轧机的轧制数据处理方法及装置、存储介质、电子设备与流程

1.本技术涉及轧机领域，具体而言，涉及一种轧机的轧制数据处理方法及装置、存储介质、电子设备。


背景技术：

2.热连轧粗轧轧制规程计算是粗轧过程控制模型的核心内容，是生产过程是否稳定的基础，对精轧成品板形、厚度等指标具有重要影响。如果轧制规程设定不合理，会造成轧机、电机等设备损坏，同时引发轧辊磨损加剧、换辊周期缩短等一系列问题。压下分配策略主要分为下面5种模式，分别是绝对压下率模式、绝对轧制力模式、压下率比例分配模式、轧制力比例分配模式及轧制功率比例分配模式。对于粗轧工序，压下率比例分配和轧制力比例分配为最常用的两种模式。
3.现有技术中，通常是对轧制力分配系数或压下率分配系数进行单一计算，完成轧制负荷分配，并没有将压下率分配系数与轧制力分配系数相结合。对于某些粗轧机而言，由于二级系统只支持通过轧制力分配系数进行负荷分配，无法获得根据现场工艺需求制定的目标压下率分配策略。因而现有技术在现场负荷分配工艺优化方面，缺少一定灵活性。
4.针对相关技术中在轧制工序设计时，仅进行压下率分配，不考虑道次的轧制力，存在分配不合理，导致轧制效果差，灵活性不足的问题，目前尚未提出有效的解决方案；同时，本发明根据现场工艺需求确定压下率分配系数，并通过离线模型计算轧制力分配系数，输入到轧机完成粗轧轧制规程的计算，有效将现场工艺与轧制规程理论计算相结合，具有一定实用性。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种轧机的轧制数据处理方法及装置、存储介质、电子设备，以解决相关技术中在轧制工序设计时，仅进行压下率分配，不考虑道次的轧制力，存在分配不合理，导致轧制效果差，灵活性不足的问题。
6.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种轧机的轧制数据处理方法，包括：根据轧机的总轧制道次，压下率分配系数，实际轧制总变形量确定多个道次的实际变形量；根据轧制对象的材料参数，轧机参数和所述多个道次的实际变形量，计算出多个道次的实际轧制力；在多个道次的实际轧制力满足预设的轧制力要求的情况下，根据所述多个道次的实际轧制力，确定所述轧机的多个道次的轧制力分配系数。
7.可选的，根据轧机的总轧制道次，压下率分配系数，实际轧制总变形量确定多个道次的实际变形量包括：根据轧机的最大咬入角和轧辊半径，确定所述轧机的极限压下量；根据所述极限压下量，咬钢安全系数和所述实际轧制总变形量，确定所述总轧制道次；根据预设的压下率限定条件，确定所述压下率分配系数；根据所述压下率分配系数确定各道次的压下率；根据各道次的压下率，确定基准压下率，以及各个道次的实际压下率和实际变形量；在所述各道次的实际变形量不满足变形量要求的情况下，对所述压下率分配系数进行
调整，其中，调整后的压下率分配系数满足所述压下率限定条件；根据调整后的压下率分配系数，重新确定实际变形量和实际压下率，直至所述实际变形量满足所述变形量要求。
8.可选的，根据轧制对象的材料参数，轧机参数和所述多个道次的实际变形量，计算出多个道次的实际轧制力包括：根据所述轧制对象的材料参数，确定所述轧制对象的变形抗力公式和摩擦力影响系数公式，其中，所述变形抗力公式和所述摩擦力影响系数公式，均通过对应道次的变形量进行计算；根据所述实际变形量，所述轧机参数，以及轧制力计算模型，确定实际轧制力与多个变量的函数关系，其中，所述轧制力计算模型包括所述变形抗力公式和摩擦力影响系数公式，所述多个变量包括所述实际轧制力对应的实际变形量，以及各个道次的迭代变量；确定所述迭代变量与实际轧制力和所述实际变形量之间的函数关系；根据所述迭代变量的函数关系带入所述实际轧制力的函数关系进行迭代，直至满足迭代停止条件，确定各个道次的实际轧制力。
9.可选的，根据所述迭代变量的函数关系带入所述实际轧制力的函数关系进行迭代，直至满足迭代停止条件，确定各个道次的实际轧制力包括；确定第一道次的迭代变量的初始值；根据所述初始值，所述第一道次的实际变形量，带入所述实际轧制力的函数关系，计算实际轧制力；将计算得到的实际轧制力再带入所述迭代变量的函数关系，确定所述迭代变量的计算值；根据所述迭代变量的初始值和计算值，确定是否满足迭代停止条件；在所述初始值和所述计算值满足迭代停止条件的情况下，将计算得到的设定变形量作为所述第一道次的实际轧制力，进行下一道次的实际轧制力的计算；在所述初始值和所述计算值不满足所述迭代停止条件的情况下，将所述迭代变量的计算值作为初始值，迭代计算设定变形量，以及迭代变量的计算值，直至所述迭代变量的初始值和计算值满足所述迭代停止条件。
10.可选的，在多个道次的实际轧制力满足预设的轧制力要求的情况下，根据所述多个道次的实际轧制力，确定所述轧机的多个道次的轧制力分配系数包括；确定各个道次的实际轧制力是否满足预设的轧制力要求，其中，所述轧制力要求为所述实际轧制力不超过所述轧机的最大设计轧制力的安全值；在各个道次的实际轧制力满足所述轧制力要求的情况下，根据多个道次的实际轧制力的比值，确定所述轧制力分配系数。
11.可选的，所述方法还包括：在多个道次的实际轧制力不满足所述预设的轧制力要求的情况下，对所述压下率分配系数进行调整；根据调整后的压下率分配系数，重新确定所述多个道次的实际变形量和实际轧制力，直至所述实际轧制力满足所述预设的轧制力要求。
