊允许最大正弯辊力，为外弯辊允许最大负弯辊力，ΔS为弯辊力的设定步长，ΔS＝1-5t。

根据本发明的一实施例，所述内弯辊力寻优中间过程参数小于其最大值时，则为外弯辊允许最大正弯辊力述内弯辊力寻优中间过程参数加一，并执行所述步骤五，所述内弯辊力寻优中间过程参数最大值为其中：为外弯辊允许最大正弯辊力，为外弯辊允许最大负弯辊力，ΔS为弯辊力的设定步长，ΔS＝1-5t。

采用了本发明的技术方案，在充分发挥VC辊油压、内外弯辊力等板形控制手段对板形控制能力的前提下使得平整机前张力横向分布值与辊间压力横向分布值都均匀，在提高成品带材的板形质量的同时也有效的降低轧辊辊耗。

附图说明

在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是现有的VC辊的结构示意图；

图2是典型VC辊平整机辊系结构及受力图；

图3是本发明VC辊平整机组板形参数设定方法的方法流程图；

图4是本发明VC辊平整机组板形参数设定方法的逻辑流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

与以往VC辊平整机组板形参数设定技术不一样，本发明所述技术的重要创新在于充分考虑到具有内外弯辊配置的VC辊平整机组的设备与工艺特点，在把平整机前张力横向分布值与辊间压力横向分布值都均匀作为优化目标函数、三个部分板形控制手段的相对余量都均匀作为约束条件的前提下，将VC辊油压、内外弯辊力等三个部分的板形控制手段作为一个整体来协调综合控制，而不是单独控制。这样不但可以提高VC辊平整机组的板形控制手段对板形的控制能力，充分发挥各板形手段的作用提高成品的板形质量，而且可以提高轧辊与弯辊缸的使用寿命。为了实现上述目的，本发明拟采用以下技术方案：

如图3所示，一种具有内外弯辊配置的VC辊平整机组板形参数综合设定方法，包括以下步骤：

(a)收集VC辊平整机组的设备特征参数，主要包括：工作辊与支撑辊直径D_w,D_b；工作辊与支撑辊原始辊型分布值ΔD_wi,ΔD_bi；工作辊与支撑辊辊身长度L₁,L₂；工作辊内外弯辊缸距l₂₁,l₂₂；压下螺丝中心矩l₁；内外弯辊允许最大正弯辊力内外弯辊允许的最大负弯辊力VC辊许用最大油压p_max；

(b)收集待综合设定板形参数的带材关键轧制工艺参数，主要包括：来料的厚度横向分布值H_i、来料屈服极限σ_s、来料板形的横向分布值L_i；带材的宽度B；平均后张力T₀；平均前张力T₁、延伸率ε、轧制速度V；

(c)给定板形控制手段相对余量不均匀度最大许用系数η_max，一般η_max＝0.1-0.2；

(d)给定板形与辊耗综合控制函数的初始设定值F₀＝1.0×10²⁰，弯辊力的设定步长ΔS(一般而言，ΔS＝1-5t)、VC辊油压设定步长Δp(一般而言，Δp＝1.5-2.5Mpa)；

(e)设定内弯辊力寻优中间过程参数k₁，并令k₁＝1；

(f)令内弯辊力 $S_1=-S_{1\max }^{-}+k_1\mathrm{\Δ}S;$

(g)设定外弯辊力寻优中间过程参数k₂，并令k₂＝1；

(h)令外弯辊力 $S_2=-S_{2\max }^{-}+k_2\mathrm{\Δ}S;$

(i)设定VC辊油压寻优中间过程参数k₃，并令k₃＝1；

(j)令VC辊油压p＝k₃Δp；

(k)计算板形控制手段相对余量不均匀度系数

$\mathrm{\η}=\max \left\{\right|\frac{p}{p_{\max }}-\frac{S_1}{S_{1\max }^{+}+S_{1\max }^{-}}|,|\frac{p}{p_{\max }}-\frac{S_2}{S_{2\max }^{+}+S_{2\max }^{-}}|,|\frac{S_1}{S_{1\max }^{+}+S_{1\max }^{-}}-\frac{S_2}{S_{2\max }^{+}+S_{2\max }^{-}}\left|\right\};$

