一种热镀锌光整机板面质量控制参数综合优化设定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热镀锌技术领域，尤其是一种热镀锌光整机板面质量控制参数综合优 化设定方法。
【背景技术】
[0002] 当前，在热镀锌板的生产过程中，有很多不确定的因素会造成镀层高低起伏、氧化 膜厚度不同、锌花大小以及镀层厚度分布不均等缺陷，对于小锌花特别是无锌花产品时这 些缺陷会造成光的折射差异，表现为无锌花镀层表面的色差。为此，在镀锌线工艺段后往往 设有光整机，通过光整使镀锌板具有满足要求的板面粗糙度且分布均匀，以消除色差并提 高涂装附着性。另外，在热镀锌板的生产过程中，经常会出现边部过厚的现象，特别是对于 薄规格厚镀层的热镀锌带钢而言，这种现象尤为明显。如果该厚度差不能在光整过程中加 以消除，就会导致镀锌板在卷曲过程中形成喇叭卷缺陷，影响热镀锌带钢的使用。
[0003] 对于热镀锌光整机而言，除了具备改善板面粗糙度和和厚度分布的功能外，还具 有提高锌层稳定性与锌花均匀性、增强锌层附着力和初步改善镀锌板板形的功能。因此，如 何通过优化光整机的乳制工艺参数，使之对出口带钢的表面粗糙度、出口的厚度分布、锌层 稳定性和锌花均匀性以及成品带钢的板形加以控制就成为现场技术攻关的焦点。在公开 号为CN1923390A的专利申请"热镀锌平整机辊型曲线设计方法"中提出了一种同时兼顾板 形、锌层稳定性和均匀性的平整机辊型曲线的设计方法，但是该发明主要是从辊型曲线优 化的角度出发，没有考虑乳制工艺参数的影响，同时也不能根据实际生产情况进行在线调 整。在公开号为CN101507975A的专利申请"双机架UCM平整机组带钢表面色差缺陷综合治 理方法"中提出了一种表面色差缺陷的综合治理方法，但是仅仅考虑了色差缺陷的防治，且 主要针对双机架平整机组，不适用于热镀锌生产线。为此，在大量的理论研究和现场实践的 基础上，提出一种适合于热镀锌光整机的板面质量控制参数综合优化设定技术，通过对乳 制参数的优化设定，实现对镀锌板表面质量的综合控制。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种热镀锌光整机板面质量控制参数综合优化设定技术，其目的在于 通过对热镀锌生产线光整机乳制工艺参数的优化设定，而对镀锌板生产过程中的色差缺 陷、喇叭口缺陷、带钢的出口板形以及锌层稳定性和锌花均匀性进行综合控制，改善镀锌板 的板面质量和使用性能，提高成材率。
[0005] 本发明的具体方案是：一种热镀锌光整机板面质量控制参数综合优化设定技术， 其特征是：包括以下由计算机执行的步骤：
[0006] (1)收集热镀锌板生产过程中所涉及到的光整机的设备参数、待光整的热镀锌板 的规格特征与工艺参数、换辑后乳辑的设备参数；
[0007] 光整机的设备参数包括：光整机许可最大乳制压力设定值P_、入口张力许可最小 值TQ_、入口张力许可最大值TQ_、出口张力许可最小值1\_、出口张力许可最大值、工 作辊辊身长度Lw、工作辊直径Dw、工作辊辊型分布△DW1、支承辊辊身长度长度Lb、支承辊直 径Db、支撑辊辊型分布ADbl、支承辊传动侧与工作侧压下螺丝中心距lb、工作辊传动侧与工 作侧弯辊液压缸中心距lw、工作辊最大正弯辊力、最大负弯辊力X?-;
[0008] 待光整的热镀锌板的规格特征与工艺参数包括：镀锌基板退火后的变形抗力 σs。、加工硬化系数ks、带钢的宽度B、镀锌板的来料厚度h。、镀锌板的来料厚度分布l·^、 光整机出口速度v、来料板形取样长度L、来料板形的长度横向分布值Q、许可最小伸长率 ε_、许可最大伸长率ε_、原始板面粗糙度、许可最大乳制压力不均匀度系数kq、许可 最大张力不均匀度系数~、许可最大粗糙度不均匀度系数kRa、许可最大厚度不均匀度系数 %,