12.可选的，根据多个道次的实际轧制力的比值，确定所述轧制力分配系数之后，所述方法还包括；确定所述轧制力分配系数是否满足预设的分配要求，其中，所述分配要求为轧制力分配系数的最大值与最小值之比不超过预设比值；在所述轧制力分配系数满足所述分配要求的情况下，输出所述轧制力分配系数；在所述轧制力分配系数不满足所述分配要求的情况下，对所述压下率分配系数进行调整，其中，调整后的压下率分配系数满足所述压下率限定条件；根据调整后的压下率分配系数，重新确定所述轧制力分配系数，直至所述轧制力分配系数满足所述分配要求。
13.为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，提供了一种轧机的轧制数据处理装置，包括：变形量确定模块，用于根据轧机的总轧制道次，压下率分配系数，实际轧制总变形
量确定多个道次的实际变形量；轧制力确定模块，用于根据轧制对象的材料参数，轧机参数和所述多个道次的实际变形量，计算出多个道次的实际轧制力；分配系数确定模块，用于在多个道次的实际轧制力满足预设的轧制力要求的情况下，根据所述多个道次的实际轧制力，确定所述轧机的多个道次的轧制力分配系数。
14.根据本技术的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述处存储介质用于存储程序，其中，所述程序执行上述中任意一项所述的轧机的轧制数据处理方法。
15.根据本技术的另一方面，还提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述中任意一项所述的轧机的轧制数据处理方法。
16.通过本技术，根据轧机的总轧制道次，压下率分配系数，实际轧制总变形量确定多个道次的实际变形量；根据轧制对象的材料参数，轧机参数和多个道次的实际变形量，计算出多个道次的实际轧制力；在多个道次的实际轧制力满足预设的轧制力要求的情况下，根据多个道次的实际轧制力，确定轧机的多个道次的轧制力分配系数。
17.根据现场工艺需求给定压下率分配系数，计算多个道次的实际变形量，并根据实际变形量计算实际轧制力，进而通过多个道次的实际轧制力计算轧制力分配系数。通过优化压下率分配系数对轧制力进行分配，提高分配的合理性，进而提高轧制效果，以及轧制灵活性的技术效果，进而解决了相关技术中在轧制工序设计时，仅进行压下率分配，不考虑道次的轧制力，存在分配不合理，导致轧制效果差，灵活性不足的问题。
18.根据现场工艺需求确定压下率分配系数，并通过离线模型计算轧制力分配系数，输入到轧机完成粗轧轧制规程的计算，有效将现场工艺与轧制规程理论计算相结合，可以解决轧机只能按照轧制力分配系数进行轧制规程计算，轧制力分配系数缺失导致根据压下率分配系数无法进行负荷分配的问题。
附图说明
19.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
20.图1是根据本技术实施例提供的一种轧机的轧制数据处理方法的流程图；
21.图2是根据本技术实施方式提供的粗轧压下策略的转换方法的流程图；
22.图3是根据本技术实施方式提供的压下率分配系数的确定方法的流程图；
23.图4是根据本技术实施方式提供的各道次实际变形量的确定方法的流程图；
24.图5是根据本技术实施方式提供的轧制对象的变形抗力公式和摩擦力影响系数的确定方法的流程图；
25.图6是根据本技术实施方式提供的多道次的实际轧制力的确定方法的流程图；
26.图7是根据本技术实施方式提供的轧制力分配系数的确定方法的流程图；
27.图8是根据本技术实施例提供的一种轧机的轧制数据处理装置的示意图；
28.图9是根据本技术实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
31.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明，图1是根据本技术实施例提供的一种轧机的轧制数据处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
33.步骤s101，根据轧机的总轧制道次，压下率分配系数，实际轧制总变形量确定多个道次的实际变形量；
34.步骤s102，根据轧制对象的材料参数，轧机参数和多个道次的实际变形量，计算出多个道次的实际轧制力；
35.步骤s103，在多个道次的实际轧制力满足预设的轧制力要求的情况下，根据多个道次的实际轧制力，确定轧机的多个道次的轧制力分配系数。
36.通过上述步骤，根据现场工艺需求给定压下率分配系数，计算多个道次的实际变形量，并根据实际变形量计算实际轧制力，进而通过多个道次的实际轧制力计算轧制力分配系数。有效地将轧机的轧制工艺的压下率分配系数，与轧制规程计算的轧制力分配计算相结合，达到了对轧制力分配系数准确计算的目的，实现了提高轧制力分配系数的计算效率，并结合压下率分配和轧制力分配，对轧机的轧制力进行分配，提高分配的合理性，进而提高轧制效果，以及轧制灵活性的技术效果，进而解决了相关技术中在轧制工序设计时，仅进行压下率分配，不考虑道次的轧制力，存在分配不合理，导致轧制效果差，灵活性不足的问题。
