中浪板形的矫直机矫直控制方法及装置

技术领域

本发明涉及金属板材板形控制技术领域，尤其涉及中浪板形的矫直机矫直控制方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

冷矫直工序对中厚板最终的质量影响非常大，其为修正中厚板冷却后的板形缺陷的主要手段，在中厚板生产过程中，辊式矫直机常用来作为改善板材各种板形缺陷和消除残余应力的设备。其中，决定矫直机矫直效果的核心分为两部分，即合理的辊系结构与矫直模型。对于浪形矫直，施加弯辊成为辊式矫直机的主要手段，一般分为正弯辊与负弯辊，中浪缺陷需要施加负弯辊，使矫直辊在工作过程中产生一定的挠度，能改善板材在板宽方向上的纵向纤维分布不均，进而改善中厚板的浪形缺陷，而浪形矫直效果的好坏主要受弯辊量的影响，对于中浪缺陷严重的中厚板，单纯通过弯辊量的调整可能不足以改善其纵向纤维分布不均的情况，导致其矫直效果不理想，且针对弯辊手段无法解决中浪板形缺陷的情况，对于未配备弯辊能力的矫直机而言，无法对中浪板形进行控制。

发明内容

本发明实施例提供一种中浪板形的矫直机矫直控制方法，用以有针对性的配置矫直辊辊形，从而使不具备弯辊调控能力的矫直机具备一定的中浪板形的控制能力，提升中浪控制效果，所述矫直机包括多个上排矫直辊和多个下排矫直辊，所述矫直机矫直控制方法包括：

获取上排第一根矫直辊和上排最后一根矫直辊的压下量，根据上排第一根矫直辊压下量和上排最后一根矫直辊压下量，确定上排除边辊外其余矫直辊的压下量和下排除边辊外其余矫直辊的压下量，根据矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲挠度；

根据各矫直辊的弯曲挠度，以及弯曲挠度与弯曲半径之间的关系，构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系，根据弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系、矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系；

根据弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲曲率；

比较各矫直辊的弯曲曲率，根据比较结果确定矫直辊的辊形，根据矫直辊的辊形对中浪板形进行矫直控制。

本发明实施例还提供一种中浪板形的矫直机矫直控制装置，用以有针对性的配置矫直辊辊形，从而使不具备弯辊调控能力的矫直机具备一定的中浪板形的控制能力，提升中浪控制效果，所述矫直机包括多个上排矫直辊和多个下排矫直辊，所述矫直机矫直控制装置包括：

弯曲挠度确定模块，用于获取上排第一根矫直辊和上排最后一根矫直辊的压下量，根据上排第一根矫直辊压下量和上排最后一根矫直辊压下量，确定上排除边辊外其余矫直辊的压下量和下排除边辊外其余矫直辊的压下量，根据矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲挠度；

弯曲曲率与矫直辊的压下量关系确定模块，用于根据各矫直辊的弯曲挠度，以及弯曲挠度与弯曲半径之间的关系，构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系，根据弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系、矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系；

弯曲曲率确定模块，用于根据弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲曲率；

中浪板形矫直控制模块，用于比较各矫直辊的弯曲曲率，根据比较结果确定矫直辊的辊形，根据矫直辊的辊形对中浪板形进行矫直控制。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述中浪板形的矫直机矫直控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中浪板形的矫直机矫直控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中浪板形的矫直机矫直控制方法。

本发明实施例中，通过获取上排第一根矫直辊和上排最后一根矫直辊的压下量，根据上排第一根矫直辊压下量和上排最后一根矫直辊压下量，确定上排除边辊外其余矫直辊的压下量和下排除边辊外其余矫直辊的压下量，根据矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲挠度；根据各矫直辊的弯曲挠度，以及弯曲挠度与弯曲半径之间的关系，构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系，根据弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系、矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系；根据弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲曲率；比较各矫直辊的弯曲曲率，根据比较结果确定矫直辊的辊形，根据矫直辊的辊形对中浪板形进行矫直控制，可以有针对性的配置矫直辊辊形，从而使不具备弯辊调控能力的矫直机具备一定的中浪板形的控制能力，提升中浪控制效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中中浪板形的矫直机矫直控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中全液压辊式矫直机的压下调整方案示意图；