(l)判断不等式η≤η_max是否成立？如果成立，则转入步骤(m)；如果不等式不成立，则转入步骤(p)；

(m)计算当前设备特征参数、带材关键轧制工艺参数下，内外弯辊力分别为S₁与S₂、VC辊油压为p时平整机组的前张力横向分布值σ_1i、辊间压力横向分布值q_i，其基本计算步骤如下：

m1)给定平整后带钢的出口厚度横向分布值的初始值h_0i；

m2)利用公式 ${\mathrm{\σ}}_{1i}=T_i+\frac{E}{1-v^2}\[1+\frac{{\mathrm{nh}}_{0i}}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{h}_{0i}}-\frac{{\mathrm{nH}}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{H}_i}-\frac{{\mathrm{nL}}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{L}_i}\],$ (式中,E为带材的弹性模量、v为带材的泊松比、n为横向条元的份数)分别计算出当前厚度横向分布值h_0i下机组的前张力横向分布值σ_1i、后张力横向分布值σ_0i；

m3)利用实用平整轧制压力模型计算出当前厚度横向分布值h_0i、前张力横向分布值σ_1i、后张力横向分布值σ_0i时带材轧制压力横向分布值q'_i。实用平整轧制压力模型如下所示：

${q^{\′}}_i=f\frac{B}{n}$

$f=\frac{{\mathrm{\σ}}_p\·H_i\·(1-{\mathrm{\ϵ}}_i)}{\mathrm{\μ}}\left(\exp \right(\mathrm{\μ}\·L/H_i\left(1-{\mathrm{\ϵ}}_i\right))-1)$

${\mathrm{\ϵ}}_i=\frac{H_i-h_{0i}}{H_i}$

$L=\frac{1}{2}\left(a_{1}ln\right({\mathrm{\ϵ}}_i)+a_0)\[\frac{D_w{\mathrm{\ϵ}}_i\mathrm{\μ}}{2}+\sqrt{{\left(\frac{D_w{\mathrm{\ϵ}}_i\mathrm{\μ}}{2}\right)}^2+2D_w{H}_i{\mathrm{\ϵ}}_i}\]$

σ_p＝k₃·(σ_s+alog₁₀1000e)-(k₁·σ_0i+k₂·σ_1i)

$e\≈\frac{2V}{D_w\mathrm{\μ}}$

式中：f—单位宽度轧制力；

L—轧制变形区中轧辊与带材接触弧长度；

a₀,a₁—平整钢种与工况影响系数，通常-10.0≤a₀≤10.0，-6.0≤a₁≤6.0；

ε_i—带材第i条元延伸率；

μ—摩擦系数；

σ_P—当量变形抗力；

e—应变速率；

k₃—变形抗力影响系数，通常取k₃＝1.15；

a—应变速率系数；

k₁,k₂—前、后张力加权系数，一般而言k₁＝k₂＝0.5。

m4)根据带材轧制压力横向分布值q'_i、辊间压力横向分布值q_i给出内外弯辊力分别为S₁与S₂时工作辊的挠度 $f_{wi}=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_{ij}(q_j-{q^{\′}}_j)-w_{s1i}{S}_1-w_{s2i}{S}_2$

(式中，w_ij为j段载荷引起i段工作辊挠度的影响函数、w_s1i为内弯辊影响函数、w_s2i为外弯辊影响函数)；

m5)根据辊间压力横向分布值q_i给出VC辊型支撑辊的挠度(式中，b_ij为j段载荷引起i段支撑辊挠度的影响函数，b_pi为支撑辊影响函数)；

m6)计算VC辊油压为p时支撑辊的空载凸度，基本模型为：

${\mathrm{\ΔD}}_{bpi}=\mathrm{\η}\frac{(2-v)r_2{r}_1^{2}p}{E(r_2^2-r_1^2)}(a_0-a_1{\left(\frac{x_i}{l-\mathrm{\δ}}\right)}^{m_1}+a_2{\left(\frac{x_i}{l-\mathrm{\δ}}\right)}^{m_2}+a_3{\left(\frac{x_i}{l-\mathrm{\δ}}\right)}^{m_3}+a_4{\left(\frac{x_i}{l-\mathrm{\δ}}\right)}^{m_4}+a_6{\left(\frac{x_i}{l-\mathrm{\δ}}\right)}^{m_6})$