37.根据现场工艺需求确定压下率分配系数，并通过离线模型计算轧制力分配系数，输入到轧机完成粗轧轧制规程的计算，有效将现场工艺与轧制规程理论计算相结合，对于只能输入轧制力分配系数的轧机，可以实现压下率分配系数向轧制力分配系数的转换，从而获得所需要的压下率分配。可以解决轧机只能按照轧制力分配系数进行轧制规程计算，轧制力分配系数缺失导致根据压下率分配系数无法进行负荷分配的问题。
38.上述步骤的执行主体可以为处理器，计算器，服务器等，具有数据运算和数据分析处理能力的设备，另外，还可以是具有上述具有数据运算，分析和处理能力的设备的装置，例如，具有处理器的电脑，智能手机，穿戴设备等，具有服务器的数据系统，运算系统等。上述执行主体可以为轧机的控制装置，该控制装置可以对轧机进行控制，并根据轧制对象的
轧制工艺，和轧机的设备参数，对轧机的轧制规程进行计算和确定。
39.上述步骤s101中，根据轧机的总轧制道次，压下率分配系数，实际轧制总变形量确定多个道次的实际变形量。可以包括多个计算步骤，以达到确定多个道次的实际变形量。可选的，根据轧机的总轧制道次，压下率分配系数，实际轧制总变形量确定多个道次的实际变形量包括：根据轧机的最大咬入角和轧辊半径，确定轧机的极限压下量；根据极限压下量，咬钢安全系数和实际轧制总变形量，确定总轧制道次；根据预设的压下率限定条件，确定压下率分配系数；根据压下率分配系数确定各道次的压下率；根据各道次的压下率，确定基准压下率，以及各个道次的实际压下率和实际变形量；在各道次的实际变形量不满足变形量要求的情况下，对压下率分配系数进行调整，其中，调整后的压下率分配系数满足压下率限定条件；根据调整后的压下率分配系数，重新确定实际变形量和实际压下率，直至实际变形量满足变形量要求。
40.上述总轧制道次可以根据轧制工艺确定，但是考虑到轧机的实际工作能力，在确定总轧制道次时，主要考虑轧机的硬件参数，也即是轧机能够达到的单个道次的轧制能力。具体的，确定轧机的总轧制道次时，可以根据轧机的最大咬入角和轧辊半径，确定轧机的极限压下量；根据极限压下量，咬钢安全系数和实际轧制总变形量，确定总轧制道次。从而保证了总轧制道次的合理性，使得确定出的总轧制道次可以由该轧机有效执行。
41.具体的，获取粗轧工序入口厚度h1及出口厚度hn，计算得到总变量δh＝h
1-hn；为保证各道次带钢正常咬入轧机，需要对总轧制道次n做出限幅，合理分配各道次变形量。要求平均变形量δh/n《aδh
max
，其中a为咬钢安全系数，一般取0.6～0.8，δh
max
表示极限压下量，由咬钢条件确定，根据下式计算得到：
[0042][0043]
式中，θ为粗轧机最大咬入角，r为轧辊半径。
[0044]
上述压下率分配系数，也即是各个道次的压下率的分配系数，根据工艺需求确定压下率分配系数，该压下率分配系数需要满足预设的压下率限定条件。例如，限定压下率分配系数0.5≤αi≤1.5，αi(i＝1～n)为压下率分配系数，保证各道次压下率分配量相差不会过大，避免不同道次的压下率相差过大，导致轧制不协调，生产不稳定问题。
[0045]
根据压下率分配系数可以确定出各道次的压下率，各道次压下率εi满足比例关系ε
i 1
/εi＝α
i 1
/αi，定义基准压下率为εm，得到各道次压下率εi为：εi＝εm·
αi；根据各道次的压下率，确定基准压下率εm，以及各个道次的实际压下率和实际变形量。
[0046]
具体的，第i道次粗轧压下率εi与入口厚度hi、出口厚度hi满足关系：通过公式变形转换，并带入εi＝εm·
αi，得到：将上式进行n个道次连乘，得到：求解上式得到基准压下率εm，进而计算出各道次实际压下率εi＝εm·
αi及实际出口厚度hi，进而通过上一道次的实际出口厚度和本道次的实际出口厚度计算出本道次的实际变形量。
[0047]
在各道次的实际变形量确定后，通过变形量要求对计算出的各道次的实际变形量进行检测，在各道次的实际变形量不满足变形量要求的情况下，对压下率分配系数进行调
整，其中，调整后的压下率分配系数满足压下率限定条件；根据调整后的压下率分配系数，重新确定实际变形量和实际压下率，直至实际变形量满足变形量要求。
[0048]
具体的，对各道次实际压下量δhi进行判定，是否满足不等式δhi≤δh
max
，其中道次压下量δhi＝h
i-hi，δh
max
为极限压下量。若不等式不成立，也即是各道次的实际变形量不满足变形量要求，则重新进行压下率分配系数的优化。优化方法如下：寻找到判定失败的压下量δh
error
对应的初始压下率分配系数α
0error
，令α
0error
＝α
0error
*0.95，参数修正后，重复粗轧压下率的计算过程。若不等式成立，也即是各道次的实际变形量满足变形量要求，则输出各道次实际压下率εi及出口厚度hi。用作后续对实际轧制力的计算。
[0049]
上述步骤s102中，根据轧制对象的材料参数，轧机参数和多个道次的实际变形量，计算出多个道次的实际轧制力。实际上就是根据计算得到的实际变形量对实际轧制力进行求解，从变形量和轧制力两个角度对轧制规程的参数进行确定，例如，压下率分配系数，或者轧制力分配系数。在本实施例中，由于实际变形量需要根据压下率分配系数确定，因此，对压下率分配系数进行优化和确定，来实现变形量和轧制力两个角度对轧制规程进行设计的目的。
[0050]
