【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冷连轧，尤其涉及一种七机架冷连轧机组不锈钢轧制过程乳化液浓度计算方法。
技术介绍
1、近年来，随着我国经济的快速发展，汽车、家用电器和电子设备的需求量越来越多，加速了钢铁产业的发展，尤其是不锈钢产品，不锈钢由于其耐腐蚀性和耐高温性等特点，受到众多生产厂家青睐，在七机架冷连轧机组不锈钢轧制过程中，带钢在前后张力和轧制压力等轧制规程作用下，依次通过各个机架并层层减薄，最终达到生产要求厚度，为了提高机组生产效率，在带钢进入轧机前，需要在带钢表面喷洒一定浓度的乳化液，随着带钢的移动形成一定厚度的润滑油膜，在轧制过程中起到降低摩擦因数，提升不锈钢表面质量。
2、乳化液的润滑性能主要取决于乳化液的浓度，在乳化液流量和乳化液初始温度确定的情况下，随着乳化液浓度的增加，喷洒在带钢表面的乳化液所形成的油膜厚度增加，轧制过程中摩擦因数减小，但随着乳化液浓度的持续增高，带钢在轧制过程中，受高温和轧制油动力粘度的影响，摩擦因数会有所升高，摩擦因数过大，会造成机组轧制压力和轧制功率超过机组的安全生产所允许的范围，造成机组停机，同时，摩擦因数过大使得带钢在轧制过程中产生的热量增加，轧制油的油膜发生破裂，导致不锈钢和工作辊表面发生粘结而造成损伤，相反，摩擦因数过小，工作辊与油膜之间的静摩擦力小，造成工作辊的圆周速度超过不锈钢的出口速度，不锈钢与工作辊之间发生相对滑动，因此，合理的设定冷连轧机组润滑系统的乳化液浓度，对不锈钢产品的高效生产，起着至关重要的作用。
3、目前根据文献检索，国内外研究较多的是通过结合现场机组的设备
4、因此，充分考虑冷连轧机组设备及工艺特点，建立乳化液浓度设定模型，对乳化液浓度进行寻优，在满足机组安全生产要求，最大程度上降低机组发生打滑，热划伤和振动，保证机组稳定生产。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供一种七机架冷连轧机组不锈钢轧制过程乳化液浓度计算方法，提高乳化液润滑性能，降低机组在轧制过程中发生打滑，热划伤和振动概率，提高带钢质量。
2、第一方面，本专利技术提出了一种七机架冷连轧机组不锈钢轧制过程乳化液浓度计算方法，包括以下步骤：
3、步骤1：收集七机架冷连轧机组乳化液系统轧制油性能参数和摩擦特性参数；
4、步骤2：定义乳化液浓度设定过程中间参数；
5、步骤3：计算满足七机架冷连轧机组轧制压力和轧制功率情况下，乳化液浓度的最小值cmin和最大值cmax；
6、步骤4：初始化乳化液浓度优化步数j，确定乳化液浓度优化步长δc；
7、步骤5：建立动力粘度计算模型，计算各机架润滑剂动力粘度ηi；
8、步骤6：建立冷连轧机组高速轧制过程中润滑油膜厚度模型，计算各机架在变形区油膜厚度ξi；
9、步骤7：根据理论知识回归得到润滑油膜厚度与摩擦因数之间定量关系，结合润滑剂动力粘度计算模型和润滑油膜厚度模型，建立冷连轧机组高速轧制过程中摩擦因数机理模型，计算各机架的摩擦因数μi；
10、步骤8：根据基本轧制理论知识和当前摩擦工艺条件，建立各机架打滑因子模型、划伤指数模型和振动系数模型，计算各机架打滑因子ψi，划伤指数
11、和振动系数εi；
12、步骤9：以各机架打滑，划伤和振动现象综合出现概率和波动幅度最小为目标函数，建立目标函数g(x)；
13、步骤10：判断powell条件是否成立，若成立，进入步骤11，若不成立，则更新乳化液浓度优化步数，转入步骤5；
14、步骤11：输出优化目标函数最小值对应的乳化液浓度最优值，即cs＝cj；
15、其中，i表示第i个机架，且i为选自1～7的整数。
16、作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤1中，所述性能参数和摩擦特性参数包括：润滑剂的粘度压缩系数θ，乳化液密度ρ，乳化液比热容cm，轧辊与带钢接触面积a，各机架乳化液流量wi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，乳化液初始温度t0，乳化液进入轧制变形区后温度t1，乳化液流量损耗系数k1，乳化液浓度对油膜厚度影响系数kc，各机架咬入角αi，各机架带材的变形抗力ki，工作辊和带钢表面纵向表面粗糙度夹带润滑剂强度的系数krg，工作辊表面粗糙度传递到带钢上的比率krs，七机架冷连轧机组工作辊原始表面粗糙度rar0，工作辊表面粗糙度衰减系数bl，工作辊换辊后轧制公里数l,各机架间距离{l1,2,l2,3,l3,4,l4,5,l5,6,l6,7}，轧机固有频率w。
