用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术制造技术

本发明专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，能建立小变形量下的跳动、打滑现象转化为对轧制压力、打滑因子的数学建模，计算出最优的相关工艺参数以及相对应的极限变形量，在保证轧制稳定性前提下，提升二次冷轧机组极限变形能力，从而开发出高端DR材新用途产品，促进技术进步；本发明专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，实施后DR材最小变形量进一步降低，同时最大厚度波动和平均板形浪值也同步降低，有效地降低了二次冷轧机组DR材的最小变形量。

【技术实现步骤摘要】
用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术
本专利技术涉及工艺参数的改进优化领域，尤其涉及一种应用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，以减少最小变形量为目标，确保轧制稳定。
技术介绍
随着大部分二次冷轧板带用户由低端转向高端转型，对二次冷轧机组极限变形能力提出了越来越高的要求，高等级DR材(DR材的厚度更薄，用于替代冷轧材料)的开发和生产已经成为衡量企业生产水平高低的重要标志。目前，现有技术下的平整机组的典型压下率为≤3％，二次冷轧机组典型压下率为≥15％，在实际生产过程中，在低于10％的压下率时，轧制压力及打滑因子会偏小。而打滑因子偏小就会导致DR材在轧制过程中容易出现打滑现象。而当轧制压力过小时，DR材在轧制过程中的内部应力就会趋近于其屈服强度，产生屈服现象，进而会出现随着轧制载荷的变化、压下率急剧变化的跳动现象，这是由于二次冷轧DR材的来料在退火之后并没有经过平整，存在屈服平台，并且DR材来料厚度较普通冷轧带材的要薄很多，从DR材与普通冷轧带材的轧机弹塑性曲线(P-h图)对比可看出，当机座弹性变形曲线A1与DR材弹塑性曲线B1交点位置在其屈服阶段时，轧制过程中就会出现跳动现象。综上所述，现有技术下的二次冷轧机组在二次冷轧DR材时所产生的跳动现象和打滑现象严重制约了二次冷轧机组在最小变形量下生产的稳定性。而根据操作工人现场经验及理论分析可以得知，带材轧制过程中内部应力、打滑因子都与相关工艺参数密切相关，因此，如何合理设定相关工艺参数就成为解决DR材在极限压下量下稳定轧制的关键问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术在大量的现场实验与理论研究的基础上，保证机组不发生打滑和跳动现象的前提下，提供了用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，该技术建立了一套适合于二次冷轧机组的以减少最小变形量为目标的工艺参数优化设定方案，建立小变形量下的跳动、打滑现象转化为对轧制压力、打滑因子的数学建模，计算出最优的相关工艺参数以及相对应的极限变形量，在保证轧制稳定性前提下，提升二次冷轧机组极限变形能力，从而开发出高端DR材新用途产品，促进技术进步。本专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，其具体方案如下所述：用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，其具体步骤如下所述：1)首先，收集冷轧机组的主要设备与工艺的参数，包括：1a)收集冷轧机组的轧辊工艺参数-工作辊半径R、表面粗糙度Rar、工作辊的弹性模量E和工作辊的泊松比γ；1b)收集冷轧机组相关轧制工艺参数-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、正常轧制速度v、轧制压力设定值P′、单位前张力σ1、单位后张力σ0和当前工况下的最小压下率εmin；1c)收集工艺润滑制度参数-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和压缩系数θ；1d)收集冷轧机组的工艺特征参数-临界打滑因子ψ*，相关优化参数许用最小值Xmin和最大值Xmax；2)接着，定义优化参数X，将步骤1)中收集到的需优化的参数用X替换掉，其具体为，定义压下率ε，最佳优化参数Xy，最小压下率εmin，给定优化参数设定步长ΔX和压下率设定步长Δε；3)初始化压下率中间过程参数kε＝0；4)计算压下率当前值ε＝εmin-kεΔε；5)初始化优化参数的中间过程参数kX＝0；6)计算优化参数当前值X＝Xmin+kXΔX；7)计算当前工况下摩擦系数μ，具体如下：7a)计算工作辊的弹性压扁半径7b)计算当前工况下生产该典型规格产品时轧制过程的乳化液温度t，其计算模型为：式中：αB为换热系数；A为接触面积，m2；ηp为塑性变形功转化为热的分配系数，一般取0.9；ηf为摩擦热的分配系数，一般为0.32～0.6；为轧辊与轧件相对速度绝对值的平均值，若将轧件咬入处的相对速度近似为线性，则由下式表示其中，z＝1-(1+f)(1-ε)，式中的f、z和vr分别为前滑率、后滑率和轧辊速度；αB0为喷嘴形状、喷射角度影响系数；7c)计算乳化液的动力粘度7d)计算光辊轧制时的动态油膜厚度式中：kc为乳化液浓度影响系数；τ为润滑油膜速度影响系数，7e)结合上述步骤7a)～步骤7d)计算摩擦系数μ，其计算模型为：式中：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；ξ02为轧辊粗糙度对润滑油膜厚度影响量；该影响量主要取决于轧辊实际粗糙度；8)计算当前工况下轧制压力P、带材单位应力p和打滑因子ψ，其中，轧制压力式中：pη1为强度张力规格系数；pη2为规格强度系数pη3为规格压下系数轧制应力p＝P/(B·l)式中：l为轧制区接触弧长；打滑因子式中：T0为后张力，T1为前张力；9)该步骤中，首先判断不等式是否成立，如果成立，则令kε＝kε+1，最佳优化参数Xy＝X，最小压下率εmin＝ε，并转入步骤4)；10)如步骤9)中的不等式不成立，则再次判断不等式X＜Xmax是否成立，如果不等式成立，则令kX＝kX+1，并转入步骤6)；11)如步骤10)中的不等式X＜Xmax不成立，则输出最小压下率εmin、最佳优化参数Xy，至此，完成了二次冷轧机组以减少最小变形量为目标的工艺参数优化设定。根据本专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，其特征在于，所述的步骤7c)中的计算乳化液的动力粘度该a1，b1为表示润滑油大气压力下动力粘度的参数，可以根据润滑油而定。根据本专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，其特征在于，所述的步骤7e)中的计算摩擦系数该ξ02的轧辊粗糙度对润滑油膜厚度影响量取决于轧辊实际粗糙度。使用本专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术获得了如下有益效果：1.本专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，能建立小变形量下的跳动、打滑现象转化为对轧制压力、打滑因子的数学建模，计算出最优的相关工艺参数以及相对应的极限变形量，在保证轧制稳定性前提下，提升二次冷轧机组极限变形能力，从而开发出高端DR材新用途产品，促进技术进步；2.本专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，实施后DR材最小变形量进一步降低，同时最大厚度波动和平均板形浪值也同步降低，有效地降低了二次冷轧机组DR材的最小变形量。附图说明图1为二次冷轧DR材与普通冷轧带材的P-h图对比图；图2为本专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术做进一步的描述。用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，其具体步骤如下所述：1)首先，收集冷轧机组的主要设备与工艺的参数，包括：1a)收集冷轧机组的轧辊工艺参数-工作辊半径R、表面粗糙度Rar、工作辊的弹性模量E和工作辊的泊松比γ；1b)收集冷轧机组相关轧制工艺参数-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、正常轧制速度v、轧制压力设定值P′、单位前张力σ1、单位后张力σ0和当前工况下的最小压下率εmin；1c)收集工艺润滑制度参数-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和压缩系数θ；1d)收集冷轧机组的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，其具体步骤如下所述：1)首先，收集冷轧机组的主要设备与工艺的参数，包括：1a)收集冷轧机组的轧辊工艺参数‑工作辊半径R、表面粗糙度Rar、工作辊的弹性模量E和工作辊的泊松比γ；1b)收集冷轧机组相关轧制工艺参数‑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、正常轧制速度v、轧制压力设定值P′、单位前张力σ1、单位后张力σ0和当前工况下的最小压下率εmin；1c)收集工艺润滑制度参数‑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和压缩系数θ；1d)收集冷轧机组的工艺特征参数‑临界打滑因子ψ*，相关优化参数许用最小值Xmin和最大值Xmax；2)接着，定义优化参数X，将步骤1)中收集到的需优化的参数用X替换掉，其具体为，定义压下率ε，最佳优化参数Xy，最小压下率εmin，给定优化参数设定步长ΔX和压下率设定步长Δε；3)初始化压下率中间过程参数kε＝0；4)计算压下率当前值ε＝εmin‑kεΔε；5)初始化优化参数的中间过程参数kX＝0；6)计算优化参数当前值X＝Xmin+kXΔX；7)计算当前工况下摩擦系数μ，具体如下：7a)计算工作辊的弹性压扁半径...