可选的，根据轧制对象的材料参数，轧机参数和多个道次的实际变形量，计算出多个道次的实际轧制力包括：根据轧制对象的材料参数，确定轧制对象的变形抗力公式和摩擦力影响系数公式，其中，变形抗力公式和摩擦力影响系数公式，均通过对应道次的变形量进行计算；根据实际变形量，轧机参数，以及轧制力计算模型，确定实际轧制力与多个变量的函数关系，其中，轧制力计算模型包括变形抗力公式和摩擦力影响系数公式，多个变量包括实际轧制力对应的实际变形量，以及各个道次的迭代变量；确定迭代变量与实际轧制力和实际变形量之间的函数关系；根据迭代变量的函数关系带入实际轧制力的函数关系进行迭代，直至满足迭代停止条件，确定各个道次的实际轧制力。
[0051]
上述根据轧制对象的材料参数，确定轧制对象的变形抗力公式和摩擦力影响系数公式，其中，变形抗力公式和摩擦力影响系数公式，均通过对应道次的变形量进行计算，可以通过模拟实验来获取轧制对象的材料的变形抗力公式和摩擦力影响系数。也即是通过多次实验的方式，确定某种材料的变形抗力公式和摩擦力影响系数。
[0052]
具体的，先确定变形抗力公式为其中，t为变形温度，通过热模拟实验机进行参数设定；e为真实应变，可通过对数应变公式e＝ln(h/h)计算得到，h为入口厚度，h为出口厚度；表示应变速率，可采用公式计算，其中vr为轧辊速度，lc
′
为考虑轧辊弹性压扁时的接触弧长，也可通过热模拟实验机进行参数设定；a、b、c、d、n为模型系数。针对轧制对象的指定钢种，通过热模拟实验获取不同变形温度、应变速率下的变形抗力值，采用多组数据按照变形抗力公式结构进行多元非线性回归，可获得该钢种的模型系数。进而根据模型系数，确定出该轧制对象的材料对应的变形抗力公式。
[0053]
对于摩擦力影响系数q
p
可通过经验公式计算得到：式中lc′
为考虑轧辊弹性压扁时的接触弧长，r
′
表示弹性压扁后轧辊半径。
[0054]
上述根据实际变形量，轧机参数，以及轧制力计算模型，确定实际轧制力与多个变量的函数关系，其中，轧制力计算模型包括变形抗力公式和摩擦力影响系数公式，多个变量包括实际轧制力对应的实际变形量，以及各个道次的迭代变量。上述迭代变量可以为弹性压扁半径。上述轧制力计算模型可以为p＝blc′qp
βσ，b为带钢宽度；lc′
为考虑轧辊弹性压扁时的接触弧长，由入口厚度h、出口厚度h、弹性压扁半径r
′
决定；q
p
为摩擦力影响系数，由接触弧长lc′
、入口厚度h、出口厚度h决定；β为中间应力影响系数，平面应变状态下，取值1.15；σ为变形抗力，由变形温度t、入口厚度h、出口厚度h、轧辊速度vr、接触弧长lc′
决定。各道次轧制力与变量的函数关系式：
[0055]
pi＝f(b、t、hi、hi、vr、r'i)
[0056]
上述确定迭代变量与实际轧制力和实际变形量之间的函数关系时，迭代变量可以为轧辊弹性压扁半径r
′
，可采用如下公式表示：式中，r为轧辊不考虑弹性压扁时的初始半径；m为和材料相关的常系数，对于钢轧辊来说，一般取值1.1
×
10-5
mpa-1
。由此得到各道次弹性压扁半径ri
′
与包括实际轧制力和实际变形量的多个变量间的函数关系式：ri'＝g(r、b、pi、hi、hi)。
[0057]
根据迭代变量的函数关系带入实际轧制力的函数关系进行迭代，直至满足迭代停止条件，确定各个道次的实际轧制力。可选的，根据迭代变量的函数关系带入实际轧制力的函数关系进行迭代，直至满足迭代停止条件，确定各个道次的实际轧制力包括；确定第一道次的迭代变量的初始值；根据初始值，第一道次的实际变形量，带入实际轧制力的函数关系，计算实际轧制力；将计算得到的实际轧制力再带入迭代变量的函数关系，确定迭代变量的计算值；根据迭代变量的初始值和计算值，确定是否满足迭代停止条件；在初始值和计算值满足迭代停止条件的情况下，将计算得到的设定变形量作为第一道次的实际轧制力，进行下一道次的实际轧制力的计算；在初始值和计算值不满足迭代停止条件的情况下，将迭代变量的计算值作为初始值，迭代计算设定变形量，以及迭代变量的计算值，直至迭代变量的初始值和计算值满足迭代停止条件。
[0058]
具体可以先设定第1道次弹性压扁半径迭代初始值r1″
＝r，并将前面计算得到的h1带入轧制力计算公式，得到第1道次预设轧制力：p1＝f(b、t、h1、h1、vr、r
″1)，将p1带入弹性压扁半径r
′
公式，计算得到第1道次弹性压扁半径：r'1＝g(r、b、p1、h1、h1)，判断是否满足迭代停止条件：|r'
1-r
″1|≤δ，δ为迭代允许值。如果不等式不成立，修正迭代半径r1″
为r1″
＝r1′
，重新计算第1道次预设轧制力p1，开始下一轮迭代，直到不等式成立，最后输出第1道次实际轧制力p1。重复上述步骤依次计算得到n个道次实际轧制力pi。
[0059]
上述步骤s103中，在多个道次的实际轧制力满足预设的轧制力要求的情况下，根据多个道次的实际轧制力，确定轧机的多个道次的轧制力分配系数。可以通过预设的轧制力要求对实际轧制力的分配是否合理进行检测，从而在考虑压下率分配之后，考虑轧制力的分配，来提高轧制规程的合理性。对于只能输入压下率分配系数的轧机，可以预先按照离线模型进行计算，判断轧制力是否符合要求，并在轧制力不符合要求的情况下进行系数优化。
[0060]
可选的，在多个道次的实际轧制力满足预设的轧制力要求的情况下，根据多个道次的实际轧制力，确定轧机的多个道次的轧制力分配系数包括；确定各个道次的实际轧制
力是否满足预设的轧制力要求，其中，轧制力要求为实际轧制力不超过轧机的最大设计轧制力的安全值；在各个道次的实际轧制力满足轧制力要求的情况下，根据多个道次的实际轧制力的比值，确定轧制力分配系数。
