一种拉矫机工艺参数的优化方法及系统

摘要

本发明涉及冷轧技术领域，特别涉及一种拉矫机工艺参数的优化方法及系统，方法包括按照预拉矫的带钢所在层别对应的第一数组设定拉矫机有限元基础计算模型的参数，并输入至少四个第二数组，将计算的扭矩载荷保存至对应的第二数组中。采用数学回归的方法，计算出变量为第一参数、第二参数、延伸率及扭矩载荷的多变量回归函数。预设目标扭矩载荷及目标延伸率的值，计算出第一参数与第二参数之间的关系函数，对拉矫机工艺参数优化。系统包括带钢分类单元、参数设定单元、数据生成单元、第一计算单元、第二计算单元及参数优化单元。本发明提供的拉矫机工艺参数的优化方法及系统，可以将拉矫机的载荷控制在目标值以内，实现了拉矫程序稳定可靠的进行。

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧技术领域，特别涉及一种拉矫机工艺参数的优化方法 及系统。

背景技术

冷轧带钢在进行酸洗之前需要进行拉矫破鳞处理，一方面是为了对热 轧钢板的氧化铁皮进行机械破坏处理，使得氧化铁皮剥落，便于酸洗过程 酸液进入氧化铁皮提高酸洗效果，改善钢板表面质量；另一方面可以大大 改善冷轧基料的板形质量，进而改善冷轧轧制过程中带钢的稳定性和冷轧 质量。因此，冷轧薄带钢生产过程中，拉矫机工艺处理环节是制约产线顺 利生产、改善产品质量的一个重要因素。影响拉矫机生产的因素较多，输 入参数除了带钢的钢种、宽度和厚度之外，还有拉矫机的延伸率设定、关 键参数设定等，而输出参数则有拉矫机的电机载荷、拉矫机张力和工作辊 法向载荷等。因此拉矫机生产过程是一个多输入多输出的控制系统。未经 参数优化的拉矫机，除了影响拉矫机生产效率，影响带钢质量之外，还会 导致工作辊辊耗过大，拉矫机电机过载，严重的甚至导致电机损毁，使拉 矫难以实现稳定可靠的高速生产，严重影响机组的产量、质量和效率。

发明内容

本发明实施例通过提供一种拉矫机工艺参数的优化方法及系统，解决 了现有技术中拉矫机参数设置不合理，导致拉矫机载荷较大的技术问题， 实现了拉矫机载荷的优化，降低了拉矫机载荷，使拉矫程序稳定可靠的运 行。

本发明实施例提供了一种拉矫机工艺参数的优化方法，所述拉矫机的 工艺参数包括第一参数及第二参数，所述方法包括：

获得带钢的钢种、厚度及宽度信息，根据所述带钢的钢种、厚度及宽 度将所述带钢划分成不同的层别，相同钢种、厚度及宽度的所述带钢划分 为同一层别；生成第一数组，一个所述第一数组记录一个所述层别中的所 述带钢的钢种、厚度及宽度数据。

生成至少四个第二数组，每个所述第二数组包含一组所述第一参数、 第二参数及所述带钢延伸率的具体值。

设定拉矫机有限元基础计算模型，根据预拉矫的所述带钢所在层别对 应的所述第一数组设定所述拉矫机有限元基础计算模型的相关参数，在所 述拉矫机有限元基础计算模型中输入至少四个所述第二数组，每输入一个 所述第二数组对应得到一个所述扭矩载荷，将计算的所述扭矩载荷保存至 对应的所述第二数组中。

提取保存有所述扭矩载荷的所述第二数组，采用数学回归的方法，计 算出变量为第一参数、第二参数、延伸率及所述扭矩载荷的多变量回归函 数。

预设目标扭矩载荷及目标延伸率的值，将预设的所述目标扭矩载荷及 所述目标延伸率的值带入所述多变量回归函数中，计算出所述第一参数与 第二参数之间的关系函数。

读取所述关系函数，根据所述关系函数，在所述拉矫机中设定所述第 一参数及所述第二参数的值，实现对所述拉矫机工艺参数的优化。

进一步地，所述第二数组为18个。

进一步地，生成所述第一数组后，对不同的所述第一数组进行差异性 编号。

进一步地，在所述拉矫机中设定的所述第一参数及所述第二参数保存 在表格文件中；所述拉矫机读取所述表格文件。

本发明实施例还提供了一种拉矫机工艺参数的优化系统，包括：

带钢分类单元，用于获取带钢的钢种、厚度及宽度信息，根据带钢的 钢种、厚度及宽度将所述带钢划分成不同的层别，相同钢种、厚度及宽度 的所述带钢划分为同一层别；采用一个单独的第一数组记录一个所述层别 中的所述带钢的钢种、厚度及宽度数据。

