專利名稱：一種帶鋼冷連軋軋制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于冶金過程控制技術領域，特別涉及一種帶鋼冷連軋軋制方法及裝置。
背景技術：
隨著人民生活水平及物質需求的提高，冷軋帶鋼這種高附加值的產品憑借其優良的機械性能及工藝性能和表面質量成為各行各業所必不可少的原料，人們對其的要求也越來越高。帶鋼冷連軋系統主要由以下幾部分組成開卷、焊接、矯直、酸洗、冷連軋軋制、剪切、收卷等。其中每一部分的控制系統都很復雜，而且它們控制性能的好壞都會影響最終的
廣品質量。因此，對于帶鋼冷連軋軋制過程來說，如何確定優化的軋制方案，對實際生產有著重要的意義，不僅可以改善冷軋帶鋼的板形精度，而且可以科學地保證設備的最佳性能，充分發揮軋機的生產能力，提高生產量，降低能量消耗。降低帶鋼冷連軋軋制過程能耗的方案包含了對每個機架前后張力、每個軋輥壓下量、每個機架的軋制力和軋制厚度等參數的優化設定。由于這些參數在冷連軋軋制過程中起著重要的作用，因此在這方面已經作了大量的研究工作。專利號ZL200410015884.4的中國專利公開了 “冷帶鋼連軋機軋制規程的綜合優化控制方法”，其在軋制規程優化過程中將電機負荷、板厚控制、板形控制和打滑與熱滑傷防治等諸多因素綜合考慮進去。申請號為 200910182709. 7的專利申請書公開了“不可逆鋁板帶冷軋機軋制規程的優化方法”，其以實際應用規程為優化基礎，考慮了實際軋制的靜態約束和動態約束，改進了動態優化算法。上述的公開文獻所涉及的軋制規程優化方法，都對軋制過程參數進行了優化設定計算，大量考慮了軋機本身的約束，而對于與工藝相關的約束條件及經驗約束則考慮不夠， 因此與實際的生產過程相比存在較大的差異。
發明內容
針對現有方法存在的不足，本發明提出一種帶鋼冷連軋軋制方法及裝置，通過優化過程操作參數，保證軋機的機械和電氣安全，以達到提高軋機的生產能力，降低軋制能耗，降低生產成本，提高產品的質量，減少環境污染和提高資源利用率的目的。本發明的技術方案是這樣實現的一種帶鋼冷連軋軋制方法，包括以下步驟步驟1 采集數據，包括冷連軋軋機的設備參數、冷連軋軋機的工藝信息參數、冷軋帶鋼的規格參數及冷軋帶鋼的成品要求參數；所述的冷連軋軋機的設備參數包括軋機機架數、軋機輥數、工作輥直徑、支承輥直徑、最大的軋制力、最大的軋制速度、最大的轉矩、軋制力橫向剛度、最大壓下率、電機額定功率；所述的冷連軋軋機的工藝信息參數包括末機架的帶鋼出口速度、分配和調整系數、摩擦系數、變形抗力及張應力影響系數；所述的冷軋帶鋼的規格參數包括來料鋼種、元素含量、帶鋼寬度、來料產品厚度；所述的冷軋帶鋼的成品要求參數包括成品厚度、重量；步驟2 以軋制時每個機架所消耗的能耗最小為目標，建立軋制力優化模型包括以下步驟步驟2-1 確定優化目標為軋制時使每個機架所消耗的電機功率之和最低，公式如下
權利要求
1.一種帶鋼冷連軋軋制方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 采集數據，包括冷連軋軋機的設備參數、冷連軋軋機的工藝信息參數、冷軋帶鋼的規格參數及冷軋帶鋼的成品要求參數；步驟2 以軋制時每個機架所消耗的能耗最小為目標，建立軋制力優化模型包括以下步驟步驟2-1 確定優化目標為軋制時使每個機架所消耗的電機功率之和最低，公式如下
2.根據權利要求1所述的帶鋼冷連軋軋制方法，其特征在于步驟1所述的冷連軋軋機的設備參數包括軋機機架數、軋機輥數、工作輥直徑、支承輥直徑、最大的軋制力、最大的軋制速度、最大的轉矩、軋制力橫向剛度、最大壓下率、電機額定功率；所述的冷連軋軋機的工藝信息參數包括末機架的帶鋼出口速度、分配和調整系數、摩擦系數、變形抗力及張應力影響系數；所述的冷軋帶鋼的規格參數包括來料鋼種、元素含量、帶鋼寬度、來料產品厚度； 所述的冷軋帶鋼的成品要求參數包括成品厚度、重量。
3.根據權利要求1所述的帶鋼冷連軋軋制方法，其特征在于步驟2-1所述的電機功率，計算過程如下利用機理公式確定軋制工藝參數，所述的軋制工藝參數包括工作輥壓扁半徑、機架的中性角、機架的前滑值、帶鋼出口速度、機架的軋制速度、軋制力、電機轉矩、電機軋制轉矩和電機損失轉矩和電機功率HPi,具體公式如下 計算機架出口厚度，公式如下
4.根據權利要求1所述的帶鋼冷連軋軋制方法，其特征在于步驟2-2所述的帶鋼板形約束條件為保持每個機架出口的相對凸度不變，并利用凸度方程計算，公式如下
5.根據權利要求1所述的帶鋼冷連軋軋制方法，其特征在于步驟3所述的改進的PSO算法，包括以下步驟步驟3-1 初始化PSO算法的基本參數，包括種群規模、粒子維度、最大允許位置、最大允許速度、最大迭代次數、偏差值、慣性權重和加速因子；步驟3-2 根據種群規模、粒子維度信息在軋制力的最大值范圍內隨機產生每個機架軋制力的初始數值根據約束條件(14)、(20), (21)，使用下述公式初始化第一機架至末機架的軋制力數值
6.采用帶鋼冷連軋軋制方法進行控制的裝置，其特征在于包括內部安裝有軟件、用于計算軋制力優化模型并輸出軋制力的過程計算機、用于驅動執行機構帶動軋機設備進行生產的PLC控制器，以及用于采集狀態信息、并將狀態信息傳遞給PLC控制器的傳感器和儀表。
全文摘要
一種帶鋼冷連軋軋制方法及裝置，屬于冶金過程控制技術領域，本發明在帶鋼冷連軋實際生產現場情況的基礎上，充分考慮了軋制力優化計算的合理性，選用了能耗最低為優化目標，并采用了大量實際軋制生產過程中的約束條件，并在軋制機理關系的基礎上利用改進的PSO優化算法進行最優計算，可以快速計算出優化的軋制規程信息，以避免由于經驗規程沒有綜合考慮而帶來的額外成本，通過本發明的優化方法及裝置，可以充分發揮整個冷連軋系統的生產能力，在改善產品質量的同時，降低軋機的電機總功率，從而實現節能降耗。
文檔編號B21B1/28GK102513351SQ201110439759
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月24日 優先權日2011年12月24日
發明者唐立新, 洪悅 申請人:東北大學