專利名稱：板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷連軋生產(chǎn)工藝技術(shù)，特別涉及一種適合于板帶軋機的板 形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著制造工業(yè)的快速發(fā)展，用戶對成品帶鋼的板形精度要求越來 越苛刻。在軋制生產(chǎn)過程中，為了控制成品的板形質(zhì)量， 一般在成品機架的出 口配置一套板形儀，然后根據(jù)板形儀的測量結(jié)果反饋到軋機并通過傾輥、彎輥、 點冷卻等板形控制手段對實物板形進(jìn)行反饋控制，形成板形閉環(huán)控制系統(tǒng)，最 終達(dá)到改善實物板形的目的。這就是說，對于板形閉環(huán)控制系統(tǒng)而言，板形檢 測是前提與基礎(chǔ)，所有的板形控制手段如傾輥、彎輥、點冷卻等都是以板形檢 測設(shè)備的檢測結(jié)果作為依據(jù)的。這樣，如果由于某種原因(如檢測輥的撓曲、 傾斜、磨損等)而導(dǎo)致板形測量值失真，使得測量值與實際值之間存在一定的 誤差。然后，再以失真的板形測量值作為基礎(chǔ)來進(jìn)行板形閉環(huán)控制，其必然影 響成品的實物板形質(zhì)量。目前，對于板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差的補償問題，國內(nèi) 外的相關(guān)研究主要集中在溫度補償方面，但是對于檢測輥的撓曲、傾斜(包括 垂直與水平傾斜兩種)、磨損等方面因素對設(shè)備測量精度的綜合影響問題則主 要停留在定性研究層面，如何定量補償測量誤差、減少測量板形與實物板形的 差距仍然是各鋼鐵企業(yè)現(xiàn)場攻關(guān)的重點。為此，本發(fā)明在大量的現(xiàn)場試驗與理 論研究的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合板帶軋機板形檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)與工藝特點，將經(jīng)典 力學(xué)理論與現(xiàn)代計算技術(shù)相結(jié)合，首次建立了一套適合于板帶軋機板形檢測設(shè) 備系統(tǒng)誤差分析技術(shù)，并給出了相應(yīng)的誤差綜合補償方案，通過該技術(shù)可以定 量的計算出不同張力及板形下檢測輥的撓曲、傾斜、磨損等因素對板形測量精 度的綜合影響，從而有效的提高軋機出口的實物板形質(zhì)量，給現(xiàn)場帶來經(jīng)濟(jì)效
5益。本發(fā)明方法的原理清晰明了，計算速度快，適于現(xiàn)場在線使用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤 差綜合補償技術(shù)，通過對檢測輥的撓曲、傾斜、磨損等因素對板形測量精度 的綜合影響的定量補償，減少板形測量值與實際值的偏差，提高板形控制精度， 滿足用戶的需求。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案 一種板帶軋機板形檢 測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技術(shù)，包括以下步驟-
(a) 收集板帶軋機板形檢測設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要包括檢測輥兩側(cè)
支撐點間距丄。、檢測輥受力環(huán)寬度Ax、壓力環(huán)的個數(shù)"、檢測輥的水平度偏差 《、檢測輥的垂直度偏差&、檢測輥表面磨損系數(shù)"。,^ ^，^, A、檢測輥與 帶鋼之間的包角《，《、檢測輥輥身長度丄、檢測輥兩邊帶材的長度分別為；丄2;
(b) 收集帶鋼的規(guī)格參數(shù)及檢測結(jié)果參數(shù)，主要包括帶鋼的厚度"帶
鋼的寬度S 、板形檢測設(shè)備的板形測量結(jié)果擬合系數(shù)4),4,4,4,A;
(C)計算出由于檢測輥的垂直度偏差&而引起的板形測量誤差A(yù)^，基本 方程為
丄 +
4
、2
五
cos 6 +
《+
、
、2
-2"
cos (9，—丄，—厶
i, +丄,
>105
式中:x, —帶材的沿著橫向第/點的坐標(biāo)；
/一將帶材按照檢測輥受力環(huán)寬度分成等份時的任意點,
計算出由于檢測輥的水平度偏差《而引起的板形測量誤差A(yù)a、.,，基本方程
如下:
P 「《 +1 2《
—2L
《 乂 L 乂
sin 6 +.
