一种冷连轧机组的工艺润滑制度优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冷社带钢的生产技术领域，具体涉及一种冷连社机组的工艺润滑制度 优化方法。
【背景技术】
[0002] 如图1所示，3巧型五机架冷连社机组的1~3机架为四漉机架，4~5机架为六 漉机架，四漉机架包括上工作漉1、下工作漉2、上支撑漉3和下支撑漉4,六漉机架是在四漉 机架基础上，在上工作漉与上支撑漉之间W及下工作漉与下支撑漉之间分别增加一个中间 漉组成，增加的中间漉如图1中的标记5、6所示。六漉机架的工作漉直径小，中间漉可W横 移，且工作漉和中间漉都可W弯漉，适合社制薄而宽的带材。
[0003] 板带钢按厚度可分为厚板、薄板和极薄带钢Η大类。我国将厚度为大于60mm的钢 板称为特厚钢，厚度为20~60mm的钢板称为厚板，厚度为4. 0~20mm的钢板为中板，厚度 小于0. 2mm的钢板称为极薄带材。
[0004] 在3巧型五机架冷连社机组极薄带钢的生产过程中，需要向社漉漉缝和带材表面 喷洒一定量的乳化液，乳化液进入社制变形区后，首先依附于社漉和带材的表面，形成薄薄 的润滑油膜，起润滑作用，而水分又能带走社制过程中的变形热和摩擦热，起到冷却的作 用。而乳化液的工艺润滑制度（乳化液的流量、乳化液的浓度、乳化液的初始温度）对乳 化液本身的润滑与冷却效果起着举足轻重的影响，并且其影响规律并非单调的增加或者减 少，极其复杂。
[0005] 大量的研究已经表明，工艺润滑制度的变化，通过改变变形区内的摩擦状态，影响 变形区的热传导，进而影响各机架社漉的热漉型，最终直接影响带材的出口板形和工作漉 的压靠宽度，W及各机架的打滑、热划伤W及振动等社制缺陷的发生概率。W往，在现场生 产过程中对于工艺润滑制度的设定，往往是给定一个固定值，而并不根据机组的实际工况、 所生产的带材的钢种、规格W及实际社制工艺参数来予W设定，造成部分产品尤其是极薄 带钢在生产中打滑、滑伤W及社机振动发生的概率急剧增加，导致产品出口表面质量达不 到下游机组或用户的要求。
[0006] 在极薄带的生产过程中，现场一般通过降速来解决上述问题，导致极薄带钢社制 速度只能维持在较低水平，不但影响生产效率而且影响产品质量，给企业带来了较大的经 济损失。因此，如何在社制过程中，找到一个合适的工艺润滑制度，既能兼顾打滑、振动的防 治，又能降低热滑伤缺陷发生的概率，就成为现场技术攻关的焦点。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种冷连社机组的工艺润滑制度优化方法，本发明的工艺润 滑制度优化方法W所有机架打滑、热滑伤与社机振动发生的概率最小为目标，不仅考虑到 打滑、振动、热滑伤的综合控制，同时还兼顾末机架社机的出口板形和工作漉的压靠宽度， 对不同规格的带钢，采用不同的工艺润滑制度，用W解决由于现场乳化液工艺润滑制度对 所有规格的带材均使用同一固定值，造成极薄带钢的社制缺陷率高w及生产效率低的问 题；最大程度地降低极薄带钢社制过程中打滑、热滑伤W及社机振动的发生概率，从而有效 的提局广品质量与生广效率。
[0008] 为实现上述目的，本发明的方案是；一种冷连社机组的工艺润滑制度优化方法，所 述的冷连社机组为3巧型五机架冷连社机组，所述的3巧型五机架冷连社机组中的1~3 机架为四漉机架，4~5机架为六漉机架，所述的工艺润滑制度优化方法用于降低极薄带钢 社制过程中机架打滑、热滑伤W及社机振动的发生概率，具体包括如下步骤：
[0009] (1)收集五机架冷连社机组的设备参数和工艺参数；
[0010] (2)收集待社制带材的规格特征与工艺参数；
[0011] (3)设定第1~5机架的工作漉弯漉力、第4~5机架中间漉弯漉力W及第1~3 机架工作漉和第4~5机架中间漉窜动量，W最大限度的提高冷连社机组对出口板形的调 节能力；
[0012] (4)给定各机架的工艺润滑制度的初始值，所述的工艺润滑制度包括乳化液浓度 设定值、乳化液温度设定值W及乳化液流量设定值；
[0013] (5)在当前工况下，计算带钢社制过程中各机架的摩擦系数；
[0014] (6)在当前工况下，计算当前压下制度、张力制度和工艺润滑巧[J度下1~5机架的 社制压力Pi、社制功率Fi、打滑因子Ψι、滑伤指数錢和振动系数Φι;
[001引（7)判断不等式
是否同时成立，其中；Pim。、为第i机架允许的最大社制 压力设定值，i= 1，2, 3, 4, 5 为第i机架允许的最大社制功率设定值，i= 1，2, 3, 4, 5 ;η为安全系数；为临界打滑因子；:r为临界热滑伤指数；Φ为临界振动系数；