[0061]
上述确定各个道次的实际轧制力是否满足预设的轧制力要求，其中，轧制力要求为实际轧制力不超过轧机的最大设计轧制力的安全值，可以为各道次实际轧制力pi是否满足预设的轧制力要求：pi≤bp
max
进行判定，式中，p
max
为轧机设计能力值，b为安全比例，一般取0.8，bp
max
也即是上述最大设计轧制力的安全值。若满足，则根据多个道次的实际轧制力，确定轧机的多个道次的轧制力分配系数。若不满足，对压下率分配系数进行调整，根据调整后的压下率分配系数，重新确定实际轧制力，直至实际轧制力满足轧制力要求。
[0062]
在各个道次的实际轧制力满足轧制力要求的情况下，根据多个道次的实际轧制力的比值，确定轧制力分配系数。可以计算粗轧轧制力分配系数δi：δ1:
…
:δi:
…
:δn＝p1:
…
:pi:
…
:pn。
[0063]
可选的，方法还包括：在多个道次的实际轧制力不满足预设的轧制力要求的情况下，对压下率分配系数进行调整；根据调整后的压下率分配系数，重新确定多个道次的实际变形量和实际轧制力，直至实际轧制力满足预设的轧制力要求。
[0064]
在各个道次的实际轧制力不满足轧制力要求的情况下，对压下率分配系数进行调整，重新进行压下率分配系数的优化，具体优化方法如下：对于压下率分配系数αi，令α
max
＝α
max
*0.95，α
min
＝α
min
*1.05，通过对两个极限压下率分配系数修正后，重新进行轧制力分配系数的计算。然后重新执行上述步骤，以确定基于更新后的压下率分配系数，确定各道次的实际轧制力，并继续通过上述轧制力要求对实际轧制力进行检测，直至实际轧制力满足轧制力要求。
[0065]
可选的，根据多个道次的实际轧制力的比值，确定轧制力分配系数之后，方法还包括；确定轧制力分配系数是否满足预设的分配要求，其中，分配要求为轧制力分配系数的最大值与最小值之比不超过预设比值；在轧制力分配系数满足分配要求的情况下，输出轧制力分配系数；在轧制力分配系数不满足分配要求的情况下，对压下率分配系数进行调整，其中，调整后的压下率分配系数满足压下率限定条件；根据调整后的压下率分配系数，重新确定轧制力分配系数，直至轧制力分配系数满足分配要求。
[0066]
为保证轧制稳定性，各道次轧制力尽量均匀分配，因此轧制力分配系数δi需要满足下列不等式：δ
max
/δ
min
≤1.5，不等式不成立，则重新进行压下率分配系数的优化，令α
max
＝α
max
*0.95，α
min
＝α
min
*1.05，重新进行粗轧轧制力分配系数的计算。不等式成立，则输出最终粗轧轧制力分配系数δi。
[0067]
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0068]
需要说明的是，本技术还提供了一种可选的实施方式，下面对该实施方式进行详细说明。
[0069]
本实施方式提供了一种将压下率分配系数向轧制力分配系数转换的方法。根据现场工艺需求给定压下率分配系数，通过离线模型计算出轧制力分配系数，并代入到粗轧二级系统完成粗轧轧制规程的计算。该方法有效地将现场工艺与粗轧轧制规程理论计算相结
合，具有一定实用性，对工业生产具有一定参考价值。该方法根据压下率分配系数完成各道次实际压下率和出口厚度的计算；并通过轧制力模型迭代计算出各道次实际轧制力，输出粗轧轧制力分配系数。该方法同时能够根据压下量和轧制力判定结果对压下率分配系数进行调整优化。通过python运行环境开发了粗轧压下策略的离线转换模型，获取压下率分配系数后，可以快速计算出对应的轧制力分配系数，并提供现场使用，具有一定灵活性。
[0070]
图2是根据本技术实施方式提供的粗轧压下策略的转换方法的流程图，如图2所示，本实施方式提供技术方案具体如下：
[0071]
s1、根据现场控制需求确定总轧制道次n及粗轧压下率分配系数α1:
···
:αi:
···
:αn，简化为αi(i＝1～n)表示；
[0072]
s2、根据粗轧入口厚度h1、出口厚度hn和压下率分配系数αi求解得到各道次实际出口厚度hi；
[0073]
s3、针对具体钢种，通过热模拟实验获取变形抗力方程σ，并计算出摩擦力影响系数q
p
；
[0074]
s4、通过轧制力模型p＝blc′qp
βσ迭代计算出各道次实际轧制力pi；
[0075]
s5、轧制力结果判定及输出实际轧制力分配系数δ1:
···
:δi:
···
:δn，简化为δi(i＝1～n)表示；
[0076]
s6、借助python运行环境开发压下策略离线转换模型，获取压下率分配系数后，能够完成粗轧轧制力分配系数的快捷转换。
[0077]
图3是根据本技术实施方式提供的压下率分配系数的确定方法的流程图，上述步骤s1的具体流程如图3所示，包括如下步骤：
[0078]
s11、获取粗轧工序入口厚度h1及出口厚度hn，计算得到总变量δh＝h
1-hn；
[0079]
s12、为保证各道次带钢正常咬入轧机，需要对总轧制道次n做出限幅，合理分配各道次压下量。要求平均压下量δh/n《aδh
max
，a为咬钢安全系数，一般取0.6～0.8。δh
max
表示极限压下量，由咬钢条件确定，根据下式计算得到：
[0080][0081]
式中，r为工作辊半径；θ为粗轧机最大咬入角。
[0082]
