雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種雙機架四輥軋機高等級汽車板冷軋過程中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定技術(shù)，在大量的現(xiàn)場試驗跟蹤與理論研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合雙機架四輥軋機的設(shè)備特征與高等級汽車板軋制的工藝特點，以在保證不發(fā)生打滑、熱滑傷以及振動等缺陷的前提下，所能夠達到的軋制速度最高為目標，出了一套適合于雙機架四輥軋機高等級汽車板冷軋過程中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定技術(shù)，通過該技術(shù)可以實現(xiàn)以下兩項功能：（1）最大程度的提高軋制速度，保證軋制效率；（2）最大程度的避免打滑、熱滑傷以及振動等缺陷的發(fā)生。
【專利說明】雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高等級汽車板冷軋生產(chǎn)工藝技術(shù)，特別涉及一種適合于雙機架四 輥軋機高等級汽車板冷軋過程中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在雙機架四輥軋機高等級汽車板的冷軋過程中，乳化液兼顧兩個方面的作用，一 方面通過乳化液所含的水分帶走軋制區(qū)的變形熱和摩擦熱，降低軋制區(qū)的溫度；另一方面 乳化液所含的基油又可以起到潤滑作用，降低變形區(qū)摩擦系數(shù)，改善軋制狀態(tài)。所謂的乳化 液濃度就是指乳化液中油與水的對比含量。
[0003] 實驗表明，在乳化液濃度比較低的時候，乳化液的換熱系數(shù)變化很小，起主要作用 的是乳化液中潤滑劑的含量，隨著濃度的增加，油膜厚度會增加，摩擦系數(shù)會減??；當乳化 液的濃度超過一定值時，乳化液的換熱系數(shù)下降的比較顯著，接觸區(qū)溫度上升比較快，從而 導(dǎo)致潤滑油的動力粘度降低的也比較快，油膜厚度會降低，摩擦系數(shù)會增加。
[0004] 如附圖1所示，這就是說，乳化液濃度的變化可以影響軋制變形區(qū)內(nèi)的摩擦狀況、 軋制發(fā)熱狀況。而變形區(qū)內(nèi)的摩擦狀況一方面可以決定軋制壓力與軋制功率的大小，另一 方面還可以決定軋制過程中打滑、熱滑傷、振動等缺陷的發(fā)生概率，從而最終影響軋制速 度。如果乳化液的濃度設(shè)定不合理，將有可能使得機組軋制速度上不去，影響軋制效率。
[0005] 以往，現(xiàn)場對于乳化液濃度的設(shè)定基本依靠操作工的經(jīng)驗來完成，往往達不到最 佳效果，造成機組軋制速度偏低或者帶鋼表面質(zhì)量不佳，給機組帶來較大的經(jīng)濟損失。
[0006] 由此可知，如何正確設(shè)定乳化液的濃度對保證帶鋼軋制后的表面質(zhì)量起到了決定 性的作用，而如果需要更好地提高帶鋼的質(zhì)量，主要的手段之一是需要通過調(diào)整帶鋼軋制 過程中乳化液的濃度。
[0007] 通過大量的市場調(diào)查表明，成品帶鋼的板形與表面質(zhì)量是鋼材市場上客戶非常重 視的主要參數(shù)指標，因此面對成品帶鋼的質(zhì)量，客戶往往會設(shè)置一定的質(zhì)量門檻，來篩選符 合客戶質(zhì)量標準的帶鋼。
[0008] 因此，最為鋼材加工行業(yè)企業(yè)來說，需要根據(jù)客戶的需求，分析影響成品帶鋼的主 要因素，即帶鋼冷軋中乳化液的濃度，對此進行優(yōu)化設(shè)計，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的旨在提供一種雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法， 來解決現(xiàn)有技術(shù)中帶鋼軋制變形區(qū)內(nèi)的摩擦狀況、乳制發(fā)熱狀況高，并且打滑、熱滑傷、振 動等缺陷發(fā)生率較大的問題。