本發(fā)明涉及熱軋竄輥控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種針對熱軋下游機架工作輥的周期內(nèi)變步長竄輥控制方法。
背景技術(shù)：
竄輥控制方法的發(fā)展經(jīng)歷了等參數(shù)竄輥和變參數(shù)竄輥兩個階段。等參數(shù)竄輥是指在整個軋制周期內(nèi)，保持固定的竄輥行程、竄輥步長和竄輥頻率來進(jìn)行周期性往復(fù)竄輥。變參數(shù)竄輥是指在整個竄輥過程中，竄輥行程、竄輥步長和竄輥頻率等發(fā)生變化的竄輥控制方法，該類方法包含變行程等步長竄輥控制方法和變行程變步長竄輥控制方法。
從最初的等行程竄輥控制方法到現(xiàn)在的優(yōu)化過的變行程變步長竄輥控制方法，軋輥的磨損狀況有了很大的改善，軋制末期的板形也有改良。但是目前仍有以下缺點：
1.所有竄輥控制方法均局限于單周期內(nèi)等步長，但這種竄輥控制方法，導(dǎo)致整個輥期內(nèi)帶鋼與工作輥不同位置的接觸頻率分布并不均衡。長期以來，本領(lǐng)域內(nèi)未曾考慮是否可以在單周期內(nèi)變步長，以及步長如何變化；
2.目前竄輥控制方法中，竄輥值的重復(fù)必然導(dǎo)致這一位置磨損量的加劇，必將導(dǎo)致貓耳高度增加，但是上述所有竄輥控制方法均未正視這個問題或者提出解決這個問題的思路。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種針對熱軋下游機架工作輥的周期內(nèi)變步長竄輥控制方法。
該方法用于金屬板帶材軋制，在一塊軋件完成軋制后，上下工作輥反向橫移相同的距離，然后進(jìn)行下一塊軋件的軋制，即竄輥；在帶鋼軋制生產(chǎn)過程中，上下工作輥在正向與反向最大竄輥行程位置之間進(jìn)行周期性往復(fù)地竄輥，即每一塊軋件軋制完成后按照預(yù)定步長進(jìn)行竄輥，達(dá)到正向或反向最大竄輥行程位置后上下工作輥竄輥方向均進(jìn)行反向，以上下工作輥相重合的位置為起點，經(jīng)過正向與反向最大竄輥行程位置各一次后再次回到上下工作輥相重合的位置為單個往復(fù)竄輥周期。
本發(fā)明提出的竄輥控制方法，具有如下特點：單個往復(fù)竄輥周期內(nèi)采用變化的竄輥步長，從上下工作輥重合位置到竄輥正向與反向最大行程位置，竄輥步長逐漸減小，竄輥操作的位置變化以正弦函數(shù)的形式實現(xiàn)。變化的竄輥步長通過初始行程，行程衰減函數(shù)，竄輥周期項和防重復(fù)項四個部分控制。其中，正弦函數(shù)的形式為：
li＝L·F(t)·sin(i·B±C) (1)
其中，
F(t)＝kt-1 (2)
其中：
i為軋制帶鋼的塊數(shù)，單位為1；
li為軋制第i塊帶鋼時的竄輥值，單位為mm；
L為初始行程，用來控制第一個往復(fù)竄輥周期的行程，單位為mm；
F(t)為行程衰減函數(shù)，用來控制竄輥行程的衰減速度，單位為1；
t為往復(fù)竄輥周期數(shù)，單位為1；
k為往復(fù)竄輥周期之間的行程衰減系數(shù)，單位為1；
B為竄輥周期項，用來控制竄輥周期數(shù)及每個竄輥周期內(nèi)的軋制塊數(shù)，單位為1；
C為防重復(fù)項，用來防止周期內(nèi)竄輥值的重復(fù)，單位為1。
上述參數(shù)中，初始行程L取值范圍為0mm～150mm；
行程衰減函數(shù)F(t)，其值域范圍為(0.5,0.9)；
行程衰減系數(shù)k，其取值范圍為(0.65,1)；
往復(fù)竄輥周期數(shù)t，其取值范圍為{2,3,4}；
竄輥周期項B，其取值范圍為(0.1256,0.628)；
防重復(fù)項C，其取值范圍為(-B，0)。
工作輥竄輥設(shè)計與優(yōu)化的根本目標(biāo)，是盡可能實現(xiàn)工作輥與帶鋼之間的接觸的均勻化，從而實現(xiàn)工作輥磨損的均勻化，延緩“貓耳形”磨損箱體的產(chǎn)生，同時，盡可能減少已經(jīng)產(chǎn)生的磨損輥形引起的后續(xù)軋制邊降增大與浪形問題，最終延長軋制公里數(shù)。
然而，之前的竄輥控制方法，雖然采用了往復(fù)竄輥控制方法，卻沒有注意到單個往復(fù)竄輥周期內(nèi)竄輥步長變化的重要性，其在單個往復(fù)周期內(nèi)采用均勻的竄輥步長，這導(dǎo)致竄輥周期內(nèi)帶鋼與工作輥不同位置的接觸頻率分布并不均衡。另外，之前的竄輥控制方法在一個竄輥周期內(nèi)，在正反兩個方向的竄輥過程中，容易形成竄輥位置的重疊，這點對于各種均勻化磨損也是不利的。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
