權(quán)利要求書： 1.一種六輥UCM軋機(jī)的二次冷軋板形控制方法，用以解決極薄帶鋼在二次冷軋軋制過程中的邊浪+寬中浪板形缺陷，其特征在于，所述的控制方法包括如下步驟：(1)對(duì)六輥UCM軋機(jī)的上中間輥的一端以及下中間輥與其相對(duì)的一端的端部輥型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，所述端部輥型的輥型曲線為：

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f(x)＝a0+a1x+a2x+a3x(0≤x≤1)式中：x為歸一化后的上中間輥的一端以及下中間輥與其相對(duì)的一端的端部輥型長度；

a1，a2，a3為多項(xiàng)式系數(shù)，f(x)為中間輥的端部輥型值；

(2)根據(jù)帶鋼寬度信息，確定中間輥沿軸向的竄動(dòng)量；

(3)通過中間輥竄輥量以及彎輥技術(shù)的配合，控制二次冷軋板的邊浪和寬中浪。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板形控制方法，其特征在于，步驟(1)中，端部輥型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法為：

(1?1)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題，確定輥型設(shè)計(jì)原則；

(1?2)根據(jù)步驟(1?1)的輥型設(shè)計(jì)原則，確定端部輥型曲線的目標(biāo)函數(shù)與約束條件；

(1?3)根據(jù)目標(biāo)函數(shù)與約束條件，優(yōu)化計(jì)算輥型系數(shù)，得到輥型系數(shù)最優(yōu)值，輸出優(yōu)化后的輥型曲線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板形控制方法，其特征在于，步驟(2)中，中間輥沿軸向的竄動(dòng)量為：

S＝B/2?300+δ

其中，S為中間輥沿軸向的竄動(dòng)量；δ為中間輥竄動(dòng)位置修正值，即相對(duì)竄輥量；B為帶鋼寬度，mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板形控制方法，其特征在于，所述的目標(biāo)函數(shù)為：其中，n——來料中不同帶鋼寬度的數(shù)量；

di——第i種帶鋼寬度的帶鋼卷數(shù)所占總的帶鋼卷數(shù)的比例；

β(i)為第i種帶鋼寬度下的輥間接觸壓力分布不均勻度；

Kq(i)為第i種帶鋼寬度下的輥縫橫剛度，kN/mm/μm；

KBF2(i)為第i種帶鋼寬度下的彎輥力二次調(diào)控功效，μm/kN；

w1，w2，w3為加權(quán)系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板形控制方法，其特征在于，所述約束條件為：其中，CBUR為支撐輥凸度；

CW為工作輥凸度；

L為輥型曲線寬度范圍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板形控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中，對(duì)上中間輥傳動(dòng)側(cè)的端部輥型和下中間輥工作側(cè)的端部輥型進(jìn)行輥型優(yōu)化設(shè)計(jì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板形控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中，對(duì)上中間輥工作側(cè)的端部輥型和下中間輥傳動(dòng)側(cè)的端部輥型進(jìn)行輥型優(yōu)化設(shè)計(jì)。

說明書： 一種六輥UCM軋機(jī)的二次冷軋板形控制方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及冷軋帶鋼板形控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種六輥UCM軋機(jī)的二次冷軋板形控制方法。

背景技術(shù)[0002] 冷軋板帶鋼是鋼鐵工業(yè)的主干產(chǎn)品，其生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)量精度水平標(biāo)志著一個(gè)國家的鋼鐵工業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平，板形質(zhì)量是衡量冷軋板帶質(zhì)量的重要指標(biāo)。隨著市場競

爭的日趨激烈以及用戶印涂設(shè)備的改進(jìn)，用戶對(duì)二次冷軋DR材板形要求越來越高，如何確

保極薄DR材的板形質(zhì)量成為制約市場進(jìn)一步拓展的關(guān)鍵。

[0003] 某廠1220DCR機(jī)組為兩UCM軋機(jī)，均配置平輥進(jìn)行生產(chǎn)，1#機(jī)架負(fù)責(zé)軋制作用，2#機(jī)架負(fù)責(zé)平整作用，此時(shí)，這兩種不同工序之間存在差異，主要表現(xiàn)在：軋制工藝方面：1#機(jī)架

