本发明属于冷轧技术领域，特别涉及一种二次冷轧过程中轧制工艺参数的优化方法。
背景技术
二次冷轧是在一次冷轧材经退火后，将带钢进一步压下减薄，以提高材料的硬度和强度。在二次冷轧机组的生产过程中，带钢在第一机架进行轧制压下，实现带钢的厚度减薄，满足产品的厚度要求，在第二机架进行平整，实现带钢板形、表面粗糙度的控制，保证最终的产品质量。二次冷轧机组生产的带钢具有规格薄、强度高的特点。在实际轧制过程中，带材经过第一机架轧制时需要的变形量比较大，而二次冷轧机组轧制带材变形量大时，前滑值和轧制压力都较大，严重影响了机组的轧制稳定性。
二次冷轧机组大变形条件下轧制工艺参数优化设定主要由轧制应力和打滑因子决定，打滑因子或者轧制应力越接近临界值，越不利于机组的轧制稳定性，在一定范围内，轧制力越大、打滑因子越低，越有利于轧制的稳定性。以往对于二次冷轧大变形轧制尚未有学者做出系统研究，现场只是靠操作工师傅的工作经验来进行操作，不确定性因素太多，对成品带钢的质量难以很好的控制，而且对整个机组的稳定性也会有很大影响，严重的会出现断带等严重后果，造成巨大的经济损失。为此，建立一个在大变形量下表征稳定轧制能力的判断指标和轧制工艺参数优化设定的方法就成为解决现场问题的关键所在。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够最大程度地降低带钢轧制不稳定现象的发生概率、保证带钢质量及整体轧制稳定的dcr机组大变形下以稳轧为目标的轧制参数优化方法。本发明主要是针对二次冷轧机组轧制带材变形量大时，前滑值和轧制压力都较大，严重影响了机组的轧制稳定性，在大变形量稳定轧制能力的判断指标建立的基础上和保证带钢的前滑值和轧制压力在允许范围的前提下，建立一个大变形条件下的轧制工艺优化方法。
本发明包括以下由计算机执行的步骤：
(a)收集冷轧机组的主要设备与工艺参数，主要包括以下步骤：
a1)收集冷轧机组的轧辊工艺参数，主要包括：工作辊半径r、表面粗糙度rar、工作辊的弹性模量e、工作辊的泊松比v；
a2)收集冷轧机组相关轧制工艺参数，主要包括：带材的平均变形抗力km和屈服强度σs、带材的宽度b、来料的厚度h0、压下率ε、正常轧制速度v、轧制压力设定值p1、前张力设定值t1、后张力设定值t0；
a3)收集工艺润滑制度参数，主要包括：乳化液浓度c、初始温度t0、流量w、以及乳化液的动力粘度η0、压缩系数θ；
a4)收集冷轧机组的工艺特征参数，主要包括：许可最大轧制压力p*，临界最大前滑值s*，许用最小、最大前张力σ1min、σ1max，许用最小、最大后张力σ0min、σ0max；
(b)定义单位前张力σ1、单位后张力σ0，最佳单位前张力设定值σ1y，最佳单位后张力设定值σ0y，定义控制目标函数为g1(x)，给定单位前张力设定步长δσ1、单位后张力设定步长δσ0，设定目标函数初始值g0＝0；
(c)初始化单位前张力中间过程参数k1＝0；
(d)计算单位前张力σ1＝σ1min+k1δσ1
(e)初始化单位后张力中间过程参数k0＝0；
(f)计算单位后张力σ0＝σ0min+k0δσ0
(g)计算当前工况下摩擦系数
(h)计算当前工况下轧制压力p、前滑值s，轧制压力
(i)计算控制目标函数g1(x)，计算模型为
(j)判断不等式
(k)判断不等式σ0＜σ0max是否成立？如果不等式成立，则令k0＝k0+1，转入步骤(f)，否则转入步骤(l)；
(l)判断不等式σ1＜σ1max是否成立？如果不等式成立，则令k1＝k1+1，转入步骤(d)，否则转入步骤(m)；
(m)输出最佳单位前张力σ1y、最佳单位后张力σ0y，完成大变形轧制时二次冷轧机组以稳定轧制为目标的轧制工艺参数优化。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
能够实现大变形量稳定轧制能力的判断，计算出最佳单位前张力σ1y和最佳单位后张力σ0y，完成大变形量下二次冷轧机组带材稳定轧制的轧制工艺参数优化；最大程度地降低带钢轧制不稳定现象的发生概率，为二次冷轧机组大变形轧制情况下的带钢质量及整体轧制稳定提供了更好的技术保障。
附图说明
图1是本发明的总流程图。
具体实施方式
实施例1
选择钢种为th550、规格为0.276*908mm的带材为例进行压下率为47.5％的稳定工艺参数优化设定，其步骤如图1所示：
(a)收集冷轧机组的主要设备与工艺参数，主要包括以下步骤：
a1)收集冷轧机组的轧辊工艺参数，主要包括：工作辊半径r＝170mm、表面粗糙度rar＝0.7、工作辊的弹性模量e＝210gpa、工作辊的泊松比v＝0.3；
