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1580宽带钢负荷分配的合理优化方法

编辑时间:2008-08-02 20:00

1580宽带钢负荷分配的合理优化方法

精轧机组负荷分配的实质是合理分配各机架的出口厚度,并由此确定各机架的压下量、轧制力。目前使用的负荷分配多根据生产经验制定,该方法简单合理但是并非最优。

在热连轧生产中板形板厚控制的对象都是有载辊缝的形状,所以负荷分配也是带钢板形控制的基础。同时由于轧制过程中辊形的不断变化,而对每一卷带钢都重新进行兼顾板形的负荷分配,以充分发挥轧制力对有载辊缝凸度的积极影响。因此可以将轧制力作为对带钢板形的一个调控手段,进而提高弯辊力的调控能力,降低弯辊力超出调节范围的可能。

在进行计算时,将轧制力作为控制量,而将弯辊力作为已知量,根据现场采集的数据,取F1~F7机架实际弯辊力(TON)的平均值作为计算的初始值,辊系参数如下:

 
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
弯辊力(TON)
66
68
73
90
76
81
75
初始辊型
-220
-220
-200
-200
-160
-160
-160
工作辊辊径(MM)
746
719
708
689
665
668
699
支撑辊辊径(MM)
1488
1488
1488
1488
1488
1488
1488
 

1:在经验负荷分配的基础上根据轧线最常见的工况预报轧制压力。

 
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
原始负荷[%]
0.460
0.250
0.146
0.063
0.041
0.027
0.014
速度(MPM)
61.15
101.50
164.22
231.44
304.07
383.82
450.00
预报轧力(TON)
2347.15
2175.14
2086.56
1790.33
1595.31
1521.30
1287.06
辊缝(MM)
19.99
11.89
7.41
5.39
4.50
3.63
3.19

2:在当前各个机架轧制力已知的基础上根据支持辊、工作辊初始辊型计算轧辊的有载辊型,此工况考虑轧辊磨损为零,轧辊热膨胀为零、轧辊窜动量为初始位置。

有载辊缝形状使用以下方程描述Cn =K0+KRF*KR+KBF*KB+KCN*CW+KCn*CB

经过有限元模型计算上述工况各个机架有载辊缝凸度如下:

式中Cn 为辊缝凸度, K0 为机架常量系数, KRF为轧制力影响系数,KR为轧制力, KBF为弯辊力影响系数,KB为弯辊力, KCN为工作辊辊形影响系数,CW为工作辊辊形, KCn为支持辊辊形影响系数CB为支持辊辊形,从中可以看出轧制力和弯辊力都对有载辊缝形状产生影响。

   

 
轧制力
弯辊力
初始辊型
支持辊直径
工作辊直径
板宽
辊缝凸度
F1
2347
66
-220
1488
746
1260
149.5
F2
2172
68
-220
1488
719
1260
138.2
F3
2086
73
-200
1488
708
1260
118.3
F4
1790
68
-200
1488
689
1260
108
F5
1595
76
-160
1488
665
1260
64.4
F6
1521
81
-160
1488
668
1260
53.9
F7
1287
75
-160
1488
699
1260
54.5

   3:计算当前厚度、宽度上的板型调节域。

a=40,ß=2或1.86,若 > ,出中浪;若<-2 ,出边浪。

  
 

式中:H、h:机架入口、出口带钢厚度,CH、Ch:机架入口、出口带钢凸度,BW:带钢宽度,:机架入口、出口带钢比例凸度之差。

经计算得到当前负荷分配下的带钢凸度调节域曲线和当前机架入口、出口带钢比例凸度之差曲线如下:


 

(图1)

   

从图1上可以看出F4、F6、F7的负荷分配过大,超出了此机架所允许的凸度调整范围,F4出口呈现中浪,F6、F7出口带钢呈现边浪。

4:调整经验负荷分配F1、F2、F3的轧制力,使F3出口带钢具有F3,其大小应为:F3=h3/h7*hot式中hot—凸度控制目标。减小F4、F5、F6、F7轧制力,F4—F6严格保持相对凸度恒定,即F4/h4=F5/h5=F6/h6=Pobj式中Pobj—要求成品应有的目标相对凸度。F7用于平直度反馈控制使F7/h6=Pobj,以最终保证平直度。

修正后的轧制表如下图:

 
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
修正负荷[%]
0.456
0.254
0.144
0.058
0.040
0.026
0.013
速度[MPM]
62.39
104.92
170.80
237.17
309.66
388.02
450.00
预报轧力[TON]
2393.78
2245.79
1950.43
1658.78
1565.95
1463.70
1190.57
辊缝(MM)
19.96
11.68
7.30
5.45
4.48
3.65
3.29
  

将负荷修正后计算的轧制力带入有限元模型重新计算有载辊缝凸度:

 
轧制力
弯辊力
初始辊型
支持辊直径
工作辊直径
板宽
辊缝凸度
F1
2393.78
66
-220
1488
746
1260
149.6
F2
2245.79
68
-220
1488
719
1260
142.4
F3
1950.43
73
-200
1488
708
1260
103.8
F4
1657.78
90
-200
1488
689
1260
70.1
F5
1565.95
76
-160
1488
665
1260
60.8
F6
1463.7
81
-160
1488
668
1260
49.9
F7
1150.5
75
-160
1488
699
1260
45


  

负荷修正后的带钢凸度调节域曲线和当前机架入口、出口带钢比例凸度之差曲线如下:

(图2)

图1与图2对比可发现负荷经过此方法修正后,带钢在机架间的板形过调而出现浪型。但是现场环境比较复杂,加之现有轧机都配有强力弯辊系统,有时只依靠某种调整方法来调节轧制状态所带来的效果有可能不是很明显,所以在实际操作中还是要根据现场情况做出适当的变通。

5:结论

在轧制过程中进行兼顾板形的负荷分配,可以根据当前的轧制状态将轧制力作为板形控制的手段。同时压下厚度的变化也可以影响下游机架的凸度,在此基础上进行弯辊力的设定可以提高弯辊力的调控能力。在日照1580带钢厂生产过程中不断收集整理数据,通过上述调整方法对轧机负荷重新优化后效果要优于经验负荷分配方式,并且给弯辊系统提供了更宽广的调节范围。

通过Shohet判别式可以判断在一定的轧制压力、弯辊力下,轧后的带钢是否会出现可见浪形。

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1580宽带钢负荷分配的合理优化方法 工艺 

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