以秒流量最大为目标的轧制规范优化

摘 要：本文通过分析冷轧负荷分配及优化过程，提出了以轧制力平衡系数为参考、以秒流量最大为目标的轧制规范优化方法。以现场生产经验确定合理轧制力平衡系数范围为基础，通过调整轧制力平衡系数，达到轧制速度最大化。

关键词：冷连轧机 轧制力平衡 轧制规范

1 引言

冷轧带钢轧制规程是生产工艺的主要内容，对其进行优化可使轧制过程处于最佳状态，实现节省轧制能耗，充分发挥轧机生产能力的目的[1]。

2 功率及轧制力平衡及最大秒流量计算

在完成实始负荷分配后，还需要进行中间机架功率平衡与第一、第二机架轧制力平衡检查。通常情况下在使用毛辊时最后机架的变形量非常小，实际变形量在前面几个机架完成，为了最大限度地发挥各机架的生产能力并防止马达功率超限，一般希望各机架的马达功率与极限马达功率比值一定，即是马达功率平衡原则。由于第一机架入口和出口张力有较大的差异，若使其功率最大将导致轧制力增大。因此，通过第一、第二机架轧制力平衡检查使得第一机架保持较小的功率，通过这种方式实现轧制力平衡。

2.1 功率平衡的检查与调整

模型在进行中间机架压下负荷分配时所遵循的原则是保持中间的马达功率最大，从而使轧制过程既高速又稳定。模型通过如下几个步骤检查第2至第L机架马达功率平衡。

计算各个机架的功率和额定功率之比

HPRatei= .........................（1）

计算平均比例

HPA=(HPratei/Ai)/(L-1) ....................（2）

计算每个机架的比例和平均比例的比值

Bali=HPRatei/HPA/Ai . ..................... （3）

式中：HPRatei为第i机架(i=2～L)马达功率比例系数，HPmaxi为第i机架最大马达功率=额定马达功率*%[(%[=1)，HPi为第i机架马达功率模型计算值；HPA为第2～L机架马达功率比例系数的平均值，Ai是功率平衡系数（取值由模型设定或人工修改，极限范围在0.5～1.5），L为机架号(光辊模式L=5，毛辊模式L=4),Bali为功率平衡极限检查值。判断Bali的值是否在1眬%Z(%Z为允许误差量，%Z=0.02)范围内，如果在此范围内计算有效，否则通过调节压下负荷分配重新计算，直到达到功率平衡。

2.1 轧制力平衡的检查与调整

轧制力平衡检查算方法如下：

Bali=P1/P2/A . ....................... （4）

1-%Z ≤Bali≤1+%Z(%Z=0.02) ................（5）

式中：Bali为轧制力平衡极限检查值，P1、P2为第1、2机架的轧制力设定值，A是轧制力平衡系数（取值由模型设定或人工修改，极限范围在0.5～1.5），%Z为允许误差量。若Bali不满足式（5），重新进行压下分配调节。

3目标函数及约束条件

轧制力平衡的目的是防止由负荷分配不当造成第一机架轧制力过大对设备产生不良影响。虽然轧制力平衡系数对于负荷分配只起到参考作用，但在现场生产中，通过轧制力平衡系数优化负荷分配具有很强的直观性。调节轧制力平衡系数也应考虑产品特点、现场工况等条件。调节轧制力平衡系数实质是重新进行负荷分配，因此必然会引起最大秒流量的变化。即对于某一轧制力平衡系数A=Ai，负荷分配后最大秒流量M=Mi。即总有A''，在A的取值范范围内可得到最大秒流量的极值，即Mmax=MAX(A'')=MAX(Mi)。

负荷分配调整过程中，要满足A1≤A≤A2，A1、A2由根据经验给定的轧制力平衡系数范围。

4应用实例与分析

在实际生产中，以某批同钢种同规格（CQ级、入口厚度5.0mm、出口厚度1.515mm、宽度1270mm）来料进行优化效果验证，结果见表1。

表1

规程 机架 出口厚 变形率 轧制力 功率 最大秒流 轧制力平 最大轧制高到了888mpm，提高12.5%。

5结语

本文给出的轧制规范优化方法，提高了产品生产效率。经过某钢厂1750mm轧机生产实践证明，使用优化后的轧制规范，生产稳定、高效，对现场有较强的指导意义。

参考方献:

[1]李强,方一呜,赵琳琳等.五机架冷连轧机轧制规程的优化计算及实现.工业控制计算机,2007,11:58-61.

作者简介：刘晓东（1982-），男，硕士研究生。现于宝钢湛江钢铁冷轧项目组从事轧钢工艺相关工作。