17、作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤2中，所述中间参数主要包括：乳化液浓度最小值cmin和最大值cmax，乳化液浓度cj，乳化液浓度优化步长δc，乳化液浓度优化步步数j，乳化液设定浓度cs，各机架润滑剂的动力粘度ηi，各机架润滑油膜厚度ξi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，各机架摩擦因数μi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，各机架打滑因子ψi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，各机架划伤指数各机架振动系数εi(i＝1,2,3,4,5,6,7)。
18、作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤3还包括以下步骤：
19、步骤31：收集七机架冷连轧机组设备工艺参数；
20、步骤32：收集七机架冷连轧机组轧制过程中带钢生产工艺参数；
21、步骤33：定义计算乳化液浓度范围过程中相关中间参数；
22、步骤34：七机架冷连轧机组在轧制过程中，根据轧制理论，计算各道次绝对压下量δhi，各道次压下率ri，各机架等效张力影响系数σi，各机架工作辊半径ri，各机架工作辊压扁半径ri'：
23、
24、式中：hi-1、hi为第i-1、i机架带钢出口厚度，
25、ti-1、ti为第i-1、i机架带钢出口张力，
26、φi为第i机架工作辊直径，
27、fmaxi为各机架最大轧制压力，
28、e为不锈钢弹性模量，
29、b为带钢宽度。
30、步骤35：七机架冷连轧机组在轧制过程中，根据轧制压力模型、轧制功率模型和轧制力矩模型，得出最大轧制压力情况下各机架摩擦因数μfi和在额定轧制功率情况下各机架摩擦因数μpi：
31、
32、式中：nr为轧机正常工作情况下安全系数，
33、fmaxi为各机架最大轧制压力，
34、kmi为第i道次平均变形抗力，
35、σi为第i机架等效张力影响系数，
36、b为带钢宽度，
37、ri'为第i机架工作辊压扁半径，
38、e为不锈钢弹性模量，
39本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种七机架冷连轧机组不锈钢轧制过程乳化液浓度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤1中，所述性能参数和摩擦特性参数包括：润滑剂的粘度压缩系数θ，乳化液密度ρ，乳化液比热容cm，轧辊与带钢接触面积A，各机架乳化液流量Wi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，乳化液初始温度t0，乳化液进入轧制变形区后温度t1，乳化液流量损耗系数k1，乳化液浓度对油膜厚度影响系数kc，各机架咬入角αi，各机架带材的变形抗力Ki，工作辊和带钢表面纵向表面粗糙度夹带润滑剂强度的系数krg，工作辊表面粗糙度传递到带钢上的比率Krs，七机架冷连轧机组工作辊原始表面粗糙度工作辊表面粗糙度衰减系数BL，工作辊换辊后轧制公里数L,各机架间距离{l1,2,l2,3,l3,4,l4,5,l5,6,l6,7}，轧机固有频率w。
3.根据权利要求1或2所述的计算方法，其特征在于，所述步骤2中，所述中间参数主要包括：乳化液浓度最小值cmin和最大值cmax，乳化液浓度cj，乳化液浓度优化步长Δc，乳化液浓度优化步步数j，乳化液设定浓度cs，各机架
4.根据权利要求1-3任一项所述的计算方法，其特征在于，所述步骤3还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述步骤31中，所述设备工艺参数包括：各机架工作辊直径φi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，冷连轧机组开卷张力T0，各机架出口张力Ti(i＝1,2,3,4,5,6,7)，各道次平均变形抗力Kmi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，不锈钢弹性模量E，不锈钢泊松比v，七机架冷连轧机组轧制过程中各机架最大轧制压力Fmaxi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中各机架额定功率Pei(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中各机架轧辊转速vri(i＝1,2,3,4,5,6,7)，电动机效率n，轧机在正常工作情况下安全系数nr。
6.根据权利要求4或5所述的计算方法，其特征在于，所述步骤32中，所述生产工艺参数包括：带钢来料厚度h0，各机架带钢出口厚度hi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，带钢宽度B，带钢来料入口速度v0，各机架带钢出口速度vi(i＝1,2,3,4,5,6,7)。