起軋制作用，承擔(dān)帶鋼主要壓下變形量，2#機(jī)架起平整作用，壓下量小，軋制力小于1#機(jī)架；

DCR機(jī)組主要生產(chǎn)極薄規(guī)格DR材產(chǎn)品，產(chǎn)品最薄規(guī)格達(dá)到0.1mm，對(duì)板形控制精度要求高，通

過二次軋制壓下過程將帶鋼進(jìn)一步減薄，提高了材料的強(qiáng)度，在制罐等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)

用，因此具有非常廣闊的市場前景。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，該機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)復(fù)雜板形缺

陷，主要表現(xiàn)為邊浪+寬中浪，實(shí)際生產(chǎn)過程中，盡管2#機(jī)架自動(dòng)板形控制系統(tǒng)目標(biāo)曲線設(shè)

定為微中浪模式，但往往實(shí)物板形仍存在邊浪情況，因此要想獲得良好的板形，必須通過合

理的工藝參數(shù)調(diào)整來達(dá)到目的。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種六輥UCM軋機(jī)的二次冷軋板形控制方法，本發(fā)明通過設(shè)計(jì)中間輥的端部輥型，結(jié)合中間輥的竄輥調(diào)節(jié)策略和彎輥技術(shù)，控制帶鋼板形，用以解決極

薄帶鋼軋制過程中的邊浪+寬中浪板形缺陷的問題。

[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：一種六輥UCM軋機(jī)的二次冷軋板形控制方法，其特征在于，所述的控制方法包括如下步驟：

[0006] (1)對(duì)六輥UCM軋機(jī)的上中間輥的一端以及下中間輥與其相對(duì)的一端的端部輥型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，所述端部輥型的輥型曲線為：

[0007] f(x)＝a0+a1x2+a2x4+a3x6(0≤x≤1)[0008] 式中：x為歸一化后的端部輥型長度；a1，a2，a3為多項(xiàng)式系數(shù)，f(x)為中間輥的端部輥型值；

[0009] (2)根據(jù)帶鋼寬度信息，確定中間輥沿軸向的竄動(dòng)量；[0010] (3)通過中間輥竄輥量以及彎輥技術(shù)的配合，控制二次冷軋板的邊浪和寬中浪。[0011] 進(jìn)一步地，步驟(1)中，端部輥型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法為：[0012] (1?1)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題，確定輥型設(shè)計(jì)原則；[0013] (1?2)根據(jù)步驟(1?1)的輥型設(shè)計(jì)原則，確定端部輥型曲線的目標(biāo)函數(shù)與約束條件；

[0014] (1?3)根據(jù)目標(biāo)函數(shù)與約束條件，優(yōu)化計(jì)算輥型系數(shù)，得到輥型系數(shù)最優(yōu)值，輸出優(yōu)化后的輥型曲線。

[0015] 進(jìn)一步地，步驟(1)中步驟(2)中，中間輥沿軸向的竄動(dòng)量為：[0016] S＝B/2?300+δ[0017] 其中，S為中間輥沿軸向的竄動(dòng)量；δ為中間輥竄動(dòng)位置修正值，即相對(duì)竄輥量；B為帶鋼寬度，mm。

[0018] 進(jìn)一步地，步驟(1)中所述的目標(biāo)函數(shù)為：[0019][0020] 其中，n——來料中不同帶鋼寬度的數(shù)量；[0021] di——第i種帶鋼寬度的帶鋼卷數(shù)所占總的帶鋼卷數(shù)的比例；[0022] β(i)為第i種帶鋼寬度下的輥間接觸壓力分布不均勻度；[0023] Kq(i)為第i種帶鋼寬度下的輥縫橫剛度，kN/mm/μm；[0024] KBF2(i)為第i種帶鋼寬度下的彎輥力二次調(diào)控功效，μm/kN；[0025] w1，w2，w3為加權(quán)系數(shù)。[0026] 進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述約束條件為：[0027][0028] 其中，CBUR為支撐輥凸度；[0029] CW為工作輥凸度；[0030] L為輥型曲線寬度范圍。[0031] 進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，對(duì)上中間輥傳動(dòng)側(cè)的端部輥型和下中間輥工作側(cè)的端部輥型進(jìn)行輥型優(yōu)化設(shè)計(jì)。

