双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法
【专利摘要】本发明揭示了一种双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，包括：参数采集步骤，在参数采集步骤中采集的参数包括：设备参数、待轧制带材的参数、轧制工艺参数以及工艺润滑参数；初始化步骤，对控制变量进行初始化；流量分配步骤，流量分配步骤循环执行，依据第一机架与第二机架的打滑因子、振动系数、轧制压力和轧制功率对第一机架与第二机架的乳化液的流量分配进行调整；其中在流量分配步骤中每次对第一机架与第二机架的乳化液的流量分配进行调整后检测是否满足退出条件，如果满足退出条件则当前的流量分配作为最优乳化液流量，如果不满足退出条件则继续循环执行流量分配步骤。
【专利说明】双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及带材加工工艺，尤其涉及一种用于高等级汽车板冷轧工艺过程中的双 机架四辊轧机的冷轧过程中机架间乳化液流量优化分配方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着汽车工业的快速发展，汽车生产企业对汽车板材的质量与产量的要 求越来越高。对于钢铁生产企业和钢铁销售企业来说，面对汽车生产企业提出的要求和意 见，需要对汽车板材的质量和产量进行提高。汽车板材是由带材加工形成，改进质量和产量 的主要方式由两种：对生产设备进行升级改造或者对生产工艺过程进行改进。
[0003] 对于生产设备的改造成本高、改造周期长，往往会影响企业的市场供应，甚至会造 成客户的流失，所以一般不轻易考虑对生产设备进行大规模的改造。这样，如何在不增加设 备改造成本的基础上，充分利用现有设备，通过改进生产工艺过程来提高机组高等级汽车 板的生产产量与质量，满足市场对高等级汽车板日益扩大的需求就成为钢铁企业技术攻关 的焦点。
[0004] 在双机架四辊轧机高等级汽车板的冷轧过程中，为了保证轧制的顺利进行，需要 向辊缝内喷洒一定量的乳化液，用于冷却与润滑。而冷却与润滑的效果则与乳化液的流量 密切相关。与之对应，乳化液冷却效果的好坏则影响轧制过程中的热滑伤缺陷的程度及概 率，而乳化液润滑效果则影响到轧制过程中打滑以及振动发生的概率。特别的，在压下规程 与张力制度等轧制工艺参数以及乳化液的品质、浓度、温度等工艺润滑参数给定的前提下， 润滑与冷却的效果则主要取决于乳化液的流量。也就是说通过合理的设定乳化液的流量可 以有效地降低打滑、热滑伤及振动发生的概率。对于双机架四辊轧机而言，两个机架共用一 套乳化液供给系统，一般系统只给定总流量，而对两个机架之间流量的分配以前往往根据 经验采用固定比例法，没有根据两个机架的特点合理的分配流量，造成机组打滑、热滑伤振 动等缺陷发生的概率较高。这样，在总的乳化液流量给定的情况下如何合理的分配两个机 架之间的乳化液流量以降低打滑、热滑伤及振动的概率就成为现场攻关的重点。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提出一种双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，包括：
[0006] 参数采集步骤，在参数采集步骤中采集的参数包括：设备参数、待轧制带材的参 数、乳制工艺参数以及工艺润滑参数；
[0007] 初始化步骤，对控制变量进行初始化；
[0008] 流量分配步骤，流量分配步骤循环执行，依据第一机架与第二机架的打滑因子、振 动系数、乳制压力和轧制功率对第一机架与第二机架的乳化液的流量分配进行调整；
[0009] 其中在流量分配步骤中每次对第一机架与第二机架的乳化液的流量分配进行调 整后检测是否满足退出条件，如果满足退出条件则当前的流量分配作为最优乳化液流量， 如果不满足退出条件则继续循环执行流量分配步骤。
