五机架冷连轧机组极薄带轧制中乳化液浓度的设定方法
【专利摘要】一种五机架冷连轧机组极薄带轧制中乳化液浓度的设定方法，包括以下由计算机执行的步骤：1、收集机组主要设备、待轧制带材特征、主要轧制工艺和工艺润滑制度参数；2、定义相关过程参数；3、计算弯辊力和窜辊量；4为相关搜索过程参数赋值；5、计算浓度过程参数；6、计算最大轧制速度的搜索过程速度；7、计算当前条件下各机架的摩擦系数；8、计算当前条件下各机架的轧制力、轧制功率、打滑因子、热滑伤指数和振动系数；9计算各机架工作辊的热凸度；10、计算出口板形和压靠宽度；11、得到并输出最佳配比浓度。本发明能够提高轧制速度，保证轧制效率；避免打滑、热滑伤以及振动的发生；保证末机架出口板形和工作辊辊端压靠宽度最小。
【专利说明】五机架冷连轧机组极薄带轧制中乳化液浓度的设定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金冷轧领域，特别适合一种五机架冷连轧机组极薄带轧制中乳化液浓度的设定方法。
【背景技术】
[0002]随着市场竞争加剧，用户对带钢厚度减薄的需求不断强烈，要求厂家提供0.17mm甚至更薄的产品。但是根据现场的实际经验，随着带钢厚度的减小，在生产过程中极易产生振动、打滑和热滑伤等相关缺陷，尤其是对轧机振动的影响尤为明显，轧机振动又会在带材表面形成有垂直于轧向的明暗交替的条纹或者造成出口厚度偏差过大，影响产品的质量。在其他因素无法改变的情况下，现场只能通过降速来减轻轧机的振动，使生产恢复正常，这样极大的影响机组的生产效率。通过研究发现，轧机振动除与轧制速度相关外，与辊缝的摩擦状态也密切相关，一方面，辊缝中的润滑油膜对于轧机系统的垂直振动能起到一种阻尼作用，油膜的摩擦系数越低，其阻尼作用越差，系统的稳定性也就越差，同样情况下，轧机发生振动的概率也越大；另一方面，辊缝中摩擦系数越小，摩擦对轧制压力的影响就越小，相对的张力对轧制压力的影响就越低，导致入口张力与轧制压力的自激关系增强，系统稳定性降低，轧机更容易发生振动。此外，如果辊缝润滑过于充分，在不稳定因素干扰下，辊缝的状态波动会越大，也对系统的稳定性产生不利的影响，增加轧机振动发生的概率(文献
[I])。而辊缝中的摩擦系数和润滑状态与乳化液的浓度密切相关，随着浓度的增加，油膜厚度会增加，摩擦系数会减小，这样不利于轧机振动和打滑的防治，但却有利于热滑伤缺陷的防治；当乳化液的浓度超过一定值时，乳化液的换热系数下降的比较显著，接触区温度上升比较快，从而导致润滑油的动力粘度降低的也比较快，油膜厚度会降低，摩擦系数会增加，这样有利于轧机振动和打滑的防治，但不利于热滑伤的防治。此外，乳化液的浓度变化还能影响传热系数，改变各机架工作辊的热辊型，导致轧机出口板形和工作辊的压靠宽度发生变化(文献[2，3])。这就是说乳化液浓度的变化可以影响轧制过程中打滑、热滑伤、振动等缺陷的发生概率以及末机架出口板形和工作辊压靠宽度，从而最终影响轧制速度。如果乳化液的浓度设定不合理，将有可能使得机组轧制速度上不去，影响轧制效率。以往，现场对于乳化液浓度的设定基本依靠操作工的经验来完成，对所有规格的带钢，均采用同一个浓度，造成极薄带钢轧制过程中，轧制速度偏低或者带钢表面质量不佳，给机组带来较大的经济损失。
[0003](参考文献:[I]部豕祥，徐乐江.冷连乳机系统振动控制[M].冶金工业出版社，2006.[2]白振华.冷连轧机高速生产过程核心数学模型[M].机械工业出版社，2009.[3]连家创，刘宏民.板厚板形控制[M].兵器工业出版社，1995.)
