双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法技术

本发明专利技术揭示了一种双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法，在大量的现场试验与理论研究的基础上，考虑到双机架六辊轧机的设备特点与高等级汽车板轧制的工艺特征，在引入板形与表面质量及轧制稳定性综合控制指标的基础上，提供一种适合于双机架六辊轧机高等级汽车板冷轧过程中乳化液总流量优化设定技术，通过该技术可以实现以下三项功能：（1）最大程度的提高成品带钢的板形质量；（2）降低热滑伤的发生概率提高产品表面质量；（3）最大程度的避免打滑提高轧制稳定性。

【技术实现步骤摘要】
双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法
本专利技术涉及高等级汽车板冷轧生产工艺技术，更具体地说，涉及一种双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法
技术介绍
在双机架六辊轧机高等级汽车板的冷轧过程中，由于轧辊与带材之间摩擦的存在导致轧制压力增加，轧辊磨损加剧，产生大量的热量，并恶化轧后产品的表面质量，因此必须向辊缝内喷洒一定量的乳化液，用于冷却与润滑，如图1所示。与此同时，在乳化液的喷洒过程中，当压下规程与张力制度等轧制工艺参数和乳化液的品质、浓度、温度以及乳化液流量在机架间的分配比例等工艺润滑参数给定时，乳化液的冷却与润滑效果则主要取决于乳化液总的流量，一方面可以通过调整乳化液总流量的大小来控制工作辊、中间辊以及支撑辊的热辊型从而最终影响成品汽车板的板形质量，另外一方面可以通过调整乳化液总的流量来控制带材与轧辊之间的摩擦系数从而影响机组各个机架之间打滑、热滑伤等缺陷的发生概率及程度。因此，如何正确设定乳化液的总流量对保证成品带钢的板形与表面质量以及轧制稳定性起着举足轻重的影响。以往，现场对于乳化液总流量的设定往往采用表格与生产经验相结合的方法来实现，往往不能同时保证板形与表面质量以及轧制稳定性，给现场造成了较大的经济损失。通过大量的市场调查表明，成品带钢的板形与表面质量是钢材市场上客户非常重视的主要参数指标，因此面对成品带钢的质量，客户往往会设置一定的质量门槛，来筛选符合客户质量标准的带钢。因此，最为钢材加工行业企业来说，需要根据客户的需求，分析影响成品带钢的主要因素，即带钢冷轧中乳化液总流量，对此进行优化设计，是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法，针对以往双机架六辊轧机高等级汽车板轧制过程中乳化液总流量的设定以表格与现场经验为主，不能同时保证板形与表面质量以及轧制稳定性的问题。根据本专利技术，提供一种一种双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，收集第一、第二机架机组、待轧制带材、主要轧制工艺、主要工艺润滑制度的参数；步骤二，定义过程参数；步骤三，计算第一、第二机架工作辊、中间辊的弯力；步骤四，设定第一机架的乳化液总流量的过程变量；步骤五，分别计算第一、第二机架乳化液流量，以及当前压下条件、工艺润滑制度及轧制速度下第一、第二机架的摩擦系数；步骤六，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、第二机架的轧制压力、轧制功率，并判断所述轧制压力和轧制功率是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤七，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、第二机架的打滑因子、滑伤指数，并判断所述打滑因子和滑伤指数是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤八，计算当前压下制度、工艺润滑制度下第一第二轧机工作辊的热辊型分布、出口张力分布、出口板形值，并判断所述出口板形值是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤九，计算乳化液总流量优化设定目标函数，并判断所述目标函数是否满足预设条件；若是，则设定第一机架、第二机架的乳化液总流量的过程变量相等，并继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤十，判断第一机架的乳化液总流量的过程变量是否满足预设条件；若是，则返回步骤四；若否，则继续后续步骤；步骤十一，将第二机架的乳化液总流量的过程变量设定为最优乳化液总流量。根据本专利技术的一实施例，步骤三包括：第一机架的工作辊弯辊力为第二机架的工作辊弯辊力为第一机架的中间辊弯辊力为第二机架的中间辊弯辊力为其中，为第一、第二机架工作辊允许最大正弯辊力；为第一、第二机架工作辊允许最大负弯辊力；为第一、第二机架中间辊允许最大正弯辊力；为第一、第二机架中间辊允许最大负弯辊力。根据本专利技术的一实施例，步骤四包括：令第一机架的乳化液总流量过程变量flowz1＝flowmin+m·Δflow，其中flowmin为乳化液流量搜索初始值，m为搜索过程参数，Δflow为搜索步长。根据本专利技术的一实施例，步骤五包括：计算第一、第二机架乳化液流量flow1＝flowz1×λ1、flow2＝flowz1×λ2；其中flow1、flow2为第一与第二机架乳化液的流量；λ1,λ2为第一与第二机架乳化液的流量占总流量的比例；计算出当前压下条件、工艺润滑制度及轧制速度下第一、第二机架的摩擦系数μ1,μ2。其中式中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，ξ0为当前工况下的油膜厚度。根据本专利技术的一实施例，步骤六包括：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、第二机架的轧制压力P1,P2，轧制功率F1,F2。其中轧制压力计算基本模型为：式中P为总轧制压力，R′为工作辊压扁半径，qm为等效张力，σs为平均变形抗力，B为带材宽度，μ为摩擦系数，ε为压下率，H0为入口厚度，h0为带材来料的平均厚度；轧制功率计算基本模型为：式中F为轧制功率，η为电机效率，vr为轧辊转速(m/min)，R为轧辊直径(m)，N为轧制力矩。根据本专利技术的一实施例，轧制压力和轧制功率的预设条件为不等式是否同时成立，其中P1max、P2max为第一与第二机架轧机允许最大轧制压力；F1max、F2max为第一与第二机架轧机允许最大轧制功率。根据本专利技术的一实施例，步骤七包括：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、第二机架的打滑因子ψ1,ψ2；其中打滑因子的基本模型为：式中ψ为打滑因子，T1、T0为前后张力，R'为工作辊压扁半径，P为总轧制压力，μ为摩擦系数，Δh为压下量；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、第二机架的滑伤指数其中滑伤指数的基本模型为：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。根据本专利技术的一实施例，打滑因子和滑伤指数的预设条件是不等式是否同时成立，其中ψ*为临界打滑因子值；为临界滑伤指数。根据本专利技术的一实施例，步骤八包括：计算当前压下制度、工艺润滑制度下第一、第二轧机工作辊的热辊型分布计算当前工况下轧机的出口张力分布σ1i、出口板形值SHAPE。根据本专利技术的一实施例，出口板形值的预设条件为不等式SHAPE≤SHAPEmax是否成立，其中SHAPEmax为弯辊调节后的允许最大板形。根据本专利技术的一实施例，步骤九包括：乳化液总流量优化设定目标函数为其中α,β为加权系数，α＝0.14～0.4,β＝0.14～0.4。根据本专利技术的一实施例，目标函数的预设条件为不等式是否成立，如果不等式成立，则令F0＝F，flowz2＝flowz1；式中F0为目标函数的初始值，flowz1,flowz2分别为第一机架，第二机架乳化液总流量过程参数。根据本专利技术的一实施例，步骤十包括：第一机架的乳化液总流量的过程变量的预设条件为flowz1＜flowmax是否成立，如果不等式成立，则令m＝m+1。根据本专利技术的一实施例，步骤十一包括：设定最优乳化液总流量flowzy＝flowz2。采用了本专利技术的技术方案，提供一种适合于双机架六辊轧机高等级汽车板冷轧过程中乳化液总流量优化设定技术，通过该技术可以实现以下三项功能：(1)最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，收集第一、第二机架机组、待轧制带材、主要轧制工艺、主要工艺润滑制度的参数；步骤二，定义过程参数；步骤三，计算第一、第二机架工作辊、中间辊的弯力；步骤四，设定第一机架的乳化液总流量的过程变量；步骤五，分别计算第一、第二机架乳化液流量，以及当前压下条件、工艺润滑制度及轧制速度下第一、第二机架的摩擦系数；步骤六，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、第二机架的轧制压力、轧制功率，并判断所述轧制压力和轧制功率是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤七，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、第二机架的打滑因子、滑伤指数，并判断所述打滑因子和滑伤指数是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤八，计算当前压下制度、工艺润滑制度下第一第二轧机工作辊的热辊型分布、出口张力分布、出口板形值，并判断所述出口板形值是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤九，计算乳化液总流量优化设定目标函数，并判断所述目标函数是否满足预设条件；若是，则设定第一机架、第二机架的乳化液总流量的过程变量相等，并继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤十，判断第一机架的乳化液总流量的过程变量是否满足预设条件；若是，则返回步骤四；若否，则继续后续步骤；步骤十一，将第二机架的乳化液总流量的过程变量设定为最优乳化液总流量。...