[0010] 在一个实施例中，所述参数采集步骤中采集的设备参数包括：第一机架与第二机 架的工作辊直径第一机架与第二机架的轧机最大轧制压力P lmax、P2max，第一机架 与第二机架的轧机最大轧制功率Flmax、F2max。所述参数采集步骤中采集的待轧制带材的参 数包括：带材的宽度B，带材的厚度tv带材的弹性模量E ;带材的泊松比v ;带材的初始变 形抗力〇s(l;变形抗力强化系数k。所述参数采集步骤中采集的轧制工艺参数包括：第一机 架与第二机架的压下率ε 2，第一机架与第二机架的带材出口厚度hph，后张力设定值 T。、前张力设定值?\、中张力设定值Tz ;第一机架与第二机架的轧制速度％，V2，临界打滑因 子Ψ*、临界滑伤指数临界振动系数Φ*。所述参数采集步骤中采集的工艺润滑参数包 括：乳化液供给系统总流量flow，乳化液的温度Twd，乳化液的浓度C。
[0011] 在一个实施例中，初始化步骤包括：
[0012] 设定乳化液流量分配过程中所涉及的过程参数，包括：乳化液流量控制变量F ; 控制变量的初始值为F。；第一机架与第二机架的乳化液流量搜索过程参数flown，fl〇Wl、 flow22, flow2 ;第一机架与第二机架的乳化液最佳流量分配flowly、flow2y ;第一机架的乳化 液流量占乳化液总流量的比例λ 1;搜索步长△ λ ;搜索过程参数m;第一机架与第二机架 的打滑因子Ψρ Ψ2;第一机架与第二机架的滑伤指数奶^第一机架与第二机架的振动 系数Φρ Φ2;第一机架与第二机架的摩擦系数μ d μ 2;第一机架与第二机架的变形抗力 〇 sl，。s2 ;第一机架与第二机架的轧制力Pi，Ρ2 ;第一机架与第二机架轧制功率h F2 ;
[0013] 设定 FQ=100000, m=0, Λ λ =〇· 〇1 ;
[0014] 设定第一机架的乳化液流量占乳化液总流量的比例λ 1=〇. l+m · Λ λ。
[0015] 在一个实施例中，流量分配步骤中：
[0016] 计算第一机架和第二机架的乳化液流量flowfflow+A pflowfflow^Kl-X D ;
[0017] 计算出当前压下条件下第一机架与第二机架带钢的变形抗力σ Sl、〇 S2。
[0018] 在一个实施例中，流量分配步骤中：
[0019] 计算当前压下条件、张力、工艺润滑及轧制速度下第一机架与第二机架的轧制压 力Pi，P2，第一机架与第二机架的轧制功率Fi，F2 ;
[0020] 判断不等式
【权利要求】
1. 一种双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，其特征在于，包括： 参数采集步骤，在参数采集步骤中采集的参数包括：设备参数、待轧制带材的参数、乳 制工艺参数以及工艺润滑参数； 初始化步骤，对控制变量进行初始化； 流量分配步骤，流量分配步骤循环执行，依据第一机架与第二机架的打滑因子、振动系 数、乳制压力和轧制功率对第一机架与第二机架的乳化液的流量分配进行调整； 其中在流量分配步骤中每次对第一机架与第二机架的乳化液的流量分配进行调整后 检测是否满足退出条件，如果满足退出条件则当前的流量分配作为最优乳化液流量，如果 不满足退出条件则继续循环执行流量分配步骤。
2. 如权利要求1所述的双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，其特征在于， 所述参数采集步骤中采集的设备参数包括：第一机架与第二机架的工作辊直径 ，第一机架与第二机架的乳机最大乳制压力Plmax、P2max，第一机架与第二机架的乳机最大 乳制功率Flmax、F2max ; 所述参数采集步骤中采集的待轧制带材的参数包括：带材的宽度B，带材的厚度tv带 材的弹性模量E ;带材的泊松比v ;带材的初始变形抗力σ s(1 ;变形抗力强化系数k ; 所述参数采集步骤中采集的轧制工艺参数包括：第一机架与第二机架的压下率ε ρ ε 2，第一机架与第二机架的带材出口厚度hp h2，后张力设定值T。、前张力设定值?\、中张力 设定值Τζ ;第一机架与第二机架的轧制速度'，V2，临界打滑因子Ψ*、临界滑伤指数、临 界振动系数Φ* ; 所述参数采集步骤中采集的工艺润滑参数包括：乳化液供给系统总流量flow，乳化液 的温度Twd，乳化液的浓度C。