[0032] 進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，對(duì)上中間輥工作側(cè)的端部輥型和下中間輥傳動(dòng)側(cè)的端部輥型進(jìn)行輥型優(yōu)化設(shè)計(jì)。

[0033] 本發(fā)明達(dá)到的有益效果：本發(fā)明通過設(shè)置中間輥輥型曲線，結(jié)合中間輥的竄輥調(diào)節(jié)策略和彎輥技術(shù)，有效改善了軋制條件，提高了軋機(jī)板形調(diào)控性能，更加有利于對(duì)邊浪和

寬中浪等板形缺陷的控制，使得二次冷軋極薄DR材的板形質(zhì)量合格率大幅度增高，板形實(shí)

物質(zhì)量得到明顯提升。

附圖說明[0034] 圖1是中間輥端部輥型曲線；[0035] 圖2是中間輥輥型布置方式示意圖。具體實(shí)施方式[0036] 下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。[0037] 本發(fā)明通過設(shè)計(jì)上下中間輥端部輥型，弱化帶鋼邊部厚度減薄的趨勢，進(jìn)而對(duì)帶鋼邊浪進(jìn)行有效控制，同時(shí)根據(jù)板形的實(shí)際情況配合一定的竄輥量，配合彎輥技術(shù)，包括中

間輥彎輥和中間輥彎輥，對(duì)板形缺陷進(jìn)行控制。

[0038] 如圖1，對(duì)六輥UCM軋機(jī)上中間輥傳動(dòng)側(cè)(工作側(cè))以及下中間輥工作側(cè)(傳動(dòng)側(cè))的端部輥型進(jìn)行設(shè)計(jì)，上中間輥沿其軸向方向從傳動(dòng)側(cè)(工作側(cè))向工作側(cè)(傳動(dòng)側(cè))竄動(dòng)，下

中間輥沿其軸向方向從工作側(cè)(傳動(dòng)側(cè))向傳動(dòng)側(cè)(工作側(cè))竄動(dòng)。

[0039] 本發(fā)明的板形控制方法具體如下：[0040] (1)設(shè)定1#機(jī)架中間輥端部輥型[0041] 中間輥端部輥型采用多項(xiàng)式曲線，布置在1#機(jī)架的可軸向移動(dòng)的中間輥端部輥型如下：

[0042] f(x)＝a0+a1x2+a2x4+a3x6(0≤x≤1)[0043] 式中：x為歸一化后的端部輥型長度，將輥型長度歸一處理，方便后續(xù)改變輥型長度迭代計(jì)算尋優(yōu)；

[0044] a1，a2，a3為多項(xiàng)式系數(shù)；[0045] f(x)為端部輥型值。[0046] 六輥軋機(jī)中間輥橫移位置與當(dāng)前軋制的軋件寬度和單側(cè)輥型曲線長度密切相關(guān)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，設(shè)定中間輥竄動(dòng)量S范圍為0～300mm，軋制帶鋼寬度B范圍為700～

1050mm，確定端部輥型長度L為150～250mm，根據(jù)軋機(jī)的穩(wěn)定性等確定最大f(x)值，范圍為

300～800μm。

[0047] 通過對(duì)中間輥端部輥型曲線求最優(yōu)解，得到端部輥型曲線。[0048] (2)1#機(jī)架中間輥竄輥量的控制[0049] 中間輥竄動(dòng)是六輥軋機(jī)板形控制的突出優(yōu)點(diǎn)，其基本原理是將工作輥與支撐輥間的接觸長度調(diào)整到與軋件的接觸長度相等，消除輥間的有害接觸部分，從而可以擴(kuò)大輥型