s13、根据现场工艺需求确定粗轧压下率分配系数αi(i＝1～n)。由于各道次压下率分配量相差不宜过大，因此限定压下率分配系数0.5≤αi≤1.5。
[0083]
图4是根据本技术实施方式提供的各道次实际变形量的确定方法的流程图，上述步骤s2的具体流程如图4所示，包括如下步骤：
[0084]
s21、各道次压下率εi满足比例关系ε
i 1
/εi＝α
i 1
/αi，定义基准压下率为εm，得到各道次压下率εi为：
[0085]
εi＝εm·
αi[0086]
其中，第i道次粗轧压下率εi与入口厚度hi、出口厚度hi满足关系：
[0087][0088]
通过公式变形转换，并带入εi＝εm·
αi，得到：
[0089][0090]
将上式进行n个道次连乘，得到：
[0091][0092]
求解上式得到基准压下率εm，进而计算出各道次实际压下率εi＝εm·
αi及出口厚度hi。
[0093]
s22、对各道次实际压下量δhi进行判定，是否满足不等式δhi≤δh
max
，其中道次压下量δhi＝h
i-hi，δh
max
为极限压下量。
[0094]
若不等式不成立，则返回s13重新进行压下率分配系数的优化，优化方法如下：
[0095]
寻找到判定失败的压下量δh
error
对应的初始压下率分配系数α
0error
，令α
0error
＝α
0error
*0.95，参数修正后，重复粗轧压下率的计算过程。
[0096]
若不等式成立，输出各道次实际压下率εi及出口厚度hi。
[0097]
图5是根据本技术实施方式提供的轧制对象的变形抗力公式和摩擦力影响系数的确定方法的流程图，上述步骤s3的具体流程如图5所示，包括如下步骤：
[0098]
s31、采用变形抗力公式结构其中t为变形温度，通过热模拟实验机进行参数设定；e为真实应变，可通过对数应变公式e＝ln(h/h)计算得到，h为入口厚度，h为出口厚度；表示应变速率，可采用公式计算，其中vr为轧辊速度，lc
′
为考虑轧辊弹性压扁时的接触弧长，也可通过热模拟实验机进行参数设定；a、b、c、d、n为模型系数。
[0099]
s32、针对指定钢种，通过热模拟实验获取不同变形温度、应变速率下的变形抗力值，采用多组数据按照变形抗力公式结构进行多元非线性回归，可获得该钢种的模型系数。
[0100]
s33、摩擦力影响系数q
p
可通过经验公式计算得到：
[0101][0102]
式中lc
′
为考虑轧辊弹性压扁时的接触弧长，r
′
表示弹性压扁后轧辊半径。
[0103]
图6是根据本技术实施方式提供的多道次的实际轧制力的确定方法的流程图，上述步骤s4的具体流程如图6所示，包括如下步骤：
[0104]
s41、对于轧制力模型p＝blc′qp
βσ，b为带钢宽度；lc
′
为考虑轧辊弹性压扁时的接触弧长，由入口厚度h、出口厚度h、弹性压扁半径r
′
决定；q
p
为摩擦力影响系数，由接触弧长lc
′
、入口厚度h、出口厚度h决定；β为中间应力影响系数，平面应变状态下，取值1.15；σ为变形抗力，由变形温度t、入口厚度h、出口厚度h、轧辊速度vr、接触弧长lc
′
决定。由上述条件可得到各道次轧制力与变量的函数关系式：
[0105]
pi＝f(b、t、hi、hi、vr、r'i)
[0106]
s42、对于轧辊弹性压扁半径r
′
，可采用如下公式表示：
[0107][0108]
式中，r为轧辊不考虑弹性压扁时的初始半径；m为和材料相关的常系数，对于钢轧辊来说，一般取值1.1
×
10-5mpa-1。由此得到各道次弹性压扁半径ri′
与变量间的函数关系式：
[0109]ri
'＝g(r、b、pi、hi、hi)
[0110]
s43、设定第1道次弹性压扁半径迭代初始值r1″
＝r，并将前面计算得到的h1带入轧制力计算公式，得到第1道次预设轧制力：
[0111]
p1＝f(b、t、h1、h1、vr、r
″1)
[0112]
将p1带入弹性压扁半径r
′
公式，计算得到第1道次弹性压扁半径：
[0113]
r'1＝g(r、b、p1、h1、h1)
[0114]
判断|r'
1-r
″1|≤δ，δ为迭代允许值。如果不等式不成立，修正迭代半径r1″
为r1″
＝r1′
，重新计算第1道次预设轧制力p1，开始下一轮迭代，直到不等式成立，最后输出第1道次实际轧制力p1。
[0115]
s44、重复s43步骤依次计算得到n个道次实际轧制力pi。
[0116]
图7是根据本技术实施方式提供的轧制力分配系数的确定方法的流程图，上述步骤s5的具体流程如图7所示，包括如下步骤：
[0117]
s51、对各道次实际轧制力pi进行判定，是否满足不等式pi≤bp
max
，p
max
为轧机设计能力值，b为安全值，一般取0.8。若判定失败，则返回s13重新进行压下率分配系数的优化，具体优化方法如下：
[0118]
对于压下率分配系数αi，令α
max
＝α
max
*0.95，α
min
＝α
min
*1.05，通过对两个极限压下率分配系数修正后，重新进行粗轧轧制力分配系数的计算。
[0119]
若判定成功，则计算粗轧轧制力分配系数δi：
[0120]
δ1：...：δi：...：δn＝p1：...：pi：...：pn[0121]
为保证轧制稳定性，各道次轧制力尽量均匀分配，因此轧制力分配系数δi需要满足下列不等式：
[0122]
δ
max
/δ
mmin
≤1.5
[0123]
不等式不成立，返回s13重新进行压下率分配系数的优化，令α