3. 如权利要求2所述的双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，其特征在于， 所述初始化步骤包括： 设定乳化液流量分配过程中所涉及的过程参数，包括：乳化液流量控制变量F;控 制变量的初始值为F。；第一机架与第二机架的乳化液流量搜索过程参数flown，fl〇Wl、 flow22, flow2 ;第一机架与第二机架的乳化液最佳流量分配flowly、flow2y ;第一机架的乳化 液流量占乳化液总流量的比例λ 1;搜索步长△ λ ;搜索过程参数m;第一机架与第二机架 的打滑因子Ψρ Ψ2;第一机架与第二机架的滑伤指数仍，％;第一机架与第二机架的振动 系数Φρ Φ2;第一机架与第二机架的摩擦系数μ d μ 2;第一机架与第二机架的变形抗力 〇 sl，。s2 ;第一机架与第二机架的轧制力Pi，Ρ2 ;第一机架与第二机架轧制功率h F2 ; 设定 FQ=100000, m=0, Λ λ =〇· οι ; 设定第一机架的乳化液流量占乳化液总流量的比例λ eO. 1+m · Λ λ。
4. 如权利要求3所述的双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，其特征在于， 流量分配步骤中： 计算第一机架和第二机架的乳化液流量floweflow* λ P l〇w* (1_ λ 1); 计算出当前压下条件下第一机架与第二机架带钢的变形抗力〇sl、〇s2。
5. 如权利要求4所述的双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，其特征在于， 流量分配步骤中： 计算当前压下条件、张力、工艺润滑及轧制速度下第一机架与第二机架的轧制压力 Ρρ P2，第一机架与第二机架的轧制功率Fp F2 ;
6. 如权利要求5所述的双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，其特征在于， 流量分配步骤中： 计算出当前压下条件、工艺润滑及轧制速度下第一机架与第二机架的摩擦系数 μ 1, μ 2 ； 计算当前压下条件、张力、工艺润滑及轧制速度下第一机架与第二机架的打滑因子 Vp ν2;计算打滑因子的模型为：y
其中ψ为打滑因子，Τρ?；为前 后张力，R'为工作辊压扁半径，Ρ为总轧制压力，μ为摩擦系数，Ah为压下量； 计算当前压下条件、张力、工艺润滑及轧制速度下第一机架与第二机架的滑伤指数 m .计算滑伤指数的模型为：口 = 4，其中为滑伤指数，ξ为轧制变形区润滑油膜当量 厚度，ξ ^临界热滑伤状态的润滑油膜当量厚度； 计算当前压下条件、张力制度、工艺润滑制度及轧制速度下第一机架与第二机架的振 动系数Φρ Φ2，计算振动系数的模型为：
1其中Φ为振动系数，Ε 为弹性模量，ν为轧件出口速度，rm为平均压下率，〇。为带材屈服极限，Τ。为平均张力，L为 相邻机架间距离，1?为乳件入口厚度，ω为系统固有频率，R为工作棍半径；
7. 如权利要求6所述的双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，其特征在于， 检测是否满足退出条件包括： 计算打滑因子均值FVav、滑伤指数均值和振动系数均值
计算乳化液流量控制变量F:
α，β 为加权系数，α =〇· 15 □ 0· 45, β =0· 15 □ 0· 45 ; 判断不等式F <匕是否成立，如果不等式成立，则认为满足退出条件。
8.如权利要求7所述的双机架四辊轧机的机架间乳化液流量分配方法，其特征在于， 如果满足退出条件则输出第一机架的最优乳化液流量fl〇wly=fl〇Wll，第二机架的最优乳化 液流量 fl〇w2y=flow22。
【文档编号】B21B27/06GK104289530SQ201310304121
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】张海峰, 何然, 张天伦, 石振良, 罗翔 申请人:上海宝钢钢材贸易有限公司