参数设定单元，用于设定至少四个第二数组，每个所述第二数组包含 一组所述第一参数、第二参数及所述带钢延伸率的具体值。

数据生成单元，用于设定拉矫机有限元基础计算模型以及获取所述第 一数组，根据预拉矫的所述带钢所在层别对应的所述第一数组设定所述拉 矫机有限元基础计算模型的相关参数，在所述拉矫机有限元基础计算模型 中输入至少四个所述第二数组，每输入一个所述第二数组对应得到一个所 述扭矩载荷，将计算的所述扭矩载荷保存至对应的所述第二数组中。

第一计算单元，用于提取保存有所述扭矩载荷的所述第二数组，采用 数学回归的方法，计算出变量为第一参数、第二参数、延伸率及所述扭矩 载荷的多变量回归函数。

第二计算单元，用于获取所述多变量回归函数，预设目标扭矩载荷及 目标延伸率的值，将预设的所述目标扭矩载荷及所述目标延伸率的值带入 所述多变量回归函数中，计算出所述第一参数与第二参数之间的关系函数。

参数优化单元，用于获取所述关系函数，在所述拉矫机中设定所述第 一参数及所述第二参数的值，使所述第一参数及所述第二参数的值满足所 述关系函数，实现对所述拉矫机工艺参数的优化。

进一步地，在所述拉矫机有限元基础计算模型中输入的所述第二数组 为18个。

进一步地，所述带钢分类单元还用于生成所述第一数组后，对所有的 所述第一数组进行差异性编号。

进一步地，所述参数优化单元中，在所述拉矫机中设定的所述第一参 数及所述第二参数保存在表格文件中；所述拉矫机读取所述表格文件。

本发明实施例提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或 优点：

1、本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化方法及系统，采用数学 回归的方法，计算出变量为第一参数、第二参数、延伸率及扭矩载荷的多 变量回归函数，并利用多变量回归函数计算出第一参数与第二参数之间的 关系函数，优化时使第一参数及第二参数的值满足关系函数，可以将拉矫 机的载荷控制在目标值以内，降低了工作辊辊耗，实现了拉矫程序稳定可 靠的进行，保证了拉矫机组的产量、质量和效率。本发明实施例提供的拉 矫机工艺参数的优化方法及系统，通过设定拉矫机有限元基础计算模型， 以及在拉矫机有限元基础计算模型中输入第一数组及第二数组，真实的模 拟了拉矫的工况，保证了扭矩载荷数据的准确性，同时又能避免在拉矫机 上直接操作对带钢及拉矫生产线造成损伤。

2、本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化方法及系统，第二数组 为18个，保证了变量为第一参数、第二参数、延伸率及扭矩载荷的多变量 回归函数的准确性，确保第一参数与第二参数之间的关系函数趋于真实值， 提高了拉矫机参数的优化效果。

3、本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化方法及系统，对不同的 第一数组进行差异性编号，方便对第一数组进行辨识及提取。

附图说明

图1为本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化方法流程图；

图2为本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化系统结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种拉矫机工艺参数的优化方法及系统，解决 了现有技术中拉矫机参数设置不合理，导致拉矫机载荷较大的技术问题， 实现了拉矫机载荷的优化，降低了拉矫机载荷，使拉矫程序稳定可靠的运 行。

本发明实施例提供了一种拉矫机工艺参数的优化方法，拉矫机的工艺 参数包括第一参数及第二参数，参见图1，该方法包括：

步骤10、获得带钢的钢种、厚度及宽度信息，根据带钢的钢种、厚度 及宽度将带钢划分成不同的层别，相同钢种、厚度及宽度的带钢划分为同 一层别；生成第一数组，一个第一数组记录一个层别中的带钢的钢种、厚 度及宽度数据；对所有的第一数组进行差异性编号。

步骤20、生成至少四个(本实施例采用18个)第二数组，每个第二 数组包含一组第一参数、第二参数及带钢延伸率的具体值。

步骤30、设定拉矫机有限元基础计算模型，根据预拉矫的带钢所在层 别对应的第一数组设定拉矫机有限元基础计算模型的相关参数，在拉矫机 有限元基础计算模型中输入至少四个第二数组，每输入一个第二数组对应 得到一个扭矩载荷，将计算的扭矩载荷保存至对应的第二数组中。

步骤40、提取保存有扭矩载荷的所述第二数组，采用数学回归的方法， 计算出变量为第一参数、第二参数、延伸率及扭矩载荷的多变量回归函数。

步骤50、预设目标扭矩载荷及目标延伸率的值，将预设的目标扭矩载 荷及目标延伸率的值带入多变量回归函数中，计算出第一参数与第二参数 之间的关系函数。

步骤60、读取关系函数，根据关系函数，在拉矫机中设定第一参数及 第二参数的值，在拉矫机中设定的第一参数及第二参数保存在表格文件中， 拉矫机读取表格文件，实现对拉矫机工艺参数的优化。

例如：

以屈服强度≥100Mpa、宽度≥900mm、厚度≥3mm的带钢为例，根据预 拉矫的带钢所在层别对应的第一数组设定拉矫机有限元基础计算模型的相关 参数，以及在拉矫机有限元基础计算模型中输入18个第二数组。