調(diào)整的范圍，增加彎輥裝置的效能，并且能使1#機(jī)架與2#機(jī)架由于工序不同導(dǎo)致的輥縫形

狀差縮小，降低軋機(jī)的比例凸度差，達(dá)到帶鋼板形控制穩(wěn)定性好，顯著提高帶鋼平直度的目

的。

[0050] 在一次軋制過程中帶鋼寬度保持不變，帶鋼寬度B信息從軋機(jī)的生產(chǎn)信息中獲取，當(dāng)帶鋼寬度改變時(shí)，通過計(jì)算DCR機(jī)組板形控制的中間輥竄動(dòng)實(shí)際值S，以適應(yīng)帶鋼寬度的

變化，可以達(dá)到對(duì)不同寬度帶鋼的板形缺陷進(jìn)行控制的目的，中間輥竄動(dòng)實(shí)際值S的具體計(jì)

算過程如下：

[0051] S＝B/2?300+δ[0052] 其中：δ為中間輥竄動(dòng)位置修正值，即相對(duì)竄輥量，設(shè)定范圍為10～80mm；B為帶鋼寬度，mm。

[0053] 生產(chǎn)應(yīng)用中，首先確定中間輥相對(duì)竄輥量δ，然后根據(jù)上式計(jì)算中間輥絕對(duì)竄輥量S。圖2所示為中間輥輥型布置方式示意圖，中間輥距離端部70mm處，與帶鋼邊緣對(duì)齊時(shí)，相

對(duì)竄輥量δ為0；中間輥邊部70mm處進(jìn)入帶鋼內(nèi)部相對(duì)竄輥量為負(fù)；中間輥邊部70mm處伸出

帶鋼邊緣時(shí)，相對(duì)竄輥量δ為正。

[0054] 本發(fā)明通過設(shè)計(jì)上下中間輥端部輥型，弱化帶鋼邊部厚度減薄的趨勢，進(jìn)而對(duì)帶鋼邊浪進(jìn)行有效控制，同時(shí)根據(jù)板形的實(shí)際情況配合一定的竄輥量，配合彎輥技術(shù)，包括中

間輥彎輥和中間輥彎輥，對(duì)板形缺陷進(jìn)行控制。

[0055] 中間輥端部輥型采用多項(xiàng)式曲線的求解過程如下：[0056] 上下中間輥端部輥型曲線的確定，主要是確定系數(shù)a0～a6，確定系數(shù)即確定優(yōu)化輥型曲線的步驟如下：

[0057] 1)輥型曲線設(shè)計(jì)原則：[0058] ①改善機(jī)組邊浪和寬中浪問題，提高板形質(zhì)量。[0059] ②新輥型在改善板形質(zhì)量時(shí)，保證輥間接觸壓力峰值和輥間接觸應(yīng)力不均勻度較低，不降低彎輥力的調(diào)節(jié)效率。

[0060] 2)確定目標(biāo)函數(shù)與約束條件[0061] 生產(chǎn)現(xiàn)場來料帶鋼寬度規(guī)格的種類很多，本發(fā)明的控制方法使設(shè)計(jì)的輥型能夠盡量兼顧各種帶鋼寬度下的帶鋼板形控制；每次軋制過程中，帶鋼的寬度是一定的，不同的帶