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，包括 以下步驟：步驟一，收集雙機架的主要設(shè)備參數(shù)、待軋制帶材的特征參數(shù)、乳制工藝參數(shù)、 工藝潤滑制度參數(shù)；步驟二，初始化最大軋制速度的初始值、搜索過程參數(shù)以及搜索步長； 步驟三，計算第一濃度過程參數(shù)，并初始化最大軋制速度的搜索過程參數(shù)；步驟四，計算最 大軋制速度的搜索過程速度；步驟五，計算當前工藝潤滑制度及軋制速度下第一、第二機 架的摩擦系數(shù)、打滑因子、滑傷指數(shù)和振動系數(shù)；步驟六，判斷打滑因子、滑傷指數(shù)和振動 系數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是，則繼續(xù)后續(xù)步驟；若否，則轉(zhuǎn)入步驟十；步驟七，計算當前張 力制度、工藝潤滑制度及軋制速度下第一、第二機架的軋制壓力和軋制功率；步驟八，判斷 軋制壓力和軋制功率是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是，則繼續(xù)后續(xù)步驟，若否，則轉(zhuǎn)入步驟十；步 驟九，改變最大軋制速度搜索過程參數(shù)，并返回步驟四；步驟十，判斷最大軋制速度的搜索 過程速度是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是則改變最大軋制速度的初始值和第二濃度過程參數(shù)，并 繼續(xù)后續(xù)步驟；若否，則直接進入后續(xù)步驟；步驟十一，判斷第一濃度過程參數(shù)是否滿足預(yù) 設(shè)條件；若是，則改變濃度搜索過程參數(shù)，并返回步驟三；若否，則直接進入后續(xù)步驟；步驟 十二，將最佳配比濃度設(shè)定為第二濃度過程參數(shù)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟二還包括：將最大軋制速度的初始值為，并令 VQmax=100m/min、濃度搜索過程參數(shù)i=0、搜索步長AC=0. 001%。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟三還包括：第一濃度過程參數(shù)為C^C^+i Λ C，其中 cmin是乳化液系統(tǒng)許可最小濃度，Λ C是濃度搜索步長。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟四還包括：最大軋制速度的搜索過程速度 5m，其中m=0,是最大軋制速度搜索過程參數(shù)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，步驟五還包括：第一、第二機架的打滑因子為Ψι，Ψ2，其 中打滑因子基本模型為：

【權(quán)利要求】
1. 一種雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在于，包括以下步 驟： 步驟一，收集雙機架的主要設(shè)備參數(shù)、待軋制帶材的特征參數(shù)、乳制工藝參數(shù)、工藝潤 滑制度參數(shù)； 步驟二，初始化最大軋制速度的初始值、搜索過程參數(shù)以及搜索步長； 步驟三，計算第一濃度過程參數(shù)，并初始化最大軋制速度的搜索過程參數(shù)； 步驟四，計算最大軋制速度的搜索過程速度； 步驟五，計算當前工藝潤滑制度及軋制速度下第一、第二機架的摩擦系數(shù)、打滑因子、 滑傷指數(shù)和振動系數(shù)； 步驟六，判斷所述打滑因子、滑傷指數(shù)和振動系數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是，則繼續(xù)后 續(xù)步驟；若否，則轉(zhuǎn)入步驟十； 步驟七，計算當前張力制度、工藝潤滑制度及軋制速度下第一、第二機架的軋制壓力和 軋制功率； 步驟八，判斷所述軋制壓力和軋制功率是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是，則繼續(xù)后續(xù)步驟，若 否，則轉(zhuǎn)入步驟十； 步驟九，改變最大軋制速度搜索過程參數(shù)，并返回步驟四； 步驟十，判斷最大軋制速度的搜索過程速度是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是則改變最大軋制 速度的初始值和第二濃度過程參數(shù)，并繼續(xù)后續(xù)步驟；若否，則直接進入后續(xù)步驟； 步驟十一，判斷所述第一濃度過程參數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)條件；若是，則改變濃度搜索過程 參數(shù)，并返回步驟三；若否，則直接進入后續(xù)步驟； 步驟十二，將最佳配比濃度設(shè)定為第二濃度過程參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在 于，所述步驟二還包括： 將所述最大軋制速度的初始值為，并令V^^lOOm/min、濃度搜索過程參數(shù)i=0、搜 索步長 AC=0. 001%。