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能够提高轧制速度、保证轧制效率、避免打滑、热滑伤以及振动等缺陷发生的五机架冷连轧机组极薄带钢轧制中乳化液浓度的设定方法。[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种五机架冷连轧机组极薄带钢轧制中乳化液浓度的设定方法，包括以下由计算机执行的步骤:
[0007](a)收集五机架冷连轧机组的主要设备与工艺参数，主要包括1-5#机架轧机许用最大轧制压力设定值Pimaxi=l，2，…5、1-5#机架轧机许用最大轧制功率设定值Fimax、1-5#机
架中间辊许用最大窜动量S imax、1-5#机架工作辊最大正弯辊力^vimx、1-5#机架工作辊最大负弯辊力51-5#机架中间辊最大正弯辊力S+ X、1-5#机架中间辊最大负弯辊力
、末机架允许的最大压靠长度4、末机架出口允许最大板形值σ ; 1-5#工作辊辊径
Diw、1-5#机架中间辊直径Dim、1-5#机架支撑辊直径Dib、1-5#机架工作辊锟型分布值Λ Dwij,1-5#机架中间辊辊型分布值Λ Dmij、1-5#机架支撑辊辊型分布值ADbij、l-5#机架工作辊辊身长度Lw1、1-5#机架中间辊辊身长度Lm1、1-5#机架支撑辊辊身长度Lb1、1-5#机架工作辊弯辊缸中心距lw1、l_5#机架中间辊弯辊缸中心距lm1、l_5#机架支撑辊压下螺丝中心距Ibi ；
[0008](b)收集待轧制带材的特征参数，主要包括:带材的宽度B ;带材来料的厚度％ ；1-5机架轧机带钢的出口厚度h ;带材的弹性模量E ;带材的泊松比V ;带材的初始变形抗力σ3。；变形抗力强化系数ks;
[0009](c)收集主要轧制工艺参数，主要包括临界打滑因子值;临界滑伤指数f ;临
界振动系数;安全系数Π ;开 卷机开卷张力Τ。，1-5#机架轧机带钢的出口张力Ti ；
[0010](d)收集主要工艺润滑制度参数，主要包括1-5#机架乳化液的流量Wi ;乳化液的温度Τ。；乳化液系统许可最小浓度Cniin，乳化液系统许可最大浓度Cniax ；
[0011]Ce)定义乳化液浓度优化设定过程中最大轧制速度搜索过程参数m ;最大轧制速度的搜索过程速度Vmaxtl;乳化液浓度搜索过程参数j ;乳化液浓度搜索过程变量C1, C2 ;最佳配比浓度Cy ;浓度搜索步长AC ;1-5#机架摩擦系数μ 1、轧制压力F1、轧制功率P1、打滑因子F1、滑伤指数P振动系数Φ? ;冷连轧机组第i架轧机工作辊弯辊力Siw、中间辊弯辊力Sim;第1-5#机架中间辊窜动量Si;工作辊热凸度值Λ TDiw;末机架辊端压靠量Ly、末机架出口板形值;
[0012](f)为了最大限度的提高机组对出口板形的调节能力，令第i机架轧机工作辊弯辊力Sill' = ~Si'rw，第1-5#机架中间辊弯辊力《S = ~S~，第1-5机架中间辊窜动量设置为基态S i=0 ；
[0013](g)定义极薄带钢冷轧过程中最大轧制速度的初始值为Vcimax,并令Vcimax=IOOmAiin,浓度搜索过程参数j=0、搜索步长AC=0.001% ；
[0014](h)计算浓度过程参数C1=CniiJj Δ C ；
[0015]( i )令最大轧制速度搜索过程参数m=0 ；
[0016](j)计算最大轧制速度的搜索过程速度Vmaxtl=U0.5m ；
[0017](k)计算出当前工艺润滑制度及轧制速度Vmaxtl下各机架的摩擦系数μ i，其中摩擦系数的计算模型为:// = ? + /).,二"_，式中μ为摩擦系数，a为液体摩擦影响系数，b为干摩擦影响系数，Bξ为摩擦系数衰减指数，为当前工况下的油膜厚度，a，b，B&的取值与机组设备有关；
[0018](I)以当前工况下的摩擦系数μ 1、各机架间张力设定值1\、各机架出口厚度h 1、带材的初始变形抗力σ s(1，变形抗力强化系数ks为初始条件，计算当前工艺润滑制度及轧制速度Vmaxtl下第1-5#机架的轧制压力Pp轧制功率Ff、打滑因子V1、滑伤指数P 振动系数Φ?;其中轧制压力计算基本模型为:
