摘要：根据薄带高速冷连轧生产的工艺特点，以各机架轧制温度相对均匀为目标，同时以保证终卷温度在设定范围内和各机架轧制负荷不超限为约束条件，建立了一套冷连轧机高速轧制的轧制规程优化控制模型，使用后效果较好。

关键词：薄带冷连轧；轧制规程；轧制温度；板形

1前言

   生产实践表明，在板带高速冷连轧中可通过对轧制温度进行合理控制来获得良好的表面质量和板形，薄而硬的镀锡原板更是如此。而不合理的轧制温度将导致某些不良后果，例如，若轧制温度过高，一方面将会使带钢表面形成一层黑色氧化膜，影响镀锡原板的抗腐蚀能力；另一方面将降低润滑剂(乳化液)的效用，导致辊缝中摩擦能量消耗增加，使轧辊和带钢表面温度升高。以往冷连轧压下规程的优化与设定，一般只考虑各机架电机负荷的分配、厚控精度以及防治打滑等因素，而很少考虑轧制温度与终卷温度对带钢表面质量与板形精度的影响，因而有时会造成产品质量等级下降甚至判废，给企业带来不小的经济损失。为此，在大量现场试验与理论研究的基础上，以各机架轧制温度相对均匀为目标，同时保证终卷温度在设定范围内，并且以各机架轧制负荷不超限为约束条件，建立了一套高速冷连轧机轧制温度控制数学模型，应用于宝山钢铁股份有限公司1220mm冷连轧机的生产中，实现了轧制温度与终卷温度的最优控制，保证了带钢的表面质量与板形精度。    ．

2  相关数学模型

    首先，根据Roberts  WL的推导给出带钢冷连轧中各机架入、出口温度关系：

    Roberts  W L还推导出了上、下游机架之间的温度分布函数：

    式中，T_c为乳化液温度；x为所轧制的带钢离辊缝出口平面的距离；k为传热系数；u为轧制速度；h_n为成品带材厚度。

    同时，根据连轧机的工艺特点，各道次压下量之间还应满足：

式中，H为热轧来料厚度；n为连轧机机架序号。

    根据式(1)、式(2)、式(3)可知道，在工艺润滑制度、带材来料厚度H、出口厚度矗、出口速度u等参数相同情况下，冷连轧机各机架的出口温度T_出i、以及终卷温度T_终就是道次压下量r_i的函数，即：

    这样，为了实现在冷连轧过程中各个机架轧制温度相对均匀，并保证终卷温度在设定范围内以及各机架轧制负荷不超限的目标，可以把轧制规程优化目标函数简单定义为：

F_imax为第i机架所允许的最大轧制力；P_imax为第i机架所允许的最大轧制功率。

最后，整个优化过程可以简单地描述为：寻找一个合适的压下分配标准X=｛r_i，i=1，2，3，n…｝，使得G(X)最小，可以采用Powell优化法来求解，计算框图如图1所示。

3    模型在现场的应用

    根据上述模型，宝钢冷轧薄板厂1220mm冷连轧机组编制了一套5机架冷连轧机轧制温度与终卷温度控制软件(主要界面见图2)，用于镀锡原板生产中的轧制温度控制，其中MRT3镀锡原板轧制过程设定的相关优化结果如表1所示(终卷温度设定为140～155℃)。

4。结语

    针对薄带冷连轧高速轧制的工艺特点，以各机架轧制温度相对均匀为目标，同时保证终卷温度在没定范围内以及各机架轧制负荷不超限，建立了一套冷连轧机高速轧制温度控制数学模型，并将其应用到宝钢1220mm冷连轧机的生产实践，实现了轧制温度与终卷温度的最优控制，保证了带钢的表面质量与板形精度，使用效果良好。