五机架冷连轧机组极薄带轧制中乳化液浓度的设定方法

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。

主权项

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：（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P_imaxi=1,2,…5、1-5#机架轧机许用最大轧制功率设定值F_imax，1-5#机架中间辊许用最大窜动量δ_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末机架出口允许最大板形值1-5#工作辊辊径D_iw、1-5#机架中间辊直径D_im、1-5#机架支撑辊直径D_ib、1-5#机架工作辊辊型分布值ΔD_wi_j、1-5#机架中间辊辊型分布值ΔD_mi_j、1-5#机架支撑辊辊型分布值ΔD_bi_j、1-5#机架工作辊辊身长度L_wi、1-5#机架中间辊辊身长度L_mi、1-5#机架支撑辊辊身长度L_bi、1-5#机架工作辊弯辊缸中心距l_wi、1-5#机架中间辊弯辊缸中心距l_mi、1-5#机架支撑辊压下螺丝中心距l_bi；（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h₀；1-5#机架轧机带钢的出口厚度h_i；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_s0；变形抗力强化系数k_s；（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φ^*；安全系数η；开卷机开卷张力T₀，1-5#机架轧机带钢的出口张力T_i；（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W_i；乳化液的温度T_c；乳化液系统许可最小浓度C_min，乳化液系统许可最大浓度C_max；（e）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V_max0；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C_y；浓度搜索步长ΔC；1-5#机架摩擦系数μ_i、轧制压力F_i、轧制功率P_i、打滑因子ψ_i、滑伤指数、振动系数φ_i；冷连轧机组第i架轧机工作辊弯辊力S_iw、中间辊弯辊力S_im；第1-5#机架中间辊窜动量δ_i；工作辊热凸度值ΔTD_iw；末机架辊端压靠量L_y、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第1-5#机架中间辊弯辊力第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V_0max，并令V_0max=100m/min，浓度搜索过程参数j=0、搜索步长ΔC=0.001%；（h）计算浓度过程参数C₁=C_min+jΔC；（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_max0=V_0max+0.5m；（k）计算出当前工艺润滑制度及轧制速度V_max0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，B_ξ为摩擦系数衰减指数，ξ₀为当前工况下的油膜厚度，a,b,B_ξ的取值与机组设备有关；（l）以当前工况下的摩擦系数μ_i、各机架间张力设定值T_i、各机架出口厚度h_i、带材的初始变形抗力σ_s0，变形抗力强化系数k_s为初始条件，计算当前工艺润滑制度及轧制速度V_max0下第1-5#机架的轧制压力P_i、轧制功率F_i、打滑因子ψ_i、滑伤指数振动系数φ_i；其中轧制压力计算基本模型为：$P=({\sigma }_s-q_m)B\sqrt{R^{\text{'}}{H}_0ϵ}(1.08+1.79\mathrm{\mu ϵ}\sqrt{\frac{R^{\text{'}}}{H_0(1-ϵ)}}-1.02ϵ),$轧制功率计算基本模型为：打滑因子的基本模型为：滑伤指数的基本模型为：振动系数基本模型为：其中P为轧制力，R′为压扁半径，q_m为等效张力，σ_s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；F_f为轧制功率，η为电机效率，v_r为轧辊转速（m/min），R为轧辊半径(m)，N为轧制力矩,ψ为打滑因子，T₁、T₀为前后张力，Δh为压下量；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；φ为振动系数，E为弹性模量，v为轧件出口速度，T_c为平均张力，L为相邻机架间距离，ω为系统固有频率；（m）判断不等式是否同时成立如果不等式成立，则转入步骤（n），否则转入步骤（r）；（n）计算当前张力制度、压下制度、工艺润滑制度下，各机架工作辊的热凸度ΔTD_iw；（o）计算当前张力制度、压下制度、工艺润滑制度下，末机架的出口板形值σ_y和末机架压靠段长度L_y；（p）判断不等式是否成立如果不等式成立，则转入步骤（q）；如果不等式不成立，则转入步骤（r）；（q）令m=m+1，转入步骤（j）；（r）判断不等式是否成立如果不等式成立，则V_0max=V_max0-0.5，C₂=C₁，转入步骤（s）；如果不等式不成立，则直接转入步骤（s）；（s）判断不等式是否成立如不等式成立，则令j=j+1，转入步骤（h）；如果不等式不成立，则转入步骤（t）；（t）得到最佳乳化液配比浓度C_y=C₂，和最大轧制速度V_max0，完成五机架冷连轧机组极薄带钢轧制中乳化液浓度的综合优化设定。