[0009] 换辊后乳辊的设备参数包括：工作辊换辊时原始表面粗糙度换辊后当 前卷乳制前X卷不同规格带钢的宽度Βχ,[X=(1, 2,…，X)]、各卷带钢的长度lx,[X= (1,2, ...，Χ)];
[0010] (2)定义优化过程中所涉及到的过程变量，包括工作辊沿辊身分段数Ν(Ν为奇 数）、工作辊各段宽度ΑX、带钢沿宽度方向分段数Μ、过程参数m，η、第X卷带钢乳制时对 第j段工作辊的乳制公里数Uχ、工作辊各段总的乳制公里数lg.P工作辊各段表面粗糙度 >摩擦系数^、成品带钢的表面粗糙度伸长率设定值ε、入口张力设定值T。、出口 张力设定值、工作辊弯辊力设定值Sw、出口厚度分布hH、出口张力分布σΗ、乳制压力分 布Qi;
[0011] (3)对工作辊和待乳带钢进行单元划分，包括将工作辊沿辊身长度方向划分为N
等分，并计算出工作辊辊各段宽度 待乳制带钢沿宽度方向分段数 .、
[0012] (4)在实际生产过程中，一个换辊周期内会生产多种不同规格的带钢，而带钢宽度 不一必然会导致工作辊各段乳制公里数不一，在原始辊面粗糙度一样的情况下，必然导致 在乳制当前卷带钢时，沿工作辑轴向辑面粗糙度不一，为此计算工作辑辑面沿轴向方向的 粗糙度分布，包括以下步骤：
[0013] a.计算出当前卷乳制前，工作辊各段的乳制公里数
[0014] b.在乳制过程中，工作辊辊面粗糙度随乳制过程的进行，粗糙度逐渐衰减，由此根 据乳辊表面粗糙度与乳辊原始粗糙度、乳制公里数之间的定量关系，计算出当前卷乳制时 工作辊各段的辊面粗糙度其中ω为与机组特性相关的模型系数，ω= 0. 001 ~0. 009 ;
[0015] (5)根据光整乳制工艺模型可以知道，在乳制参数和工艺润滑制度一定的情况下， 乳制过程中的摩擦系数与工作辊辊面粗糙度存在一一对应的关系，基于此可通过采集多个 同规格带钢乳制时的乳制工艺参数，根据乳制压力的计算模型对摩擦系数进行返算，建立 该工况下，工作辊辊面摩擦系数与粗糙度的模型，然后用样本中的参数对该模型采用高次
其中μ为摩擦系数，Ra为辊面粗糙度，c为 多项式拟合次数，α。为拟合系数；
[0016] (6)在其它工艺参数不变的情况下，根据工作辊辊面摩擦系数与粗糙度间的模型 和当前卷带钢乳制时工作辊各段的辊面粗糙度，计算当前卷带钢乳制时沿带钢宽度方向各
^为工作辊各段表面粗糙度，其中j= ,：'1 n-m+i，n,m为带钢单元划分过程参数；
[0017] (7)对光整机前后张力、工作辊的弯辊力以及光整机的伸长率这些乳制 工艺参数设定初始值V= (T。，1\，Sw，ε)，其中T-彡T。彡T。_、KTATlniax、 ?跳 、￡min<ε<εmax;
[0018] (8)根据成品带钢表面粗糙度预报模型，计算当前工况下成品带钢各段的表面粗 糙度，计算模型为：
ah，ah，为乳辊对粗糙度的入口厚度影响系数，βh为带钢对粗糙度的入口厚度影响系数，ak，为带钢的材质影响系数，αΕ，βE为中伸长率率影响系数，nd112为光整机特性影 响参数；
[0020] (9)为防止成品带钢的色差缺陷，需要保证面粗糙度与最小板面粗糙 度差值需在许可范围内，即判断成品带钢的表面粗糙度是否满足约束条件：
若满足约束条件，则转入下一步，若不满足约束条件，则改变步 骤（7)所设定的初始值，转入步骤（8)重新计算；
[0021] (10)以工作辊弯辊力sw、入口张力设定值T。、出口张力设定值1\、工作辊各段的摩 擦系数^、入口厚度分布hw、伸长率为εi等为初始条件，并根基四辊光整机辊系的弹性变 形模型，计算当前工况下成品带钢的出口厚度分布hH、出口张力分布〇 H和乳制压力分布
[0022] (11)对于一般的镀锌机组来说，在光整机后一般设有拉矫机用于改善成品带钢的 板形，但拉矫机改善板形的能力是有限的，如果光整机的出口板形超出了拉矫机