7.根据权利要求4-6任一项所述的计算方法，其特征在于，所述步骤33中，所述中间参数包括：七机架冷连轧机组轧制过程中各道次绝对压下量Δhi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中各道次压下率ri(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中各机架等效张力影响系数σi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中各机架工作辊半径Ri(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中各机架工作辊压扁半径Ri'(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中在最大轧制压力情况下各机架摩擦因数μFi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中在额定轧制功率情况下各机架摩擦因数μPi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组在轧制过程满足所有机架轧制压力和轧制功率情况下的摩擦因数μmin。
8.根据权利要求1-7任一项所述的计算方法，其特征在于，所述步骤5中，各机架的动力粘度计算模型为：
9.根据权利要求1-8任一项所述的计算方法，其特征在于，所述步骤6中，采用以下公式计算所述各机架在变形区油膜厚度ξi：
10.根据权利要求1-9任一项所述的计算方法，其特征在于，所述步骤7中，采用以下公式计算所述各机架的摩擦因数μi：
11.根据权利要求1-10任一项所述的计算方法，其特征在于，所述步骤8中，所述各机架打滑因子ψi，划伤指数和振动系数εi为：
12.根据权利要求1-11任一项所述的计算方法，其特征在于，所述步骤9中，目标函数G(x)：
...【技术特征摘要】
1.一种七机架冷连轧机组不锈钢轧制过程乳化液浓度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤1中，所述性能参数和摩擦特性参数包括：润滑剂的粘度压缩系数θ，乳化液密度ρ，乳化液比热容cm，轧辊与带钢接触面积a，各机架乳化液流量wi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，乳化液初始温度t0，乳化液进入轧制变形区后温度t1，乳化液流量损耗系数k1，乳化液浓度对油膜厚度影响系数kc，各机架咬入角αi，各机架带材的变形抗力ki，工作辊和带钢表面纵向表面粗糙度夹带润滑剂强度的系数krg，工作辊表面粗糙度传递到带钢上的比率krs，七机架冷连轧机组工作辊原始表面粗糙度工作辊表面粗糙度衰减系数bl，工作辊换辊后轧制公里数l,各机架间距离{l1,2,l2,3,l3,4,l4,5,l5,6,l6,7}，轧机固有频率w。
3.根据权利要求1或2所述的计算方法，其特征在于，所述步骤2中，所述中间参数主要包括：乳化液浓度最小值cmin和最大值cmax，乳化液浓度cj，乳化液浓度优化步长δc，乳化液浓度优化步步数j，乳化液设定浓度cs，各机架润滑剂的动力粘度ηi，各机架润滑油膜厚度ξi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，各机架摩擦因数μi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，各机架打滑因子ψi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，各机架划伤指数各机架振动系数εi(i＝1,2,3,4,5,6,7)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的计算方法，其特征在于，所述步骤3还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，所述步骤31中，所述设备工艺参数包括：各机架工作辊直径φi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，冷连轧机组开卷张力t0，各机架出口张力ti(i＝1,2,3,4,5,6,7)，各道次平均变形抗力kmi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，不锈钢弹性模量e，不锈钢泊松比v，七机架冷连轧机组轧制过程中各机架最大轧制压力fmaxi(i＝1,2,3,4,5,6,7)，七机架冷连轧机组轧制过程中各机架额定功率pei(i＝1,2,3,4,5,6...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兰，赵江，张金飞，熊星，徐托雨，苏明兵，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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