图3为本发明实施例中弯曲半径与弯曲挠度间的关系示意图；

图4为本发明实施例中九辊矫直机矫直辊布置示意图；

图5为本发明实施例中浪形较大的板材的第2和5号矫直辊辊形；

图6为本发明实施例中浪形较大的板材的第3和4号矫直辊辊形；

图7为本发明实施例中浪形中等的板材的第2和5号矫直辊辊形；

图8为本发明实施例中浪形中等的板材的第3和4号矫直辊辊形；

图9为本发明实施例中浪形较小的板材的第2和5号矫直辊辊形；

图10为本发明实施例中浪形较小的板材的第3和4号矫直辊辊形；

图11为本发明实施例中中浪板形的矫直机矫直控制装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1为本发明实施例中中浪板形的矫直机矫直控制方法的流程图，该方法包括：

步骤101，获取上排第一根矫直辊和上排最后一根矫直辊的压下量，根据上排第一根矫直辊压下量和上排最后一根矫直辊压下量，确定上排除边辊外其余矫直辊的压下量和下排除边辊外其余矫直辊的压下量，根据矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲挠度；

步骤102，根据各矫直辊的弯曲挠度，以及弯曲挠度与弯曲半径之间的关系，构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系，根据弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系、矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系；

步骤103，根据弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲曲率；

步骤104，比较各矫直辊的弯曲曲率，根据比较结果确定矫直辊的辊形，根据矫直辊的辊形对中浪板形进行矫直控制。

下面对每一步骤进行详细说明。

在步骤101中，获取上排第一根矫直辊和上排最后一根矫直辊的压下量，根据上排第一根矫直辊压下量和上排最后一根矫直辊压下量，确定上排除边辊外其余矫直辊的压下量和下排除边辊外其余矫直辊的压下量，根据矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲挠度。

在一实施例中，所述矫直机为九辊矫直机。

具体实施例中，对于全液压辊式矫直机的压下调整方案是上排矫直辊整体倾斜调整，如图2所示。

根据常用的矫直策略可知，压下量设定过程如下：首先，需确定入口、出口矫直辊的压下量，入口矫直辊即上辊系第1根矫直辊，用符号δ

确定了δ

按照以下公式计算上排除边辊外其余矫直辊的压下量：

其中，k＝δ

对于下排矫直辊，除去边辊外，虽然其他矫直辊不提供压下量，但认为其具有相对的压下量。按照以下公式计算下排除边辊外其余矫直辊的压下量：

其中，δ

矫直机的边辊，即下排的第一根矫直辊和最后一根矫直辊，一般可认为不提供压下量。即δ

在一实施例中，根据矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲挠度，包括：

按照以下公式计算各矫直辊的弯曲挠度：

其中，i为矫直辊的编号，υ

在步骤102中，根据各矫直辊的弯曲挠度，以及弯曲挠度与弯曲半径之间的关系，构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系，根据弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系、矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系。

具体实施例中，借助中间变量弯曲挠度建立弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，上述过程已建立弯曲挠度与矫直辊的压下量之间的关系，根据该关系，进而获得弯曲曲率与压下量之间的求解关系。在矫直过程中，钢板变形可简化为图3所示。

在一实施例中，根据各矫直辊的弯曲挠度，以及弯曲挠度与弯曲半径之间的关系，构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系，包括：

按照以下公式构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系：

其中，A

根据弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系、矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，包括：