《丫 w f《 J x, I — 2L， 2 x,
丄J L丄
sin —厶—丄，
>105
6(e)計算出因為檢測輥磨損而引起的板形檢測偏差A(yù) ,，其基本模型如下:
ao"—,=-
「6 ， 、產(chǎn)o )2「 6 1 、產(chǎn)o ,cos《+、「6 1 、7=0 >2 -2丄2「 6 ) 1乂=0 乂
cos《一 i2 —
'105
式中《一軋輥在第i點的磨損量，
戶o
(f) 計算出由于檢測輥的垂直度、水平度偏差以及檢測輥表面磨損綜合影響
而引起的板形檢測偏差A(yù) ，，其基本模型為
(g) 在實際板形測量值中扣除掉由于檢測輥的垂直度、水平度偏差以及檢測 輥表面磨損而引起的張力檢測偏差，計算出實際板形分布的初始值
工'
<70, = cr, -= Z々,_ Acr'
產(chǎn)o
C中ct,—板形檢測設(shè)備的板形測量，",=t
/mm
(h)計算出當(dāng)前受力情況下由于檢測輥的撓曲而引起的附加板形Ac7,，其基 本模型為
A(j = * + /2 - cos《+ 7g + /2 - 2￡2乂 cos H A ! 05 _
式中/一在i位置處的檢測輥的撓度，/=^《；
y;—檢測輥上第y點的力在;點位置上的產(chǎn)生的撓度，
6H
w F —(") -x,」+ \ J
、6丄0￡/l "…〃 ，」 6 尸7 —檢測輥任意第j個受力環(huán)上所受的壓應(yīng)力，
7《= Ax/z(cos《+cos6>2)*2.3*106;
x,—第z'點位置； 、一第/個作用載荷到原點距離； E—帶材的彈性模量； Z。一檢測輥兩端支點之間的距離； I—檢測輥慣性矩。
(i)計算出考慮到檢測輥的撓曲而引起的附加張力差之后的實際板形分布
(j)判斷不等式^^^
2> v
~^《0.001是否成立？如果成立轉(zhuǎn)入步驟(k)，
如果不成立，則令 =^'。,，轉(zhuǎn)入步驟(h)，直到不等式成立為止。 (k)輸出板形綜合補償值
(i)結(jié)束計算。
綜上，通過木發(fā)明相關(guān)技術(shù)方案，可以有效的補償因檢測輥測量誤差而引
起的板形缺陷，提高現(xiàn)場板形控制能力.以某1220五機架冷連軋機為例.本發(fā) 明專利實施之前，2005機組全年板形缺陷平均封鎖率為2. 15%。； 2006年1 月至2006年7月板形缺陷平均封鎖率為2. 37%。，本發(fā)明專利的相關(guān)補償措施 實施之后2006年8月至2006年12月板形缺陷平均封鎖率為0. 52%。，為現(xiàn)場創(chuàng) 造了很大的經(jīng)濟(jì)效益.


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進(jìn)一步詳細(xì)具體的說明。 圖1是板帶軋機板形檢測輥位置圖；圖2 (a)是板形檢測輥垂直度偏差分布簡化側(cè)視圖2 (b)是板形檢測輥垂直度偏差分布簡化主視圖3 (a)是板形檢測輥水平度偏差分布簡化側(cè)視圖3 (b)是板形檢測輥水平度偏差分布簡化主視圖4 (a)是檢測輥磨損示意圖4 (b)是檢測輥磨損部位帶鋼變化圖5是檢測輥工作過程中的受力圖6是板帶軋機板形檢測設(shè)備的系統(tǒng)誤差綜合補償計算框圖； 圖7是本發(fā)明實施例中板形檢測設(shè)備的板形測量結(jié)果顯示圖； 圖8是本發(fā)明實施例中由于檢測輥的垂直度偏差而引起的板形測量誤差 顯示圖9是本發(fā)明實施例中由于檢測輥的水平度偏差而引起的板形測量誤差 顯示圖10是本發(fā)明實施例中由于檢測輥的垂直度、水平度偏差以及檢測輥表
面磨損綜合影響而引起的板形檢測偏差顯示圖11是本發(fā)明實施例中實際板形分布的初始值顯示圖12是本發(fā)明實施例中檢測輥撓度曲線的分布情況顯示圖13是本發(fā)明實施例中考慮到檢測輥的撓曲而引起的附加張力差之后的
實際板形分布圖14是本發(fā)明實施例中板形綜合補償值顯示圖。
具體實施例方式
圖6是按照本發(fā)明板帶軋機板形檢測設(shè)備的系統(tǒng)誤差綜合補償計算框圖。 現(xiàn)以某五機架冷連軋機后輥身長度為1436mm、輥徑為313順的板形檢測輥為 例，借助于圖6來描述特定規(guī)格的帶鋼在該板形檢測設(shè)備上的系統(tǒng)誤差綜合補
9償過程。附圖l為該板帶軋機板形檢測輥位置圖。
首先，在步驟1中收集1收集板帶軋機板形檢測設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，主 要包括檢測輥兩側(cè)支撐點間距丄。=1620附附、檢測輥受力環(huán)寬度Ax^52、壓力環(huán) 的個數(shù)"=22 、檢測輥的水平度偏差《=0.1附附、檢測輥的垂直度偏差^ =0.05附附、 檢測輥表面磨損系數(shù)"。=0,a2 =0，a3 =0，a4 =0，a5 =0,"6 =0 、檢測輥與帶鋼之 間的包角《=卯°,《=28。、檢測輥輥身長度丄=1436畫、檢測輥兩邊帶材的長度 分另J為^ 二2.5/w附,丄2 =3.5mm 。
