技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種熱連軋機組成品機架工作輥表面粗糙度預(yù)報方法，屬于熱軋技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
：

在帶鋼的熱連軋生產(chǎn)過程中，軋輥的表面粗糙度對于成品熱軋帶鋼的影響至關(guān)重要。熱連軋生產(chǎn)線的軋輥有工作時間長、工作環(huán)境惡劣、工作強度大的特點，其經(jīng)常會出現(xiàn)磨損、表面龜裂、氧化皮剝落等常見破損。其中軋輥磨損是指，隨著軋制噸位的增加，軋輥表面的粗糙度衰減，進而影響熱軋帶鋼成品表面質(zhì)量的現(xiàn)象。另外，對于熱軋帶鋼而言，軋輥總是處于溫度因接觸帶鋼而迅速升高和因接觸軋輥冷卻水而迅速降低的循環(huán)之中，其溫度變化的幅度和頻率都會影響軋輥表面的磨損情況。事實上，隨著軋輥磨損的增加，粗糙度急劇下降，甚至?xí)?dǎo)致軋輥與帶鋼相互打滑現(xiàn)象的發(fā)生，這在破壞帶鋼表面質(zhì)量的同時，進一步加劇了軋輥的磨損。尤其對于熱連軋機組的成品機架，其軋輥的粗糙度更是會直接影響熱軋成品的表面質(zhì)量。以往對于軋輥的磨損程度通常是通過現(xiàn)場經(jīng)驗進行判斷，經(jīng)由現(xiàn)場富有經(jīng)驗的工人制定合理的換輥周期，以此避免軋輥磨損帶來的成品質(zhì)量降級事故。然而，不同的鋼種、不同的工藝條件都會影響軋輥的磨損速率，所以僅僅根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗制定的換輥周期過于死板。事實上，軋輥的磨損實際上與時間并無直接的關(guān)系，影響熱軋輥的磨損程度的因素主要有：軋制噸位、軋輥的溫度變化幅度、軋輥的溫度變化頻率。因此，現(xiàn)場僅僅根據(jù)時間來判斷換輥與否的生產(chǎn)制度有下述不合理的方面：一種情況，已經(jīng)磨損嚴(yán)重的軋輥由于未達到“換輥周期”仍在在線生產(chǎn)，帶來成品質(zhì)量風(fēng)險；與之相反的另外一種情況是，是過度遵循“換輥周期”的工藝，還可以繼續(xù)使用的軋輥被換下，增加了機組不必要的時間成本和技術(shù)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述存在的問題提供一種熱連軋機組成品機架工作輥表面粗糙度預(yù)報方法，考慮軋制噸位、溫度變化幅度、溫度變化頻率等因素軋輥粗糙度衰減模型，從而更加科學(xué)精確地判斷軋輥的磨損程度，對熱軋機組軋輥的粗糙度進行預(yù)報，降低熱軋成品出現(xiàn)表面質(zhì)量問題的風(fēng)險，同時避免投入不必要的時間成本和技術(shù)成本，給企業(yè)帶來效益。

上述的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種熱連軋機組成品機架工作輥表面粗糙度預(yù)報方法，該方法包括如下步驟：

(a)計算機組針對不同鋼種生產(chǎn)工藝的軋輥衰減模型；

(b)給定機組正常生產(chǎn)所允許的軋輥粗糙度下限r(nóng)armin；

(c)給定鋼卷參數(shù)p并初始化p＝1；

(d)收集機組換輥后生產(chǎn)周期內(nèi)第p卷帶鋼的鋼種，軋制速度wp，帶鋼溫度tps，軋輥冷卻水溫度tpl，鋼卷重量lp，及其所對應(yīng)的噸位衰減系數(shù)和溫變衰減系數(shù){lp0,tp0}；

(e)預(yù)報第p+1卷帶鋼生產(chǎn)的初始粗糙度

(f)判斷rarp+1≤rarmin，如果不是，則令p＝p+1，rar0＝rarp+1，轉(zhuǎn)入步驟(c)；如果是，令p＝p-1，轉(zhuǎn)入步驟(f)；

(g)輸出p，并在生產(chǎn)完第p卷帶鋼后，停機換輥，成品機架的軋輥粗糙度預(yù)報結(jié)束，進入下一換輥周期；

所述的熱連軋機組成品機架工作輥表面粗糙度預(yù)報方法，步驟(a)中所述的計算機組針對不同鋼種生產(chǎn)工藝的軋輥衰減模型包括如下步驟：

(a1)收集現(xiàn)場設(shè)備工藝參數(shù)，鋼種總數(shù)z，成品機架磨輥粗糙度初始值rar0；

(a2)給定鋼種參數(shù)i，并初始化i＝1；

(a3)收集針對第i種帶鋼的軋制工藝參數(shù)，成品機架軋制過程中帶鋼的溫度tis、軋輥冷卻水的溫度til；

(a4)通過現(xiàn)場進行針對第i種鋼種的實驗：在同樣的潤滑冷卻等工藝條件下，分別收集n組軋制噸位分別為lj(j＝1，2，3……n)和m組軋制速度(工作輥轉(zhuǎn)速)分別為wk(k＝1，2，3……m)的軋輥粗糙度rarijk；

(a5)根據(jù)現(xiàn)場實際給定軋制噸位衰減系數(shù)和溫變衰減系數(shù)的初始值x0＝{li0,ti0}和計算精度∑；

(a6)計算不同軋制噸位、不同軋制速度下的理論粗糙度

(a7)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)g(x0)