(式中，r₁,r₂为VC辊套筒内外半径；E,ν为VC辊套筒的弹性模量与泊松比；η为VC辊凸度特性系数，η＝0.5-1.0；δ为VC辊材料特性系数，δ＝0.05-0.15；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆为VC辊结构影响系数，a₀＝0.5～1.5、a₁＝2.5～3.5、a₂＝1.5～2.5、a₃＝-0.5～1.5、a₄＝-2.5～3.5、a₅＝-1.5～2.5、a₆＝-0.5～1.5；m₁、m₂、m₃、m₄、m₅、m₆为VC辊凸度指数系数)；

m7)计算带材轧制压力横向分布值q'_i、辊间压力横向分布值q_i计算出内外弯辊力分别为S₁与S₂、VC辊油压为p时VC辊的塌陷位移(式中，s_ij为j段载荷引起i段塌陷位移的影响系数)；

m8)给出VC辊平整机组工作过程中工作辊与支撑辊的变形协调方程： $f_{wi}=-f_{bi}+K_b(q_1-q_i)+K_w({q^{\′}}_1-{q^{\′}}_i)-\frac{{\mathrm{\ΔD}}_{wi}+{\mathrm{\ΔD}}_{bi}}{2}-{\mathrm{\ΔD}}_{bti}-\frac{{\mathrm{\ΔD}}_{bpi}}{2},$ 并计算出相应的工作辊与支撑辊挠度值；

m9)根据工作辊的挠度f_wi计算出平整后带钢的厚度横向分布值h_i，基本公式为 $h_i=h_1-2f_{wi}+\frac{{\mathrm{\ΔD}}_{wi}}{2}-2K^{\′}({q^{\′}}_1-{q^{\′}}_i)$ (式中，K'表示为工作辊与轧件间的压扁系数)；

m10)判断不等式是否成立？如果成立，则转入步骤m11)；如果不等式不成立，则令h_0i＝h_i，转入步骤m2)；

m11)输出内外弯辊力分别为S₁与S₂、VC辊油压为p时平整机组的前张力横向分布值σ_1i、辊间压力横向分布值q_i。

(n)计算出VC辊平整机组的板形与辊耗综合控制函数 $F=\mathrm{\α}\frac{\max \left({\mathrm{\σ}}_{1i}\right)-\min \left({\mathrm{\σ}}_{1i}\right)}{T_1}+(1-\mathrm{\α})\frac{\max \left(q_i\right)-\min \left(q_i\right)}{\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{q}_i}$ (式中，α为加权系数，一般α＝0.3-0.7；n为辊间压力横向条元数)；

(o)判断不等式是否成立？如果成立，则令F₀＝F、最优内弯辊力S_1y＝S₁、最优外弯辊力S_2y＝S₂、最优油压p_y＝p，转入步骤(p)；否则，直接转步骤(p)；

(p)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₃＝k₃+1转入步骤(j)；否则转入步骤(q)；

(q)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₂＝k₂+1转入步骤(h)；否则转入步骤(r)；

(r)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₁＝k₁+1转入步骤(f)；否则转入步骤(s)；

(s)输出最优内弯辊力S_1y、最优外弯辊力S_2y、最优油压p_y。

参照图4，选择2个典型规格产品进行模拟，计算出最佳值，然后再给一个一般情况的实施例。

实施例1

首先，在步骤(a)中，收集VC辊平整机组的设备特征参数，主要包括：工作辊与支撑辊直径D_w＝510mm,D_b＝1400mm；工作辊与支撑辊原始辊型分布值ΔD_wi＝0,ΔD_bi＝0；工作辊与支撑辊辊身长度L₁＝1650mm,L₂＝1620mm；工作辊内外弯辊缸距l₂₁＝2320mm,l₂₂＝3120mm；压下螺丝中心矩l₁＝2720mm；内外弯辊允许最大正弯辊力内外弯辊允许的最大负弯辊力VC辊许用最大油压p_max＝49MPa；

随后，在步骤(b)中，收集待综合设定板形参数的带材关键轧制工艺参数，主要包括：带材来料的厚度横向分布值H_i＝{0.898,0.899,0.899,0.900,0.900,0.900,0.900,0.901,0.901,0.901,0.901,0.901,0.901,0.901,0.901,0.901,0.900,0.900,0.900,0.900,0.899,0.899,0.898}，单位mm；

来料屈服极限σ_s＝250MPa，板形的横向分布值L_i＝0；带材的宽度B＝972mm；平均后张力T₀＝46MPa；平均前张力T₁＝64MPa；延伸率ε＝1.3％，轧制速度V＝291m/min；