【技术特征摘要】
1.一种双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，收集第一、第二机架机组、待轧制带材、主要轧制工艺、主要工艺润滑制度的参数；步骤二，定义过程参数；步骤三，计算第一、第二机架工作辊、中间辊的弯辊力；步骤四，设定第一机架的乳化液总流量的过程变量；步骤五，分别计算第一、第二机架乳化液流量，以及当前压下条件、工艺润滑制度及轧制速度下第一、第二机架的摩擦系数；步骤六，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、第二机架的轧制压力、轧制功率，并判断所述轧制压力和轧制功率是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤七，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、第二机架的打滑因子、滑伤指数，并判断所述打滑因子和滑伤指数是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤八，计算当前压下制度、工艺润滑制度下第一第二轧机工作辊的热辊型分布、出口张力分布、出口板形值，并判断所述出口板形值是否满足预设条件；若是，则继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤九，计算乳化液总流量优化设定目标函数，并判断所述目标函数是否满足预设条件；若是，则设定第一机架、第二机架的乳化液总流量的过程变量相等，并继续后续步骤；若否，则转入步骤十；步骤十，判断第一机架的乳化液总流量的过程变量是否满足预设条件；若是，则返回步骤四；若否，则继续后续步骤；步骤十一，将第二机架的乳化液总流量的过程变量设定为最优乳化液总流量。2.如权利要求1所述的双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法，其特征在于，所述步骤三包括：第一机架的工作辊弯辊力为第二机架的工作辊弯辊力为第一机架的中间辊弯辊力为第二机架的中间辊弯辊力为其中，为第一、第二机架工作辊允许最大正弯辊力；为第一、第二机架工作辊允许最大负弯辊力；为第一、第二机架中间辊允许最大正弯辊力；为第一、第二机架中间辊允许最大负弯辊力。3.如权利要求2所述的双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法，其特征在于，所述步骤四包括：令第一机架的乳化液总流量过程变量flowz1＝flowmin+m·Δflow，其中flowmin为乳化液流量搜索初始值，m为搜索过程参数，Δflow为搜索步长。4.如权利要求3所述的双机架六辊轧机冷轧中乳化液总流量设定方法，其特征在于，所述步骤五包括：计算第一、第二机架乳化液流量flow1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晶，封焱，钟辰，朱明德，
申请(专利权)人：上海宝钢钢材贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31