a2)收集冷轧机组相关轧制工艺参数，主要包括：带材的平均变形抗力km＝475mpa和屈服强度σs＝500mpa、带材的宽度b＝908mm、来料的厚度h0＝0.276mm、压下率ε＝47.5％、正常轧制速度v＝400m/min、轧制压力设定值p1＝3550kn、前张力设定值t1＝23.5kn、后张力设定值t0＝13.5kn；
a3)收集工艺润滑制度参数，主要包括：乳化液浓度c＝9％、初始温度t0＝52℃、流量w＝8.5l/min、以及乳化液的动力粘度η＝0.023pa.s、压缩系数θ＝0.01/mpa；
a4)收集冷轧机组的工艺特征参数，主要包括：许可最大轧制压力p*＝6000kn，临界最大前滑值s*＝6，许用最小、最大前张力σ1min＝15mpa、σ1max＝40mpa，许用最小、最大后张力σ0min＝10mpa、σ0max＝35mpa；
(b)定义单位前张力σ1、单位后张力σ0，最佳单位前张力设定值σ1y，最佳单位后张力设定值σ0y，定义控制目标函数为g1(x)，给定单位前张力设定步长δσ1＝0.1mpa、单位后张力设定步长δσ0＝0.1mpa，设定目标函数初始值g0＝0；
(c)初始化单位前张力中间过程参数k1＝0；
(d)计算单位前张力σ1＝σ1min+k1δσ1
(e)初始化单位后张力中间过程参数k0＝0；
(f)计算单位后张力σ0＝σ0min+k0δσ0
(g)计算当前工况下摩擦系数μ＝0.52；
(h)计算当前工况下轧制压力p、前滑值s，轧制压力
(i)计算控制目标函数g1(x)，计算模型为
(j)判断不等式
(k)判断不等式σ0＜σ0max是否成立？如果不等式成立，令k0＝k0+1，转入步骤(f)，否则，转入步骤(l)；
(l)判断不等式σ1＜σ1max是否成立？如果不等式成立，令k1＝k1+1，转入步骤(d)，否则转入步骤(m)；
(m)输出最佳单位前张力σ1y＝20.3mpa、最佳单位后张力σ0y＝12.7mpa，完成大变形量轧制时以稳定轧制为目标的轧制工艺参数优化。
实施例2
选择钢种为th550、规格为0.276*908mm的带材为例进行压下率为46.8％的稳定工艺参数优化设定。
(a)收集冷轧机组的主要设备与工艺参数，主要包括以下步骤：
a1)收集冷轧机组的轧辊工艺参数，主要包括：工作辊半径r＝170mm、表面粗糙度rar＝0.7、工作辊的弹性模量e＝210gpa、工作辊的泊松比v＝0.3；
a2)收集冷轧机组相关轧制工艺参数，主要包括：带材的平均变形抗力km＝475mpa和屈服强度σs＝500mpa、带材的宽度b＝908mm、来料的厚度h0＝0.276mm、压下率ε＝46.8％、正常轧制速度v＝400m/min、轧制压力设定值p1＝3350kn、前张力设定值t1＝21.5kn、后张力设定值t0＝11.5kn；
a3)收集工艺润滑制度参数，主要包括：乳化液浓度c＝9％、初始温度t0＝52℃、流量w＝8.5l/min、以及乳化液的动力粘度η＝0.023pa.s、压缩系数θ＝0.01/mpa；
a4)收集冷轧机组的工艺特征参数，主要包括：许可最大轧制压力p*＝6000kn，临界最大前滑值s*＝6，许用最小、最大前张力σ1min＝15mpa、σ1max＝40mpa，许用最小、最大后张力σ0min＝10mpa、σ0max＝35mpa；
(b)定义单位前张力σ1、单位后张力σ0，最佳单位前张力设定值σ1y，最佳单位后张力设定值σ0y，定义控制目标函数为g1(x)，给定单位前张力设定步长δσ1＝0.1mpa、单位后张力设定步长δσ0＝0.1mpa，设定目标函数初始值g0＝0；
(c)初始化单位前张力中间过程参数k1＝0；
(d)计算单位前张力σ1＝σ1min+k1δσ1
(e)初始化单位后张力中间过程参数k0＝0；
(f)计算单位后张力σ0＝σ0min+k0δσ0
(g)计算当前工况下摩擦系数μ＝0.36；
(h)计算当前工况下轧制压力p、前滑值s，轧制压力
(i)计算控制目标函数g1(x)，计算模型为
(j)判断不等式
(k)判断不等式σ0＜σ0max是否成立？如果不等式成立，令k0＝k0+1，转入步骤(f)，否则转入步骤(l)；
(l)判断不等式σ1＜σ1max是否成立？如果不等式成立，令k1＝k1+1，转入步骤(d)，否则转入步骤(m)；
(m)输出最佳单位前张力σ1y＝21.1mpa、最佳后张力σ0y＝11.3mpa，完成大变形轧制时以稳定轧制为目标的轧制工艺参数优化。