按照以下公式确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系：

在步骤103中，根据弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲曲率。

在步骤104中，比较各矫直辊的弯曲曲率，根据比较结果确定矫直辊的辊形，根据矫直辊的辊形对中浪板形进行矫直控制。

在一实施例中，比较各矫直辊的弯曲曲率，根据比较结果确定矫直辊的辊形，包括：

比较各矫直辊的弯曲曲率的大小，根据比较结果确定矫直辊浪形控制量；

根据矫直辊浪形控制量，确定矫直辊的辊形。

在一实施例中，根据比较结果确定矫直辊浪形控制量，包括：

按照如下公式计算矫直辊浪形控制量的最小值：

C

其中，k

具体实施例中，在矫直过程中，不同辊处的弯曲曲率有所变化，接下来对弯曲曲率进行比较，根据弯曲曲率大小比例确定对于中浪曲率的控制能力，如下所示：

A

式中，A

由于中浪控制思路为使板材中部延伸量小于边部，故采用一定凹度的辊形方案。对于弯曲曲率较大的前两根矫直辊，为避免其中浪控制能力过强，其辊形凹度取较小值，用符号C

其中，C

C

式中，k

在已知C

式中，y

R为矫直辊初始半径，mm；

a

x

b为辊身长度，mm；

α

如上述的矫直机辊形确定方法，已知矫直辊辊身长度b和矫直辊初始半径R的基础上，给定矫直辊浪形控制量C，根据以下公式得到矫直辊辊形参数a

下面以入口压下量取2.2mm，出口压下量取0.2mm，浪形较大的板材为例，说明某九辊矫直机的矫直机矫直控制方案。

(1)确定矫直相对压下量。

某九辊矫直机的布置情况如图4所示。压下调整方案是上排矫直辊整体倾斜调整。此处取δ

δ

δ

δ

δ

(2)通过相对压下量确定弯曲曲率。

某九辊矫直机的辊距有所不同，如图4所示，其中上排辊与下排辊中间部分的辊距为240mm，下排辊边部辊距为310mm，根据式(11)，各辊处板材的矫直弯曲曲率为：

(3)对各辊处弯曲曲率排序并确定矫直辊辊形及配置方案。

各矫直辊处的板材弯曲曲率由大到小排列见下式：

A

由于中浪控制思路为使板材中部延伸量小于边部，故采用一定凹度的辊形方案。对于弯曲曲率较大的前2根矫直辊，为避免其中浪控制能力过强，其辊形凹度取较小值，用符号C

如图4所示，假设实际中浪情况较严重，对于第2和5号辊，应充分发挥其中浪控制能力，取辊形凹度值C

矫直辊辊形曲线半角5π/12，根据以下公式分别得到不同矫直辊的辊形参数：

该九辊矫直机矫直辊初始半径R＝105mm，辊身长度b＝4200mm，各矫直辊可确定一条辊形曲线：

第2和5号矫直辊：

第3和4号矫直辊：

矫直辊辊形曲线如图5和图6所示。

下面以入口压下量取1.8mm，出口压下量取0.2mm，浪形中等的板材为例，说明某九辊矫直机的矫直机矫直控制方案。

(1)确定矫直相对压下量.