3. 如權(quán)利要求2所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在 于，所述步驟三還包括： 所述第一濃度過程參數(shù)為C^C^+i AC，其中(：_是乳化液系統(tǒng)許可最小濃度，AC是濃 度搜索步長。
4. 如權(quán)利要求3所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在 于，所述步驟四還包括： 所述最大軋制速度的搜索過程速度5m，其中m=0,是最大軋制速度搜索過 程參數(shù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在 于，所述步驟五還包括： 所沭第一、第二機架的打滑因子為Ψι，Ψ2，其中打滑因子基本模型為：
.式中Ψ為打滑因子，Τρ?；為前后張力，R'為工作輥壓扁半徑，Ρ為 總軋制壓力，μ為摩擦系數(shù)，Ah為壓下量；其中// = ".- Λ·，'、式中a為液體摩擦影響系 數(shù)，b為干摩擦影響系數(shù)，Βξ為摩擦系數(shù)衰減指數(shù)，ξα為當前工況下的油膜厚度。 所述第一、第二機架的滑傷指數(shù)為m m .其中滑傷指數(shù)的基本模型為：識=|，其中 Ψ?^Ψ? ? ζ Ρ為滑傷指數(shù)，ξ為軋制變形區(qū)潤滑油膜當量厚度，臨界熱滑傷狀態(tài)的潤滑油膜當量 厚度； 第一、第二機架的振動系數(shù)Φρ Φ2，其中振動系數(shù)基本模型為：
?中Φ為振動系數(shù)，Ε為彈性模量，ν為軋件出口速度，rm為平均 壓下率，〇。為帶材屈服極限，T。為平均張力，L為相鄰機架間距離，％為軋件入口厚度，ω 為系統(tǒng)固有頻率，R為工作輥半徑。
6. 如權(quán)利要求5所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在 于，所述步驟六還包括： 所述打滑因子、滑傷指數(shù)和振動系數(shù)的預(yù)設(shè)條件為不等式
是否同時成立，其 中為臨界打滑因子值； <為臨界滑傷指數(shù)；為臨界振動系數(shù)。
7. 如權(quán)利要求6所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在 于，所述步驟七還包括： 所述第一、第二機架的軋制壓力為Ρ,，Ρ9、軋制功率為h F2 ;其中軋制壓力計算基本模 型為：(σ、_
，式中為乳P制力，V為壓扁半徑， 為等效張力，〇s為平均變形抗力，B為帶材寬度，μ為摩擦系數(shù)，ε為壓下率，％為入口 厚度；乳制功率計算基本模型為：
，式中F為軋制功率，η為電機效率，^為 乳棍轉(zhuǎn)速(m/min)，R為乳棍直徑（m)，Ν為乳制力矩。
8. 如權(quán)利要求7所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在 于，所述步驟八還包括： 所述軋制壓力和軋制功率的預(yù)設(shè)條件為不等：
PlmaX、PanaX為第一與第二機架乳機最大乳制壓力，F(xiàn)lmax、F 2max為第一與第二機架乳機最大乳制 功率。
9. 如權(quán)利要求8所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在 于，所述步驟九還包括： 改變最大軋制速度搜索過程參數(shù)m=m+l。
10. 如權(quán)利要求9所述的雙四輥機組汽車板冷軋中乳化液濃度優(yōu)化設(shè)定方法，其特征 在于，所述步驟十還包括： 所述最大軋制速度的搜索過程速度的預(yù)設(shè)條件為-0.5 > F_ax是否成立，若成立則 令5,并且令第二濃度過程參數(shù)C2=Ci ; 所述第一濃度過程參數(shù)的預(yù)設(shè)條件為不等式q < Cmax是否成立，若成立，則令i=i+i。
【文檔編號】B21B37/46GK104289527SQ201310303252
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】張焰, 肖成祥, 楊柳青, 林侃, 封焱 申請人:上海寶鋼鋼材貿(mào)易有限公司