随后，在步骤(c)中，给定板形控制手段相对余量不均匀度最大许用系数η_max＝0.1；

随后，在步骤(d)中，给定板形与辊耗综合控制函数的初始设定值F₀＝1.0×10²⁰，弯辊力的设定步长ΔS＝5t、VC辊油压设定步长Δp＝2.5Mpa；

随后，在步骤(e)中，设定内弯辊力寻优中间过程参数k₁，并令k₁＝1；

随后，在步骤(f)中，令内弯辊力 $S_1=-S_{1w\max }^{-}+k_1\mathrm{\Δ}S=-60+5k_1=-60+5=-55;$

随后，在步骤(g)中，设定外弯辊力寻优中间过程参数k₂，并令k₂＝1；

随后，在步骤(h)中，令外弯辊力 $S_2=-S_{2w\max }^{-}+k_2\mathrm{\Δ}S=-60+5k_2=-60+5=-55;$

随后，在步骤(i)中，设定VC辊油压寻优中间过程参数k₃，并令k₃＝1；

随后，在步骤(j)中，令VC辊油压p＝k₃Δp＝2.5k₃＝2.5；

随后，在步骤(k)中，计算板形控制手段相对余量不均匀度系数：

$\mathrm{\η}=max\left\{\right|\frac{2.5}{49}-\frac{-55}{60+60}|,|\frac{2.5}{49}-\frac{-55}{60+60}|,|\frac{-55}{60+60}-\frac{-55}{60+60}\left|\right\}=0.509;$

随后，在步骤(l)中，判断不等式η≤0.1是否成立？显然不等式0.509≤0.1不成立，此时将转入步骤(p)；循环直至k₁＝k₂＝11时，η＝0.093，0.093≤0.1，显然不等式不成立，则转入步骤(m)；

随后，在步骤(m)中，计算当前设备特征参数、带材关键轧制工艺参数下，内外弯辊力分别为S₁与S₂、VC辊油压为p时平整机组的前张力横向分布值σ_1i＝{17.3，30.1，41.7，52.0，61.1，68.9，75.6，80.9，85.1，88.1，89.9，90.4，89.9，88.1，85.1，80.9，75.6，68.9，61.1，52.0，41.7，30.1，17.3}、辊间压力横向分布值q_i＝{6699.5，6792.4，6912.9，7061.1，7236.7，7438.5，7664.7，7871.9，8059.3，8226.6，8373.5，8500.2，8606.7，8693.3，8760.4，8808.1，8836.6，8846.1，8836.6，8808.1，8760.4，8693.3，8606.7，8500.2，8373.5，8226.6，8059.3，7871.9，7664.7，7438.5，7236.7，7061.1，6912.9，6792.4，6699.5，}；

随后，在步骤(n)中，取α＝0.617，n＝35计算出板形与辊耗综合控制函数：

$F=0.617\×\frac{\max \left({\mathrm{\σ}}_{1i}\right)-\min \left({\mathrm{\σ}}_{1i}\right)}{64MPa}+0.383\×\frac{\max \left(q_i\right)-\min \left(q_i\right)}{\frac{1}{35}\underset{i=1}{\overset{65}{\Σ}}{q}_i}=0.808$

随后，在步骤(o)中，判断不等式是否成立？显然不等式0.808＜1.0×10²⁰成立，令F₀＝0.808、最优内弯辊力S_1y＝-5、最优外弯辊力S_2y＝-5、最优油压p_y＝2.5，转入步骤(p)；否则，直接转步骤(p)；

随后，在步骤(p)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₃＝1+1＝2转入步骤(j)；否则转入步骤(q)；

随后，在步骤(q)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₂＝1+1＝2转入步骤(h)；否则转入步骤(r)；

随后，在步骤(r)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₁＝1+1＝2，转入步骤(f)；否则转入步骤(s)；

最后，在步骤(s)中，输出最优内弯辊力S_1y＝45t、最优外弯辊力S_2y＝55t、最优油压p_y＝32.5MPa。

实施例2

首先，在步骤(a)中，收集VC辊平整机组的设备特征参数，主要包括：工作辊与支撑辊直径D_w＝510mm,D_b＝1400mm；工作辊与支撑辊原始辊型分布值ΔD_wi＝0,ΔD_bi＝0；工作辊与支撑辊辊身长度L₁＝1650mm,L₂＝1620mm；工作辊内外弯辊缸距l₂₁＝2320mm,l₂₂＝3120mm；压下螺丝中心矩l₁＝2720mm；内外弯辊允许最大正弯辊力内外弯辊允许的最大负弯辊力VC辊许用最大油压p_max＝49MPa；