某九辊矫直机的布置情况如图3所示。压下调整方案是上排矫直辊整体倾斜调整。此处取δ

δ

δ

δ

δ

(2)通过相对压下量确定弯曲曲率

某九辊矫直机的辊距有所不同，其中上排辊与下排辊中间部分的辊距为240mm，下排辊边部辊距为310mm，各辊处板材的矫直弯曲曲率为：

(3)对各辊处弯曲曲率排序并确定矫直辊辊形及配置方案

各矫直辊处的板材弯曲曲率由大到小排列见下式：

A

由于中浪控制思路为使板材中部延伸量小于边部，故采用一定凹度的辊形方案。对于弯曲曲率较大的前2根矫直辊，为避免其中浪控制能力过强，其辊形凹度取较小值，用符号C

假设实际中浪情况较严重，对于第2和5号辊，应充分发挥其中浪控制能力，取辊形凹度值C

矫直辊辊形曲线半角5π/12，得到不同矫直辊的辊形参数：

该九辊矫直机矫直辊初始半径R＝105mm，辊身长度b＝4200mm，各矫直辊可确定一条辊形曲线：

第2和5号矫直辊：

第3和4号矫直辊：

矫直辊辊形曲线如图7和图8所示。

下面以入口压下量取1.6mm，出口压下量取0.2mm，浪形较小的板材为例，说明某九辊矫直机的矫直机矫直控制方案。

(1)确定矫直相对压下量

某九辊矫直机的布置情况如图4所示。压下调整方案是上排矫直辊整体倾斜调整。此处取δ

δ

δ

δ

δ

(2)通过相对压下量确定弯曲曲率

其中上排辊与下排辊中间部分的辊距为240mm，下排辊边部辊距为310mm，各辊处板材的矫直弯曲曲率为：

/>

(3)对各辊处弯曲曲率排序并确定矫直辊辊形及配置方案

各矫直辊处的板材弯曲曲率由大到小排列见下式：

A

由于中浪控制思路为使板材中部延伸量小于边部，故采用一定凹度的辊形方案。对于弯曲曲率较大的前2根矫直辊，为避免其中浪控制能力过强，其辊形凹度取较小值，用符号C

假设实际中浪情况较严重，对于第2和5号辊，应充分发挥其中浪控制能力，取辊形凹度值C

矫直辊辊形曲线半角5π/12，得到不同矫直辊的辊形参数：

该九辊冷矫直机矫直辊初始半径R＝105mm，辊身长度b＝4200mm，各矫直辊可确定一条辊形曲线：

第2和5号矫直辊：

第3和4号矫直辊：

矫直辊辊形曲线如图9和图10所示。

本发明实施例中还提供了一种中浪板形的矫直机矫直控制装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与中浪板形的矫直机矫直控制方法相似，因此该装置的实施可以参见中浪板形的矫直机矫直控制方法的实施，重复之处不再赘述。如图11所示，该装置包括：

弯曲挠度确定模块110，用于获取上排第一根矫直辊和上排最后一根矫直辊的压下量，根据上排第一根矫直辊压下量和上排最后一根矫直辊压下量，确定上排除边辊外其余矫直辊的压下量和下排除边辊外其余矫直辊的压下量，根据矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲挠度；

弯曲曲率与矫直辊的压下量关系确定模块111，用于根据各矫直辊的弯曲挠度，以及弯曲挠度与弯曲半径之间的关系，构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系，根据弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系、矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系；

弯曲曲率确定模块112，用于根据弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲曲率；

中浪板形矫直控制模块113，用于比较各矫直辊的弯曲曲率，根据比较结果确定矫直辊的辊形，根据矫直辊的辊形对中浪板形进行矫直控制。

在一实施例中，所述矫直机为九辊矫直机。

在一实施例中，弯曲挠度确定模块110，具体用于：

按照以下公式计算上排除边辊外其余矫直辊的压下量：

其中，k＝δ

按照以下公式计算下排除边辊外其余矫直辊的压下量：

其中，δ

在一实施例中，弯曲挠度确定模块110，具体用于：

按照以下公式计算各矫直辊的弯曲挠度：

其中，i为矫直辊的编号，υ

在一实施例中，弯曲曲率与矫直辊的压下量关系确定模块111，具体用于：

按照以下公式构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系：

/>

其中，A

弯曲曲率与矫直辊的压下量关系确定模块，具体用于：

按照以下公式确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系：

在一实施例中，中浪板形矫直控制模块113，具体用于：

比较各矫直辊的弯曲曲率的大小，根据比较结果确定矫直辊浪形控制量；

根据矫直辊浪形控制量，确定矫直辊的辊形。

在一实施例中，中浪板形矫直控制模块113，具体用于：

按照如下公式计算矫直辊浪形控制量的最小值：

C

其中，k

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述中浪板形的矫直机矫直控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中浪板形的矫直机矫直控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述中浪板形的矫直机矫直控制方法。

本发明实施例中，通过获取上排第一根矫直辊和上排最后一根矫直辊的压下量，根据上排第一根矫直辊压下量和上排最后一根矫直辊压下量，确定上排除边辊外其余矫直辊的压下量和下排除边辊外其余矫直辊的压下量，根据矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲挠度；根据各矫直辊的弯曲挠度，以及弯曲挠度与弯曲半径之间的关系，构建弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系，根据弯曲挠度与弯曲曲率之间的关系、矫直辊的压下量与弯曲挠度之间的关系，确定弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系；根据弯曲曲率与矫直辊的压下量之间的关系，以及各矫直辊的压下量，确定各矫直辊的弯曲曲率；比较各矫直辊的弯曲曲率，根据比较结果确定矫直辊的辊形，根据矫直辊的辊形对中浪板形进行矫直控制，可以有针对性的配置矫直辊辊形，从而使不具备弯辊调控能力的矫直机具备一定的中浪板形的控制能力，提升中浪控制效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。