[0016] 如果所述的不等式成立，则转入步骤（8);
[0017] 如果所述的不等式不成立，则重新对步骤（4)的工艺润滑制度进行设定，并转入 步骤巧）；
[0018] (8)在当前工况下，计算出当前张力制度、压下制度和工艺润滑制度下，各机架工 作漉的热凸度；
[0019] (9)运用影响函数法，建立极薄带材非常规社制时的板形预报模型和漉端压靠量 预报模型，并根据所述的板形预报模型和漉端压靠量预报模型得到当前张力制度、压下制 度和工艺润滑制度下，第5机架的出口板形值σy和第5机架的压靠段长度Ly;
[0020] (10)判断不等式
是否成立，其中，X*为第5机架允许的最大压靠长度； 为第5机架出口允许最大板形值；η为安全系数；
[0021] 如果不等式成立，则转入步骤（11);
[0022] 如果不等式不成立，则重新对步骤（4)中的工艺润滑制度进行设定，并转入步骤 (5)；
[0023] (11)求解W机架打滑、热滑伤和社机振动发生概率最小为目标的工艺润滑制度优 化的目标函数，即；
[0024]
[0025] 其中，目标函数中的第一项用来表征机架打滑发生的概率，第二项用来表征机架 热划伤发生的概率，第Η项用来表征机架振动发生的概率；F为工艺润滑制度优化的目标 函数；￥^^为临界打滑因子；街4为临界热滑伤指数；Φ^^为临界振动系数；为打滑因子，巧 为滑伤指数，Φ1为振动系数，i= 1，2, 3, 4, 5 ;α，目为加权系数，α= 0. 15~0. 35,目= 0. 15 ~0. 35 ;
[002引判断目标函数F是否最小，如果是，则最佳乳化液流量设定值、最佳乳化液浓 度设定值和最佳乳化液温度设定值为步骤（10)中得到的值，并转入步骤（13);否则，重新 调整工艺润滑制度，并转入步骤巧）；
[0027] (13)将步骤（12)得到的最佳乳化液流量设定值、最佳乳化液浓度设定值和最佳 乳化液温度设定值，作为所述3巧型五机架冷连社机组的最佳工艺润滑制度，完成五机架 冷连社机组极薄带社制过程中工艺润滑制度的综合优化设定。
[0028] 根据本发明所述的工艺润滑制度优化方法，所述的步骤（1)中，五机架冷连社机 组的设备参数包括；1~5机架的工作漉漉径、4~5机架的中间漉漉径、1~5机架的支撑 漉漉径、1~5机架的工作漉漉型分布值、4~5机架的中间漉漉型分布值、1~5机架的支 撑漉漉型分布值、1~5机架的工作漉漉身长度、4~5机架的中间漉漉身长度、1~5机架 的支撑漉漉身长度、1~5机架的工作漉弯漉缸中必距、4~5机架的中间漉弯漉缸中必距、 1~5机架的支撑漉压下螺丝中必距；
[0029]五机架冷连社机组的工艺参数包括；1~5机架允许的最大社制压力设定值、1~ 5机架允许的最大社制功率设定值、1~5机架允许的最小乳化液温度、1~5机架允许的 最大乳化液温度、1~5机架社机允许的最小乳化液流量、1~5机架允许的最大乳化液流 量、乳化液浓度最小值、乳化液浓度设定最大值、临界打滑因子、临界热滑伤指数、临界振动 系数、安全系数，1~3机架工作漉和4~5机架中间漉允许的最大窜动量、1~5机架工作 漉最大正弯漉力、1~5机架工作漉最大负弯漉力、4~5机架中间漉最大正弯漉力、中间漉 最大负弯漉力、末机架允许的最大压靠长度、末机架出口允许最大板形值。
[0030] 根据本发明所述的工艺润滑制度优化方法，所述的待社制带材的规格特征与工艺 参数包括带材的初始强度、加工硬化系数、带材的宽度、来料的厚度、带材在各机架出口的 厚度、带材在各机架的出口速度，带材在各机架的张力分布值。
[0031] 根据本发明所述的工艺润滑制度优化方法，所述的步骤（3)中，第1~5机架的工 作漉弯漉力为
第4~5机架中间漉弯漉力另
第1~3机 架工作漉和第4~5机架中间漉窜动量为基态即δ1 = 0 ;
[00础其中，Si。为1~5机架工作漉的弯漉力；
[003引'记。.，为1~5机架工作漉的最大正弯漉力；
[0034]式为1~5机架工作漉最大负弯漉力；
[003引 S…为4~5机架中间漉的弯漉力；
[0036]:敬。为4~5机架中间漉的最大正弯漉力；
[0037]解:。。批为4~5机架中间漉的最大负弯漉力。
[0038] 根据本发明所述的工艺润滑制度优化方法，所述的步骤巧）中，所述摩擦系数的 计算模型为：
[0039]
[0040] 其中，μ1为第i机架的摩擦系数，i= 1，2, 3, 4, 5;
[0041]a为液体摩擦影响系数；
[0042]b为干摩擦影响系数；
[0043]B&为摩擦系数衰减指数，a、b和B&的取值与极薄带材的社制工艺及机组设备有 关；
[0044]ξ。为当前工况下的油膜厚度，在社制规程一定的情况下，主要取决于工艺润滑制 度。