1)函數(shù)連續(xù)性較好，比變參數(shù)竄輥控制方法更容易在工業(yè)現(xiàn)場實現(xiàn)，可操作性強，便于程序修改。
2)采用單周期內(nèi)變步長的竄輥操作，使得上下工作輥中部重復(fù)區(qū)域的軋制時間相應(yīng)減少，上下工作輥邊部區(qū)域的軋制時間相應(yīng)增加，從而使得竄輥值在整個竄輥區(qū)間內(nèi)的分布更加均勻，有利于軋輥的均勻化磨損，能夠降低磨損輥形的“貓耳形”高度。
3)使得軋件的邊部一直處在幾乎未磨損過的軋輥的部分，有利于減小邊降，同時在竄輥減小的位置減小步長，也能夠在每個周期內(nèi)都充分的利用軋輥。
4)防重復(fù)項的提出，通過給正弦函數(shù)一個錯位值，能夠在很大程度上減少竄輥值重復(fù)的概率，有利于進(jìn)一步均勻化磨損輥形。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例提供的正弦竄輥控制方法竄輥值分布示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供一種針對熱軋下游機架工作輥的周期內(nèi)變步長竄輥控制方法，該方法用于金屬板帶材軋制，在一塊軋件完成軋制后，上下工作輥反向橫移相同的距離，然后進(jìn)行下一塊軋件的軋制，即竄輥；在帶鋼軋制生產(chǎn)過程中，上下工作輥在正向與反向最大竄輥行程位置之間進(jìn)行周期性往復(fù)地竄輥，即每一塊軋件軋制完成后按照預(yù)定步長進(jìn)行竄輥，達(dá)到正向或反向最大竄輥行程位置后上下工作輥竄輥方向均進(jìn)行反向，以上下工作輥相重合的位置為起點，經(jīng)過正向與反向最大竄輥行程位置各一次后再次回到上下工作輥相重合的位置為單個往復(fù)竄輥周期，參見附圖1，一個正弦波即為一個周期。
本發(fā)明的竄輥控制方法具有如下特點：單個往復(fù)竄輥周期內(nèi)采用變化的竄輥步長，從上下工作輥重合位置到竄輥正向與反向最大行程位置，竄輥步長逐漸減小。本發(fā)明采用單周期內(nèi)變步長的竄輥操作，使得上下工作輥中部重復(fù)區(qū)域的軋制時間相應(yīng)減少，上下工作輥邊部區(qū)域的軋制時間相應(yīng)增加，從而使得竄輥值在整個竄輥區(qū)間內(nèi)的分布更加均勻，有利于軋輥的均勻化磨損，能夠降低磨損輥形的“貓耳形”高度。
其中，竄輥操作的位置變化以正弦函數(shù)的形式實現(xiàn)。變化的竄輥步長控制方法包括初始行程，行程衰減函數(shù)，竄輥周期項和防重復(fù)項四個部分。所述正弦函數(shù)的形式為：
li＝L·F(t)·sin(i·B±C) (1)
其中，
F(t)＝kt-1 (2)
其中：
i為軋制帶鋼的塊數(shù)，單位為1；
li為軋制第i塊帶鋼時的竄輥值，單位為mm；
L為初始行程，用來控制第一個往復(fù)竄輥周期的行程，單位為mm；
F(t)為行程衰減函數(shù)，用來控制竄輥行程的衰減速度，單位為1；
t為往復(fù)竄輥周期數(shù)，單位為1；
k為往復(fù)竄輥周期之間的行程衰減系數(shù)，單位為1；
B為竄輥周期項，用來控制竄輥周期數(shù)及每個竄輥周期內(nèi)的軋制塊數(shù)，單位為1；
C為防重復(fù)項，用來防止周期內(nèi)竄輥值的重復(fù)，單位為1。
防重復(fù)項的設(shè)置意義在于，通過給正弦函數(shù)一個錯位值，能夠在很大程度上減少竄輥值重復(fù)的概率，有利于進(jìn)一步均勻化磨損輥形。
上述參數(shù)中，初始行程L取值范圍為0mm～150mm；
行程衰減函數(shù)F(t)，其值域范圍為(0.5,0.9)；
行程衰減系數(shù)k，其取值范圍為(0.65,1)；
往復(fù)竄輥周期數(shù)t，其取值范圍為{2,3,4}；
竄輥周期項B，其取值范圍為(0.1256,0.628)；
防重復(fù)項C，其取值范圍為(-B，0)。
將本發(fā)明提供的正弦竄輥控制方法投入到F5機架上輥和下輥之后，對上輥和下輥的磨損數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)上輥磨損情況改善很多，貓耳高度最大值降低了11％，下輥貓耳高度基本不變?？梢姳景l(fā)明在改善磨損，延長軋制公里數(shù)方面確實效果顯著。
以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。