然后，在步驟2中收集帶鋼的規(guī)格參數(shù)及檢測結(jié)果參數(shù)，主要包括帶鋼 的厚度"0.5mm、帶鋼的寬度S-1040m附、板形檢測設(shè)備的板形測量結(jié)果擬合 系數(shù)^ =0,4 =10,4 =0,4 =4，其板形顯示圖如圖7所示；
然后，在步驟3中，如圖2所示，給出板形檢測輥垂直度偏差分布圖，計 算出由于檢測輥的垂直度偏差《=0.05扁而引起的板形測量誤差八 ，用如圖8 所示曲線表示；
然后，在步驟4中，如圖3所示，給出板形檢測輥水平度偏差分布圖，計算 出由于檢測輥的水平度偏差《=0.1國而引起的板形測量誤差^.、.,，用如圖9所示
曲線表示；
然后，在步驟5中，如圖4所示，給出檢測輥磨損示意圖及該部位帶鋼變化 圖，計算出因為檢測輥磨損而引起的板形檢測偏差A(yù)a^;0;
然后，在步驟6中，計算出由于檢測輥的垂直度、水平度偏差以及檢測輥表 面磨損綜合影響而引起的板形檢測偏差A(yù)&，，用如圖10所示曲線表示；
然后，在步驟7中，在實際板形測量值中扣除掉由于檢測輥的垂直度、水平 度偏差以及檢測輥表面磨損而引起的張力檢測偏差，計算出實際板形分布的初 始值 ，用如圖ll所示曲線表示；
10然后，在步驟8中，如圖5所示，給出檢測輥工作過程中的受力圖，計算 出當(dāng)前受力情況下由于檢測輥的撓曲而引起的附加板形
(A =
# + X2 - 2A/ cos《+ + 乂2 - 2丄"cos H A
105，式中乂為在i位
置處的檢測輥的撓度，厶為檢測輥上第j'點的力在/點位置上的產(chǎn)生
的撓度，乂,=
《(丄o — 、' )A
;P,為檢測
6丄0￡/ l "、" 〃 '」 6 輥任意第j個受力環(huán)上所受的壓應(yīng)力，P;= Ax/2(cos《+COS6>2)*2.3，106; x,為第 Z點位置；x^為第J個作用載荷到原點距離；E為帶材的彈性模量；丄。為檢測輥 兩端支點之間的距離；I為檢測輥慣性矩。)如圖12給出，給出檢測輥撓度曲 線的分布情況。
然后，在步驟9中，計算出考慮到檢測輥的撓曲而引起的附加張力差之后 的實際板形分布a'。,，如圖13所示； |-
然后，在步驟10中，判斷不等式j(luò)
, 、 S0.001是否成立？ 丄f cr 、 w
如果成立轉(zhuǎn)入步驟11，如果不成立，貝l^ix。^CT'。,，轉(zhuǎn)入步驟8，直到不等式
成立為止。
然后，在步驟U中，輸出板形綜合補償值A(chǔ)cT, 如 圖14所示；
最后，結(jié)束計算。
權(quán)利要求
1. 一種板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技術(shù)，其特征是該方法包括以下步驟(a)收集板帶軋機板形檢測設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)；(b)收集帶鋼的規(guī)格參數(shù)及檢測結(jié)果參數(shù)；(c)計算出由于檢測輥的垂直度偏差δh而引起的板形測量誤差Δσhi；(d)計算出由于檢測輥的水平度偏差δs而引起的板形測量誤差Δσsi；(e)計算出因為檢測輥磨損而引起的板形檢測偏差Δσmi；(f)計算出由于檢測輥的垂直度、水平度偏差以及檢測輥表面磨損綜合影響而引起的板形檢測偏差Δσhsmi＝Δσhi+Δσsi+Δσmi；(g)在實際板形測量值中扣除掉由于檢測輥的垂直度、水平度偏差以及檢測輥表面磨損而引起的板形檢測偏差，計算出實際板形分布的初始值σ0i；(h)計算出當(dāng)前受力情況下由于檢測輥的撓曲而引起的附加板形差Δσfi；(i)計算出考慮到檢測輥的撓曲而引起的附加板形差之后的實際板形橫向分布σ′0i＝σi-Δσhsmi-Δσfi；(j)判斷不等式是否成立？如果成立轉(zhuǎn)入(k)，如果不成立，則令σ0i＝σ′0i，轉(zhuǎn)入步驟(h)，直到不等式成立為止；(k)輸出板形綜合補償值Δσi＝Δσhi+Δσsi+Δσmi+Δσfi；(1)結(jié)束計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技 術(shù)，其特征是步驟(a)中所述板帶軋機板形檢測設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，主 要包括檢測輥兩側(cè)支撐點間距丄。、檢測輥受力環(huán)寬度Ax、壓力環(huán)的個數(shù)"、檢 測輥的水平度偏差&、檢測輥的垂直度偏差&、檢測輥表面磨損系數(shù)檢測輥與帶鋼之間的包角《,《、檢測輥輥身長度丄、檢測輥兩邊帶材的長度分別為A，A。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技術(shù)，其特征是步驟(b)中所述帶鋼的規(guī)格參數(shù)及檢測結(jié)果參數(shù)，主要包括 帶鋼的厚度A、帶鋼的寬度^、板形檢測設(shè)備的板形測量結(jié)果擬合系數(shù)4 3 4 "2 5 4 5」4 0
