精轧数学模型基本设计

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1、2050热轧轧线过程机改造项目基本设计1.预计算基础31.1压下分配的相对化31.2计算各类分配方案的相对压下率51.2.1负荷类型151.2.2负荷类型251.2.3负荷类型361.2.4负荷类型461.2.5负荷类型561.2.6负荷类型671.3临时的压下率、机架入口温度及带钢速度71.4材料硬度71.5轧件温度、穿带速度、温加及功加的计算91.5.1带钢的变形升温91.5.2带钢与轧辊的接触温降101.5.3带钢在机架间的辐射温降111.5.4精轧入口机架温度111.5.5计算带钢的穿带速度121.5.6计算加速度及温度的速

2、度修正因子131.6计算特征轧制参数141.6.1轧制力141.6.2轧制力距141.6.3轧机功率151.7精轧设定值的计算151.7.1压下位置设定值151.7.2厚度控制设定值的计算161.7.3计算轧辊线速度161.7.4空过机架的设定161.预计算基础1.1压下分配的相对化精轧区域的总压下量等于中间坯厚度与成品厚度之差。每个机架所分担的负荷要根据要求的压下规程进行计算。精轧各机架的负荷通过压下率表示：（）其中为机架号（单位：无量纲）；为机架的相对压下率（单位：无量纲）；为机架的入口厚度（单位：mm）；为机架的出口厚度（单位

3、：mm）。精轧各机架的压下量之和必须等于精轧的总压下量，因此必须满足以下关系：（）其中为终轧目标厚度（单位：mm）；为中间坯厚度（单位：mm）；为起始工作机架（单位：无量纲）；为最终工作机架（单位：无量纲）。各机架的压下率可采用两种方式――相对压下率方式或绝对压下率方式。通过绝对压下率方式指定的机架，其压下率不允许调整；而对于通过相对压下率方式指定的轧机，其实际的压下率通过一个相同的比例系数进行调整。因此不允许将所有的工作机架指定为绝对压下率方式。因此考虑到绝对压下机架与相对压下机架及相对机架的分配率比例因子，则可求得精轧入口厚度与

4、出口厚度间的关系为：（）其中为终轧目标厚度（单位：mm）；为中间坯厚度（单位：mm）；为采用绝对压下率方式机架的总数（单位：无量纲）；为采用相对压下率方式机架的总数（单位：无量纲）；为比例系数（单位：无量纲）。为了求得可进行一些简化计算。令（）则（3）式可以表示为（）上式取对数可得：（）通常情况下满足0≤≤0.5。将进行泰勒展开，可得（）因此（6）式可以转换为（）其中解方程（8），可得：（）通过相对化后，带钢的终轧厚度为。由于（7）式是一个近似关系，一般情况下与目标厚度间存在一定的偏差，但不会很大。为了进一步减小与间的偏差，需要再次

5、进行负荷的相对化。记经过相对化后的压下率为（）而再次进行相对化后的结果通过下式进行修正：（）(3)式可以改写为（）（11）式经过变换后可得到：（）记（）则有：（）对（15）式两边取对数，得（）当时，。根据（16）式可求得（）经过两次相对化后的带钢出口厚度为。总的相对化因子为（）1.1计算各类分配方案的相对压下率精轧的负荷分配可以采用三种分配类型：压下率分配、轧制力分配及轧制功率分配。通常采用压下率分配方法。a)相对压下率负荷分配%（）b)相对轧制功率负荷分配%（）其中为额定轧制功率。c)相对轧制力负荷分配%（）其中为机架的最大允许轧

6、制力。各种负荷分配的数据可以进行相互转换。轧制力、轧制功率与压下率间的关系如下：（）（）其中其中为材料硬度,其为压下率初始值与机架入口温度的函数（单位：kN）；为与材料硬度相关的特定功率。根据以上关系式，可以进行各种压下分配到压下比例间的转换。考虑到每种负荷类型还可以指定相对方式与绝对方式，精轧的负荷分配共有6种可能的方式。1.1.1负荷类型1相对压下率方式，允许进行负荷的相对化。（）1.1.2负荷类型2相对功率方式，允许进行负荷的相对化。如果精轧机中的部分机架采用相对功率类型，则首先需要确定这些机架的压下率。具体的推导方式如下：设

7、为待求解的压下率，则（）（）而根据各机架的负荷分配值，可计算得到各机架的功率（）（）根据（26）与（28）可得：（）进而可得:（）由于是未知数，还无法根据（30）式计算得到的数据。为此需要先假设一个临时的压下值及温度数据。根据这些数据可以计算出机架的功率数据（）这些机架的功率总和只与总的压下相关，而与每个机架的压下率无关。因此以下关系成立：（）根据（30）、（31）可得到（）根据上式可以得到压下率：（）其中与可根据负荷分配数据确定；及是根据假定的典型负荷分配数据得到的。1.1.1负荷类型3相对轧制力方式，允许进行负荷的相对化。（）其

8、中可根据一个假设的机架压下率及入口温度计算得到。1.1.2负荷类型4绝对压下率方式，不允许进行负荷的相对化。（）1.1.3负荷类型5绝对功率方式，不允许进行负荷的相对化。压下率计算公式为：（）其中单位功率根据假定的压下率及入口温度等由