设定第一参数为B1、第二参数为B2、延伸率为E，计算得到的扭矩载荷 为T，保存有扭矩载荷的所述第二数组分布情况如表1所示：

表1

如表1所示，提取保存有扭矩载荷的第二数组，采用数学回归的方法，计 算出变量为第一参数B1、第二参数B2、延伸率E及扭矩载荷T的多变量回归函 数T＝-7.885*B1-11.916*B2+153.779*E+0.288*B1*B2-3.161*B1*E+527.063。

预设目标扭矩载荷为400、目标延伸率为1.1，将预设的目标扭矩载荷及 目标延伸率的值带入多变量回归函数 T＝-7.885*B1-11.916*B2+153.779*E+0.288*B1*B2-3.161*B1*E+527.063中，计 算出第一参数与第二参数之间的关系函数为B2＝(296.22-11.362*B1)/ (11.916-0.288*B1)。

在拉矫机中设定第一参数及第二参数的值，使第一参数及第二参数的值 满足关系函数B2＝(296.22-11.362*B1)/(11.916-0.288*B1)，得到拉矫机 设定载荷、延伸率与第一参数及第二参数之间的对应关系如表2所示：

屈服强度 宽度 厚度 目标延伸率 目标载荷 B1 B2 100 900 3 1.1 400 0 24 100 900 3 1.1 400 5 22 100 900 3 1.1 400 10 20 100 900 3 1.1 400 15 16 100 900 3 1.1 400 20 11 100 900 3 1.1 400 25 2 100 900 3 1.1 400 30 0

表2

由表2可知，屈服强度≥100Mpa、宽度≥900mm、厚度≥3mm的带 钢，目标扭矩载荷为400、目标延伸率为1.1时，第一参数可优化为15、 第二参数B2可优化为16，第一参数B1及第二参数B2的值保存在表格文 件中，拉矫机读取表格文件，实现对拉矫机工艺参数的优化。

参见图2，本发明实施例还提供了一种拉矫机工艺参数的优化系统， 包括：带钢分类单元、参数设定单元、数据生成单元、第一计算单元、第 二计算单元及参数优化单元。

带钢分类单元用于获取带钢的钢种、厚度及宽度信息，根据带钢的钢 种、厚度及宽度将带钢划分成不同的层别，相同钢种、厚度及宽度的带钢 划分为同一层别；采用一个单独的第一数组记录一个层别中的带钢的钢种、 厚度及宽度数据；以及对所有的第一数组进行差异性编号。

参数设定单元用于设定至少四个(本实施例采用18个)第二数组，每 个第二数组包含一组第一参数、第二参数及带钢延伸率的具体值。

数据生成单元用于设定拉矫机有限元基础计算模型以及获取第一数 组，根据预拉矫的带钢所在层别对应的第一数组设定拉矫机有限元基础计 算模型的相关参数，在拉矫机有限元基础计算模型中输入至少四个第二数 组，每输入一个第二数组对应得到一个扭矩载荷，将计算的扭矩载荷保存 至对应的第二数组中。

第一计算单元用于提取保存有扭矩载荷的第二数组，采用数学回归的 方法，计算出变量为第一参数、第二参数、延伸率及扭矩载荷的多变量回 归函数。

第二计算单元用于获取多变量回归函数，预设扭矩载荷及延伸率的值， 将预设的扭矩载荷及延伸率的值带入多变量回归函数中，计算出第一参数 与第二参数之间的关系函数。

参数优化单元用于获取关系函数，在拉矫机中设定第一参数及第二参 数的值，使第一参数及第二参数的值满足关系函数，在拉矫机中设定的第 一参数及第二参数保存在表格文件中，拉矫机读取表格文件，实现对拉矫 机工艺参数的优化。

本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化方法及系统，至少具备以 下有益效果：

本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化方法及系统，采用数学回 归的方法，计算出变量为第一参数、第二参数、延伸率及扭矩载荷的多变 量回归函数，并利用多变量回归函数计算出第一参数与第二参数之间的关 系函数，优化时使第一参数及第二参数的值满足关系函数，可以将拉矫机 的载荷控制在目标值以内，降低了工作辊辊耗，实现了拉矫程序稳定可靠 的进行，保证了拉矫机组的产量、质量和效率。本发明实施例提供的拉矫 机工艺参数的优化方法及系统，通过设定拉矫机有限元基础计算模型，以 及在拉矫机有限元基础计算模型中输入第一数组及第二数组，真实的模拟 了拉矫的工况，保证了扭矩载荷数据的准确性，同时又能避免在拉矫机上 直接操作对带钢及拉矫生产线造成损伤。

本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化方法及系统，第二数组为 18个，保证了变量为第一参数、第二参数、延伸率及扭矩载荷的多变量回 归函数的准确性，确保第一参数与第二参数之间的关系函数趋于真实值， 提高了拉矫机参数的优化效果。

本发明实施例提供的拉矫机工艺参数的优化方法及系统，对所有的第 一数组进行差异性编号，方便对第一数组进行辨识及提取。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案 而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人 员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离 本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。