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技術(shù)，其特征是步驟(C)中所述板形測量誤差A(yù) ，基本方程為<formula>formula see original document page 3</formula>式中x, —帶材的沿著橫向第/點的坐標(biāo)；/一將帶材按照檢測輥受力環(huán)寬度分成等份時的任意點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技 術(shù)，其特征是步驟(d)中所述由于檢測輥的水平度偏差《而引起的板形測 量誤差A(yù) ，基本方程如下<formula>formula see original document page 3</formula>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技 術(shù)，其特征是步驟(e)中所述因為檢測輥磨損而引起的板形檢測偏差A(yù)^,， 其基本模型如下《+V" 乂-2AU=0 .cos6 + +、2f 6 、、" 」COS《—丄2 —^>105式中《一軋輥在第i點的磨損量，《=^>,/ 。乂=0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶軋機板形檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技 術(shù)，其特征是步驟(g)中所述實際板形分布的初始值cr。,，其表達(dá)式為<formula>formula see original document page 4</formula>式中q—板形檢測設(shè)備的板形測量，A
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板帶軋機板]i檢測設(shè)備系統(tǒng)誤差綜合補償技 術(shù)，其特征是步驟(h)中所述由于檢測輥的撓曲而引起的附加板形A^， 其基本模型為<formula>formula see original document page 4</formula>式中乂一在i位置處的檢測輥的撓度，y;=2;/;.;/;一檢測輥上第y'點的力在!'點位置上的產(chǎn)生的撓度，<formula>formula see original document page 4</formula> 6 S —檢測輥任意第j個受力環(huán)上所受的壓應(yīng)力 S = Ax&(cos《+cos6>2).2.3*106;x,—第/點位置； 一第/個作用載荷到原點距離； E—帶材的彈性模量； Z。一檢測輥兩端支點之間的距離； I—檢測輥慣性矩。
全文摘要
本發(fā)明公開一種適合于板帶軋機板形檢測設(shè)備的系統(tǒng)誤差綜合補償技術(shù)，其特征是a.收集板帶軋機板形檢測設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)；b.收集帶鋼的規(guī)格參數(shù)及檢測結(jié)果參數(shù)；c.計算出由于檢測輥的垂直度偏差而引起的板形測量誤差；d.計算出由于檢測輥的水平度偏差而引起的板形測量誤差；e.計算出因為檢測輥磨損而引起的張力檢測偏差；f.計算出由于檢測輥的垂直度、水平度偏差以及檢測輥表面磨損綜合影響而引起的張力檢測偏差；g.計算出實際張力橫向分布的初始值；h.計算出當(dāng)前受力情況下由于檢測輥的撓曲而引起的附加張力差；i.計算出考慮到檢測輥的撓曲而引起的附加張力差之后的實際張力橫向分布；j.收斂條件的判斷；k.輸出板形綜合補償值；l.結(jié)束計算。采用本發(fā)明所述技術(shù)可以定量的計算出不同張力及板形下檢測輥的撓曲、傾斜、磨損等因素對板形測量精度的綜合影響，從而有效的提高軋機出口的實物板形質(zhì)量，給現(xiàn)場帶來經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B21B38/00GK101507977SQ20091007399
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者周蓮蓮, 強 尉, 闖 牛, 白振華 申請人:燕山大學(xué)