鋼寬度對(duì)應(yīng)于不同的軋制工況，同一帶鋼寬度的帶鋼卷數(shù)有很多卷。

[0062] 目標(biāo)函數(shù)如下：[0063][0064] 式中：n——來料中不同帶鋼寬度的數(shù)量；[0065] di——第i種帶鋼寬度的帶鋼卷數(shù)所占總的帶鋼卷數(shù)的比例；[0066] β(i)——第i種帶鋼寬度下的輥間接觸壓力分布不均勻度；[0067] Kq(i)——第i種帶鋼寬度下的輥縫橫剛度，kN/mm/μm；[0068] KBF2(i)——第i種帶鋼寬度下的彎輥力二次調(diào)控功效，μm/kN；[0069] w1，w2，w3為加權(quán)系數(shù)。[0070] 約束條件如下：[0071][0072] CBUR為支撐輥凸度，CW為工作輥凸度，L為輥型曲線寬度范圍。為保證輥型曲線的光滑且單調(diào)增加，要求f(x)的二階導(dǎo)數(shù)f″(x)＞0。

[0073] 3)輥型曲線參數(shù)的確定：[0074] 通過約束條件與目標(biāo)函數(shù)搜索出符合條件的輥型曲線。輥型系數(shù)ai通過有限元軟件計(jì)算獲得，其具體步驟為：

[0075] ①使用優(yōu)化算法進(jìn)行篩選，優(yōu)化計(jì)算的設(shè)計(jì)變量是輥型系數(shù)ai，優(yōu)化計(jì)算的目標(biāo)函數(shù)與約束條件是輥縫橫剛度最大；輥間接觸壓力分布最均勻；中間輥彎輥調(diào)控功效最強(qiáng)；

端部輥型曲線f(x)的二階倒數(shù)值大于零，即f″(x)＞0；輥型長度L在150mm～250mm之間；f

(x)最大值范圍在300um～800um之間。

[0076] ②在優(yōu)化計(jì)算迭代中，通過改變曲線變量的值，得到不同的輥型曲線，利用有限元模型，計(jì)算當(dāng)前輥型曲線下軋機(jī)輥縫橫剛度、彎輥力二次調(diào)控功效，輥間接觸壓力不均勻

度，然后利用目標(biāo)函數(shù)對(duì)每個(gè)輥型曲線進(jìn)行評(píng)價(jià)，并從中找出最優(yōu)值，從而輸出優(yōu)化后的輥

型曲線。

[0077] 確定輥型長度L為200mm，最大輥徑差為500μm。[0078] 輥型曲線多項(xiàng)式表達(dá)：[0079] f(x)＝137.3333x2+362.6667x6(0≤x≤1)[0080] 式中：x為歸一化后的端部輥型長度；f(x)為端部輥型值，μm。輥型曲線如圖1所示。[0081] 實(shí)施例1[0082] 在某廠1220DCR機(jī)組進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，采用小輥生產(chǎn)模式連續(xù)生產(chǎn)鋼種為MRDR?8CA，寬度B為934mm，厚度H為0.200mm的帶鋼15卷，生產(chǎn)過程中，1#機(jī)架δ設(shè)定為25mm，2#機(jī)架δ設(shè)

定為10mm，根據(jù)式(1)確定中間輥絕對(duì)竄輥量為1#機(jī)架S＝192mm，2#機(jī)架S＝177mm。

[0083] 實(shí)施例2[0084] 在某廠1220DCR機(jī)組進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，采用小輥生產(chǎn)模式連續(xù)生產(chǎn)鋼種為TH580，寬度B為893mm，厚度H為0.201mm的帶鋼12卷，生產(chǎn)過程中，1#機(jī)架δ設(shè)定為25mm，2#機(jī)架δ設(shè)定

為10mm，根據(jù)式(1)確定中間輥絕對(duì)竄輥量為1#機(jī)架S＝171.5mm，2#機(jī)架S＝156.5mm。

[0085] 采用本專利板形控制方法與裝置，二次冷軋機(jī)組通過中間輥設(shè)有單側(cè)中間輥輥型曲線，結(jié)合中間輥的竄輥調(diào)節(jié)策略和工作輥和中間輥彎輥技術(shù)，有效改善了軋制條件，提高

了軋機(jī)板形調(diào)控性能，更加有利于對(duì)邊浪和寬中浪等板形缺陷的控制，使得二次冷軋極薄

DR材的板形質(zhì)量合格率大幅度增高，板形實(shí)物質(zhì)量得到明顯提升。