式中α為加權(quán)系數(shù)，0＜α＜1；

(a8)判斷g(x0)≤∑，如果是，則輸出x0，如果不是則調(diào)整x0的值，重復(fù)執(zhí)行步驟(a6)、(a7)，直至不等式滿足輸出合理的x0，得到針對第i種鋼種熱連軋軋輥粗糙度衰減模型；

(a9)判斷i<z，如果是i＝i+1，則i＝i+1，返回步驟(a3)，如果是，則針對機組共z組鋼種生產(chǎn)工藝的軋輥粗糙度衰減模型收集完成，轉(zhuǎn)入步驟(b)。

有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的建立了一套熱軋過程中考慮軋制噸位、溫度變化幅度、溫度變化頻率等因素軋輥粗糙度衰減模型，從而更加科學(xué)精確地判斷軋輥的磨損程度，對熱軋機組軋輥的粗糙度進行預(yù)報，降低熱軋成品出現(xiàn)表面質(zhì)量問題的風(fēng)險，同時避免投入不必要的時間成本和技術(shù)成本，給企業(yè)帶來效益。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的總流程圖；

附圖2為本發(fā)明的機組不同鋼種生產(chǎn)工藝的軋輥衰減模型計算流程圖；

附圖3為本發(fā)明在某連軋生產(chǎn)線的應(yīng)用效果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

一種熱連軋機組成品機架工作輥表面粗糙度預(yù)報方法，該方法包括如下步驟：

(a)計算機組針對不同鋼種生產(chǎn)工藝的軋輥衰減模型；

(a1)收集現(xiàn)場設(shè)備工藝參數(shù)，鋼種總數(shù)z＝6，成品機架磨輥粗糙度初始值rar0＝3.3；

(a2)給定鋼種參數(shù)i，并初始化i＝1；

(a3)收集針對第i種帶鋼的軋制工藝參數(shù)，成品機架軋制過程中帶鋼的溫度tis、軋輥冷卻水的溫度til；

(a4)通過現(xiàn)場進行針對第i種鋼種的實驗：在同樣的潤滑冷卻等工藝條件下，分別收集n組軋制噸位分別為lj(j＝1，2，3……n)和m組軋制速度(工作輥轉(zhuǎn)速)分別為wk(k＝1，2，3……m)的軋輥粗糙度rarijk；

(a5)根據(jù)現(xiàn)場實際給定軋制噸位衰減系數(shù)和溫變衰減系數(shù)的初始值x0＝{li0,ti0}和計算精度∑＝0.1；

(a6)計算不同軋制噸位、不同軋制速度下的理論粗糙度

(a7)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)g(x0)

式中α為加權(quán)系數(shù)，0＜α＜1；

(a8)判斷g(x0)≤∑，如果是，則輸出x0，如果不是則調(diào)整x0的值，重復(fù)執(zhí)行步驟(a5)、(a6)，直至不等式滿足輸出合理的x0，得到針對第i種鋼種熱連軋軋輥粗糙度衰減模型；

(a9)判斷i<z，如果是i＝i+1，則i＝i+1，返回步驟(a3)，如果是，則針對機組共z組鋼種生產(chǎn)工藝的軋輥粗糙度衰減模型收集完成，如表1所示，轉(zhuǎn)入步驟(b)；

表1某熱連軋機組各鋼種對于的噸位衰減系數(shù)和溫變衰減系數(shù)

(b)給定機組正常生產(chǎn)所允許的軋輥粗糙度下限r(nóng)armin＝0.7；

(c)給定鋼卷參數(shù)p并初始化p＝1；

(d)收集機組換輥后生產(chǎn)周期內(nèi)第p卷帶鋼的鋼種，軋制速度wp，帶鋼溫度tps，軋輥冷卻水溫度tpl，鋼卷重量lp，及其所對應(yīng)的噸位衰減系數(shù)和溫變衰減系數(shù){lp0,tp0}；

(e)預(yù)報第p+1卷帶鋼生產(chǎn)的初始粗糙度

(f)判斷rarp+1≤rarmin，如果不是，則令p＝p+1，rar0＝rarp+1，轉(zhuǎn)入步驟(c)；如果是，令p＝p-1，轉(zhuǎn)入步驟(f)經(jīng)計算，生產(chǎn)周期內(nèi)個卷熱軋帶鋼的預(yù)報粗糙度如表2所示，觀察表格可知，在生產(chǎn)完第63卷帶鋼后軋輥的軋后粗糙度已經(jīng)小于粗糙度下限0.7，故令p＝63-1＝62；

表2某熱連軋機組在生產(chǎn)周期針對成品機架的軋輥粗糙度預(yù)報

(g)輸出62，在生產(chǎn)完第62卷帶鋼后，停機換輥，軋輥粗糙度的預(yù)報結(jié)束，進入下一換輥周期；

最后，根據(jù)本發(fā)明在現(xiàn)場設(shè)定換輥工藝制度，科學(xué)精確地判斷了軋輥的磨損程度，對熱軋機組軋輥的粗糙度進行較為準(zhǔn)確的預(yù)報，降低了熱軋成品出現(xiàn)表面質(zhì)量問題的風(fēng)險，同時避免了投入不必要的時間成本和技術(shù)成本，給企業(yè)帶來了效益。