max
＝α
max
*0.95，α
min
＝α
min
*1.05，重新进行粗轧轧制力分配系数的计算。
[0124]
不等式成立，则输出最终粗轧轧制力分配系数δi。
[0125]
上述步骤s6，包括如下步骤：
[0126]
借助python运行环境开发粗轧压下策略离线转换模型，获取压下率分配系数、粗轧入口厚度、粗轧出口厚度、轧辊半径、轧辊速度、变形温度、带钢宽度、变形抗力曲线方程后，能够完成粗轧压下率分配系数向粗轧轧制力分配系数的快捷转换，并提供现场使用，具有一定灵活性。
[0127]
例如，某1450热卷板生产线，粗轧机组入口厚度为190mm，出口厚度为48mm，即粗轧总压下量δh为(190-48)＝142mm。粗轧机组相关参数如表1所示，表1为粗轧机组相关参数表。根据咬钢公式：
[0128][0129]
计算得到粗轧极限压下量δh
max
≈45mm。定义安全咬钢系数a＝0.7，根据不等式δh/n＜aδh
max
，计算出允许最小总轧制道次n＝5。
[0130]
表1粗轧机组相关参数表
[0131]
参数轧辊半径r最大咬入角θ咬钢安全系数a数值500mm18
°
0.7
[0132]
给定粗轧压下率分配系数，如表2所示，表2是给定粗轧压下率分配系数表。定义基准压下率ζm，根据压下率分配系数αi预设每道次压下率ζ1＝0.98εm；ζ2＝1.05ζm；ζ3＝1.05ζm；ζ4＝1.29ζm；ζ5＝0.73ζm。将压下率代入下式求解计算：
[0133][0134]
计算得到基准压下率ζm＝23.48％，并依次输出粗轧各道次负荷分配表，如表3所示，表3为粗轧各道次负荷分配表。
[0135]
表2给定粗轧压下率分配系数表
[0136] p1p2p3p4p5压下率分配系数αi0.981.051.051.290.73
[0137]
表3粗轧各道次负荷分配表
[0138]
道次p1p2p3p4p5入口厚度/mm190146.46110.4183.1457.92出口厚度/mm146.46110.4183.1457.9248压下量/mm43.5436.0527.2725.229.92压下率/％22.92％24.61％24.70％30.33％17.13％
[0139]
由于最大道次压下量满足不等式δh1＝43.54≤δh
max
＝45，因此不再需要重新修正压下率分配系数。
[0140]
针对变形抗力方程由于该模型为非线性方程，可通过变量替换的方法将其转化为多元线性方程机构，在方程两边取对数，得到：
[0141][0142]
令y＝lnσ，x1＝t，x4＝tlne，则上式转化为线性方程：
[0143]
y＝a bx1 cx2 dx3 nx4[0144]
通过热模拟实验获得不同变形温度、不同应变速率下的变形抗力值。采用python软件利用最小二乘法对上述数据进行多元线性回归化处理，确定出所有未知参数值a＝8.3388，b＝-0.0035，c＝1.5698，d＝-0.0017，n＝0.2516。因此变形抗力方程为：
[0145][0146]
考虑摩擦力影响系数q
p
后，推到得到最终轧制力计算公式：后，推到得到最终轧制力计算公式：
[0147]
式中，b为带钢宽度，取值1250mm，r’为弹性压扁轧辊半径，h为每道次入口厚度，h
为每道次出口厚度，t为变形温度，为应变速率，e为相对应变。由于r’为未知量，需要通过迭代求解，其中r
′
的计算公式为：
[0148][0149]
式中，r为轧辊不考虑弹性压扁时的初始半径；m为常系数取值1.1
×
10-5mpa-1，p为该道次轧制力。
[0150]
对于第1道次，令弹性压扁初始半径r
″
＝r＝500mm，并将h1＝146.46mm带入轧制力计算公式，求解得到第一道次轧制力p1。将p1带入弹性压扁半径公式计算r
′
，判断|r
′
i-r
″i|≤δ，如果不等式不成立，则令r
″
＝r
′i，返回重新迭代计算p1，直到满足不等式，输出第一道轧制力p1。
[0151]
重复上面步骤依次求解出剩余道次轧制力。由于最大轧制力p4＝20385.3kn≤0.8p
max
＝32000kn，满足判定条件，因此压下率分配系数不需要重新修正。输出轧制力分配系数，见表4，表4为输出轧制力分配系数表。其中δ
max
/δ
min
＝1.17/1＝1.17≤1.5，满足判定条件。
[0152]
表4输出轧制力分配系数表
[0153]
道次p1p2p3p4p5轧制力/kn17399.218074.518356.820385.319792.6轧制力分配系数δi1.001.041.061.171.14
[0154]
将轧制力分配系数输入到计算机二级系统，进行粗轧轧制规程计算，得到实际压下率和目标压下率误差值如表5所示，表5为实际压下率和目标压下率的误差值数据表，各道次误差值均控制在5％以内，表明该压下策略转换方法具有较高精度，对现场生产具有一定参考价值。
[0155]
表5实际压下率和目标压下率的误差值数据表
[0156]
道次p1p2p3p4p5目标压下率/％22.9224.6124.7030.3317.13实际压下率/％23.6225.3423.2330.2217.30误差/％3.1％2.9％5.9％0.4％1.0％
[0157]