【权利要求】
1.一种五机架冷连轧机组极薄带钢轧制中乳化液浓度的设定方法，其包括以下由计算机执行的步骤: Ca)收集五机架冷连轧机组的主要设备与工艺参数，主要包括1-5#机架轧机许用最大轧制压力设定值Pimaxi=l，2，…5、1-5#机架轧机许用最大轧制功率设定值Fimax, 1-5#机架中间辊许用最大窜动量S imax、1-5#机架工作辊最大正弯辊力、1-5#机架工作辊最大负弯辊力*^.、1-5#机架中间辊最大正弯辊力Ssmax、1-5#机架中间辊最大负弯辊力S 、末机架允许的最大压靠长度1、末机架出口允许最大板形值σ 1-5#工作辊辊径Diw、1-5#机架中间辊直径Dim、1-5#机架支撑辊直径Dib、1-5#机架工作辊辊型分布值Λ Dwij>1-5#机架中间辊辊型分布值Λ DmIp 1-5#机架支撑辊辊型分布值ADbij、l-5#机架工作辊辊身长度Lw1、1-5#机架中间辊辊身长度Lm1、1-5#机架支撑辊辊身长度Lb1、1-5#机架工作辊弯辊缸中心距lw1、1-5#机架中间辊弯辊缸中心距lm1、1-5#机架支撑辊压下螺丝中心距Ibi ； (b)收集待轧制带材的特征参数，主要包括:带材的宽度B;带材来料的厚度& ;1-5#机架轧机带钢的出口厚度h ;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ks; (c)收集主要轧制工艺 参数，主要包括临界打滑因子值Ψ*;临界滑伤指数临界振动系数;安全系数H ;开卷机开卷张力Τ。，1-5#机架轧机带钢的出口张力Ti ； Cd)收集主要工艺润滑制度参数，主要包括1-5#机架乳化液的流量Wi ;乳化液的温度Tc ;乳化液系统许可最小浓度Cniin，乳化液系统许可最大浓度Cniax ； Ce)定义乳化液浓度优化设定过程中最大轧制速度搜索过程参数m ;最大轧制速度的搜索过程速度Vmaxtl ;乳化液浓度搜索过程参数j ;乳化液浓度搜索过程变量C1, C2 ;最佳配比浓度Cy ;浓度搜索步长AC ;1-5#机架摩擦系数μ 1、轧制压力Fp轧制功率？1、打滑因子V1、滑伤指数約、振动系数Φ? ;冷连轧机组第i架轧机工作辊弯辊力Siw、中间辊弯辊力Sim ;第1-5#机架中间辊窜动量Si;工作辊热凸度值Λ TDiw;末机架辊端压靠量Ly、末机架出口板形值σ y ； (f)为了最大限度的提高机组对出口板形的调节能力，令第i机架轧机工作辊弯辊力Shv = S~ '，第1-5#机架中间辊弯辊力S第1-5#机架中间辊窜动量设置为基态δ i=0 ； (g)定义极薄带钢冷轧过程中最大轧制速度的初始值为Vcimax,并令Vcimax=IOOmAiin,浓度搜索过程参数j=0、搜索步长Λ C=0.001% ； (h)计算浓度过程参数C1=CmiJjΔ C ； (i)令最大轧制速度搜索过程参数m=0； (j)计算最大轧制速度的搜索过程速度V-fVc^+0.5m ； (k)计算出当前工艺润滑制度及轧制速度Vmaxtl下各机架的摩擦系数μ i，其中摩擦系数的计算模型为= ? +，式中μ为摩擦系数，a为液体摩擦影响系数，b为干摩擦影响系数，Βξ为摩擦系数衰减指数，为当前工况下的油膜厚度，a，b，B&的取值与机组设备有关;(I)以当前工况下的摩擦系数μ 1、各机架间张力设定值T1、各机架出口厚度h1、带材的初始变形抗力σ s(1，变形抗力强化系数ks为初始条件，计算当前工艺润滑制度及轧制速度下第卜5#机架的轧制压力Pp轧制功率F1、打滑因子V1、滑伤指数A、振动系数Φ?;其中轧制压力计算基本模型为
【文档编号】G06F17/50GK103544340SQ201310446068
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】白振华, 陈浩, 孔令昆, 王凯, 陈双玉, 常金梁 申请人:燕山大学