随后，在步骤(b)中，收集待综合设定板形参数的带材关键轧制工艺参数，主要包括：带材来料的厚度横向分布值H_i＝{1.198,1.199,1.199,1.200,1.200,1.200,1.200,1.200,1.201,1.201,1.201,1.201,1.201,1.201,1.201,1.201,1.201,1.200,1.200,1.200,1.200,1.200,1.199,1.199,1.198}，单位mm；

来料屈服极限σ_s＝250MPa，板形的横向分布值L_i＝0；带材的宽度B＝1220mm；平均后张力T₀＝42MPa；平均前张力T₁＝58MPa；延伸率ε＝1.1％，轧制速度V＝361m/min；

随后，在步骤(c)中，给定板形控制手段相对余量不均匀度最大许用系数η_max＝0.1；

随后，在步骤(d)中，给定板形与辊耗综合控制函数的初始设定值F₀＝1.0×10²⁰，弯辊力的设定步长ΔS＝5t、VC辊油压设定步长Δp＝2.5Mpa；

随后，在步骤(e)中，设定内弯辊力寻优中间过程参数k₁，并令k₁＝1；

随后，在步骤(f)中，令内弯辊力 $S_1=-S_{1w\max }^{-}+k_1\mathrm{\Δ}S=-60+5k_1=-60+5=-55;$

随后，在步骤(g)中，设定外弯辊力寻优中间过程参数k₂，并令k₂＝1；

随后，在步骤(h)中，令外弯辊力 $S_2=-S_{2w\max }^{-}+k_2\mathrm{\Δ}S=-60+5k_2=-60+5=-55;$

随后，在步骤(i)中，设定VC辊油压寻优中间过程参数k₃，并令k₃＝1；

随后，在步骤(j)中，令VC辊油压p＝k₃Δp＝2.5k₃＝2.5；

随后，在步骤(k)中，计算板形控制手段相对余量不均匀度系数：

$\mathrm{\η}=max\left\{\right|\frac{2.5}{49}-\frac{-55}{60+60}|,|\frac{2.5}{49}-\frac{-55}{60+60}|,|\frac{-55}{60+60}-\frac{-55}{60+60}\left|\right\}=0.509;$

随后，在步骤(l)中，判断不等式η≤0.1是否成立？显然不等式0.509≤0.1不成立，此时将转入步骤(p)；循环直至k₁＝k₂＝11时，η＝0.093，0.093≤0.1，显然不等式不成立，则转入步骤(m)；

随后，在步骤(m)中，计算当前设备特征参数、带材关键轧制工艺参数下，内外弯辊力分别为S₁与S₂、VC辊油压为p时平整机组的前张力横向分布值σ_1i＝{24.3，32.7，40.4，47.4，53.7，59.2，63.9，67.9，71.2，73.7，75.5，76.6，77.0，76.6，75.5，73.7，71.2，67.9，63.9，59.2，53.7，47.4，40.4，32.7，24.3}、辊间压力横向分布值q_i＝{6009.4，6041.9，6098.8，6180.1，6285.1，6412.6，6530.1，6637.1，6733.3，6818.6，6893.2，6957.2，7010.7，7054.1，7087.6，7111.4，7125.5，7130.3，7125.5，7111.4，7087.6，7054.1，7010.7，6957.2，6893.2，6818.6，6733.3，6637.1，6530.1，6412.6，6285.1，6180.1，6098.8，6041.9，6009.4}；

随后，在步骤(n)中，取α＝0.6，n＝35计算出板形与辊耗综合控制函数：

$F=0.6\×\frac{\max \left({\mathrm{\σ}}_{1i}\right)-\min \left({\mathrm{\σ}}_{1i}\right)}{58MPa}+0.4\×\frac{\max \left(q_i\right)-\min \left(q_i\right)}{\frac{1}{35}\underset{i=1}{\overset{65}{\Σ}}{q}_i}=0.612$