本技术实施例还提供了一种轧机的轧制数据处理装置，需要说明的是，本技术实施例的轧机的轧制数据处理装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于轧机的轧制数据处理方法。以下对本技术实施例提供的轧机的轧制数据处理装置进行介绍。
[0158]
图8是根据本技术实施例提供的一种轧机的轧制数据处理装置的示意图，如图8所示，该装置包括：变形量确定模块81，轧制力确定模块82，分配系数确定模块83，下面对该装置进行详细说明。
[0159]
变形量确定模块81，用于根据轧机的总轧制道次，压下率分配系数，实际轧制总变形量确定多个道次的实际变形量；轧制力确定模块82，与上述变形量确定模块81相连，用于根据轧制对象的材料参数，轧机参数和所述多个道次的实际变形量，计算出多个道次的实际轧制力；分配系数确定模块83，与上述轧制力确定模块82相连，用于在多个道次的实际轧制力满足预设的轧制力要求的情况下，根据所述多个道次的实际轧制力，确定所述轧机的多个道次的轧制力分配系数。
[0160]
本技术实施例提供的轧机的轧制数据处理装置，根据现场工艺需求给定压下率分配系数，计算多个道次的实际变形量，并根据实际变形量计算实际轧制力，进而通过多个道次的实际轧制力计算轧制力分配系数。有效地将轧机的轧制工艺的压下率分配系数，与轧制规程计算的轧制力分配计算相结合，达到了对轧制力分配系数准确计算的目的，实现了提高轧制力分配系数的计算效率，并结合压下率分配和轧制力分配，对轧机的轧制力进行分配，提高分配的合理性，进而提高轧制效果，以及轧制灵活性的技术效果，进而解决了相关技术中在轧制工序设计时，仅进行压下率分配，不考虑道次的轧制力，存在分配不合理，导致轧制效果差，灵活性不足的问题。
[0161]
所述轧机的轧制数据处理装置包括处理器和存储器，上述变形量确定模块81，轧制力确定模块82，分配系数确定模块83等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
[0162]
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决了相关技术中在轧制工序设计时，仅进行压下率分配，不考虑道次的轧制力，存在分配不合理，导致轧制效果差，灵活性不足的问题。
[0163]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
[0164]
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述轧机的轧制数据处理方法。
[0165]
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述轧机的轧制数据处理方法。
[0166]
图9是根据本技术实施例提供的一种电子设备的示意图，如图9所示，本技术实施例提供了一种电子设备90，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现上述任一方法的步骤。
[0167]
本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
[0168]
本技术还提供了一种计算机程序产品，当在轧机的轧制数据处理设备上执行时，适于执行初始化有上述任一方法步骤的程序。
[0169]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
[0170]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、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轧机的轧制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轧机的轧制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。
[0171]
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轧机的轧制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。
[0172]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程轧机的轧制数据处理设备上，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。
[0173]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0174]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
[0175]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0176]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0177]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
[0178]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。