【技术特征摘要】
1.用于减小二次冷轧间的轧制最小变形量的参数优化技术，其具体步骤如下所述：1)首先，收集冷轧机组的主要设备与工艺的参数，包括：1a)收集冷轧机组的轧辊工艺参数-工作辊半径R、表面粗糙度Rar、工作辊的弹性模量E和工作辊的泊松比γ；1b)收集冷轧机组相关轧制工艺参数-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、正常轧制速度v、轧制压力设定值P′、单位前张力σ1、单位后张力σ0和当前工况下的最小压下率εmin；1c)收集工艺润滑制度参数-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和压缩系数θ；1d)收集冷轧机组的工艺特征参数-临界打滑因子ψ*，相关优化参数许用最小值Xmin和最大值Xmax；2)接着，定义优化参数X，将步骤1)中收集到的需优化的参数用X替换掉，其具体为，定义压下率ε，最佳优化参数Xy，最小压下率εmin，给定优化参数设定步长ΔX和压下率设定步长Δε；3)初始化压下率中间过程参数kε＝0；4)计算压下率当前值ε＝εmin-kεΔε；5)初始化优化参数的中间过程参数kX＝0；6)计算优化参数当前值X＝Xmin+kXΔX；7)计算当前工况下摩擦系数μ，具体如下：7a)计算工作辊的弹性压扁半径7b)计算当前工况下生产该典型规格产品时轧制过程的乳化液温度t，其计算模型为：式中：αB为换热系数；A为接触面积，m2；ηp为塑性变形功转化为热的分配系数，一般取0.9；ηf为摩擦热的分配系数，一般为0.32～0.6；为轧辊与轧件相对速度绝对值的平均值，若将轧件咬入处的相对速度近似为线性，则由下式表示其中，z＝1-(1+f)(1-ε)，式中的f、z和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀军，王康健，瞿培磊，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31