随后，在步骤(o)中，判断不等式是否成立？显然不等式0.612＜1.0×10²⁰成立，令F₀＝0.612、最优内弯辊力S_1y＝-5、最优外弯辊力S_2y＝-5、最优油压p_y＝2.5，转入步骤(p)；否则，直接转步骤(p)；

随后，在步骤(p)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₃＝1+1＝2转入步骤(j)；否则转入步骤(q)；

随后，在步骤(q)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₂＝1+1＝2转入步骤(h)；否则转入步骤(r)；

随后，在步骤(r)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₁＝1+1＝2，转入步骤(f)；否则转入步骤(s)；

最后，在步骤(s)中，输出最优内弯辊力S_1y＝35t、最优外弯辊力S_2y＝40t、最优油压p_y＝22.5MPa。

实施例3

首先，在步骤(a)中，收集VC辊平整机组的设备特征参数，主要包括：工作辊与支撑辊直径D_w＝510mm,D_b＝1400mm；工作辊与支撑辊原始辊型分布值ΔD_wi＝0,ΔD_bi＝0；工作辊与支撑辊辊身长度L₁＝1650mm,L₂＝1620mm；工作辊内外弯辊缸距l₂₁＝2320mm,l₂₂＝3120mm；压下螺丝中心矩l₁＝2720mm；内外弯辊允许最大正弯辊力 $S_{1wmax}^{+}=60t,S_{2wmax}^{+}=60t;$ 内外弯辊允许的最大负弯辊力 $S_{1w\max }^{-}=60t,S_{2w\max }^{-}=60t;$ VC辊许用最大油压p_max＝49MPa；

随后，在步骤(b)中，收集待综合设定板形参数的带材关键轧制工艺参数，主要包括：带材来料的厚度横向分布值H_i＝{1.398,1.399,1.399,1.399,1.400,1.400,1.400,1.400,1.400,1.401,1.401,1.401,1.401,1.401,1.401,1.401,1.401,1.401,1.401,1.401,1.400,1.400,1.400,1.400,1.400,1.399,1.399,1.399,1.398}，单位mm；

来料屈服极限σ_s＝250MPa，板形的横向分布值L_i＝0；带材的宽度B＝1300mm；平均后张力T₀＝33MPa；平均前张力T₁＝38.5MPa；延伸率ε＝1.41％，轧制速度V＝176m/min；

随后，在步骤(c)中，给定板形控制手段相对余量不均匀度最大许用系数η_max＝0.1；

随后，在步骤(d)中，给定板形与辊耗综合控制函数的初始设定值F₀＝1.0×10²⁰，弯辊力的设定步长ΔS＝5t、VC辊油压设定步长Δp＝2.5Mpa；

随后，在步骤(e)中，设定内弯辊力寻优中间过程参数k₁，并令k₁＝1；

随后，在步骤(f)中，令内弯辊力 $S_1=-S_{1w\max }^{-}+k_1\mathrm{\Δ}S=-60+5k_1=-60+5=-55;$

随后，在步骤(g)中，设定外弯辊力寻优中间过程参数k₂，并令k₂＝1；

随后，在步骤(h)中，令外弯辊力 $S_2=-S_{2w\max }^{-}+k_2\mathrm{\Δ}S=-60+5k_2=-60+5=-55;$

随后，在步骤(i)中，设定VC辊油压寻优中间过程参数k₃，并令k₃＝1；

随后，在步骤(j)中，令VC辊油压p＝k₃Δp＝2.5k₃＝2.5；

随后，在步骤(k)中，计算板形控制手段相对余量不均匀度系数：

$\mathrm{\η}=max\left\{\right|\frac{2.5}{49}-\frac{-55}{60+60}|,|\frac{2.5}{49}-\frac{-55}{60+60}|,|\frac{-55}{60+60}-\frac{-55}{60+60}\left|\right\}=0.509;$

随后，在步骤(l)中，判断不等式η≤0.1是否成立？显然不等式0.509≤0.1不成立，此时将转入步骤(p)；循环直至k₁＝k₂＝11时，η＝0.093，0.093≤0.1，显然不等式不成立，则转入步骤(m)；

随后，在步骤(m)中，计算当前设备特征参数、带材关键轧制工艺参数下，内外弯辊力分别为S₁与S₂、VC辊油压为p时平整机组的前张力横向分布值σ_1i＝{15.2，20.2，24.9，29.2，33.1，36.6，39.7，42.5，44.8，46.8，48.4，49.6，50.5，51.0，51.2，51.0，50.5，49.6，48.4，46.8，44.8，42.5，39.7，36.6，33.1，29.2，24.9，20.2，15.2}、辊间压力横向分布值q_i＝{4880.2，4893.4，4926.6，4979.3，5026.7，5068.7，5105.4，5137.1，5164.0，5186.6，5205.3，5220.5，5232.5，5241.8，5248.7，5253.4，5256.2，5257.1，5256.2，5253.4，5248.7，5241.8，5232.5，5220.5，5205.3，5186.6，5164.0，5137.1，5105.4，5068.7，5026.7，4979.3，4926.6，4893.4，4880.2}；

随后，在步骤(n)中，取α＝0.6，n＝35计算出板形与辊耗综合控制函数：

$F=0.6\×\frac{\max \left({\mathrm{\σ}}_{1i}\right)-\min \left({\mathrm{\σ}}_{1i}\right)}{58MPa}+0.4\×\frac{\max \left(q_i\right)-\min \left(q_i\right)}{\frac{1}{35}\underset{i=1}{\overset{65}{\Σ}}{q}_i}=0.591$

随后，在步骤(o)中，判断不等式是否成立？显然不等式0.591＜1.0×10²⁰成立，令F₀＝0.591、最优内弯辊力S_1y＝-5、最优外弯辊力S_2y＝-5、最优油压p_y＝2.5，转入步骤(p)；否则，直接转步骤(p)；

随后，在步骤(p)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₃＝1+1＝2转入步骤(j)；否则转入步骤(q)；

随后，在步骤(q)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₂＝1+1＝2转入步骤(h)；否则转入步骤(r)；

随后，在步骤(r)中，判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k₁＝1+1＝2，转入步骤(f)；否则转入步骤(s)；

最后，在步骤(s)中，输出最优内弯辊力S_1y＝30t、最优外弯辊力S_2y＝35t、最优油压p_y＝17.5MPa。

与现有技术相比，本发明的主要特点是将具有内外弯辊配置的VC辊平整机组的三个板形参数协调控制，产生以下三个有益效果：(1)三个部分的板形参数不会出现作用相互抵消现象，增强了VC辊油压及弯辊力对板形的控制效果；(2)由于内外弯辊与VC辊油压协调控制，综合作用后不会带来附加局部浪形，保证了成品的板形质量；(3)三个部分的板形控制参数在设定过程中不会出现某个板形控制手段满负荷运行而另外两个则比较小的现象，这样不但提高了VC辊及弯辊缸的使用寿命，而且也大大的提高了板形控制手段的调节余地。采用该技术对弯辊及VC辊油压进行了优化设定，经过现场应用，效果良好。该机组采用本专利所述技术之后，浪高控制在3.0mm以内，平均浪高2.26mm，急峻度控制在1％以内，平均急峻度为0.68％。如表1所示，给出现场操作工在2011年11月15日至11月30日对出口带材板形的部分抽检结果。

表1现场板形抽检结果

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种VC辊平整机组板形参数设定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，收集设备特征参数和关键轧制工艺参数；

步骤二，给定不均匀度系数的最大许用值；

步骤三，给定目标函数初始值和内、外弯辊力的步长及油压的步长；

步骤四，设定内弯辊力寻优中间过程参数的初始值；

步骤五，计算内弯辊力；

步骤六，设定外弯辊力寻优中间过程参数的初始值；

步骤七，计算外弯辊力；

步骤八，设定VC辊油压寻优中间过程参数的初始值；

步骤九，计算VC辊油压；

步骤十，计算板形控制手段相对余量不均匀度系数；

步骤十一，根据内、外弯辊力寻优中间过程参数特征及VC辊油压寻优中间过程参数特征，选择所述内、外弯辊力寻优中间过程参数的初始值及VC辊油压寻优中间过程参数的初始值；

步骤十二，输出最优的所述内弯辊力、所述外弯辊力、所述VC辊油压。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤十包括：

对板形控制手段相对余量不均匀度系数小于或等于所述最大许用值的情况，计算当前情况下的前张力横向分布值和辊间压力横向分布值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

进一步计算板形与辊耗综合控制目标函数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

当前目标函数小于目标函数初始值时，用当前的所述目标函数替换所述目标函数初始值，用当前的内弯辊力、当前的外弯辊力、当前的油压替换最优的所述内弯辊力、所述外弯辊力和所述油压。