本發(fā)明涉及專門適用于金屬軋機或其加工產(chǎn)品的控制設(shè)備或方法，尤其涉及冷連軋機組軋制過程冷連軋機組的帶鋼上下表面乳化液噴射流量的控制方法。

背景技術(shù)：
在帶鋼的冷連軋生產(chǎn)過程中，乳化液具有潤滑、冷卻的作用。一般而言，帶鋼的上下表面的乳化液附著量應(yīng)該是一致的，因此大多數(shù)軋機在進行設(shè)計時會在帶鋼的上下表面對應(yīng)的位置布置數(shù)量相等的同種噴嘴，根據(jù)寬度等級設(shè)定乳化液流量，對五個機架總流量的優(yōu)化設(shè)定。中國發(fā)明專利申請“五機架冷連軋機組極薄帶軋制中乳化液濃度的設(shè)定方法”(發(fā)明專利申請?zhí)枺?01310446068.8公開號：CN103544340A)公開了一種五機架冷連軋機組極薄帶軋制中乳化液濃度的設(shè)定方法，包括以下由計算機執(zhí)行的步驟：1、收集機組主要設(shè)備、待軋制帶材特征、主要乳制工藝和工藝潤滑制度參數(shù)；2、定義相關(guān)過程參數(shù)；3、計算彎輥力和竄輥量；4、為相關(guān)搜索過程參數(shù)賦值；5、計算濃度過程參數(shù)；6、計算最大軋制速度的搜索過程速度；7、計算當(dāng)前條件下各機架的摩擦系數(shù)；8、計算當(dāng)前條件下各機架的軋制力、乳制功率、打滑因子、熱滑傷指數(shù)和振動系數(shù)；9、計算各機架工作輥的熱凸度；10、計算出口板形和壓靠寬度；11、得到并輸出最佳配比濃度。該發(fā)明專利申請的技術(shù)方案通過改變?nèi)榛簼舛忍岣哕堉扑俣龋ＷC乳制效率；避免打滑、熱滑傷以及振動的發(fā)生；保證末機架出口板形和工作輥輥端壓靠寬度最小。中國發(fā)明專利“冷連軋機乳化液分段冷卻控制方法”(發(fā)明專利號：ZL200810200730.0授權(quán)公告號：CN101683660B)公開了一種冷連軋機乳化液分段冷卻控制方法,包括以下步驟:a.收集軋機的設(shè)備參數(shù)和待軋帶鋼的關(guān)鍵參數(shù)；b.收集工藝潤滑制度參數(shù)；c.給定乳化液分段冷卻流量分布初始值以及迭代精度；d.計算出相應(yīng)的工作輥熱凸度；e.計算出打滑因子橫向分布值；f.打滑因子最大值與臨界值的比較；g.計算出滑傷指數(shù)橫向分布值；h.滑傷指數(shù)最大值與臨界值的比較；i.計算相應(yīng)的板形分布值；j.計算板形目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)值；k.判斷Powell條件是否成立，得出最優(yōu)分段冷卻流量控制曲線。該專利主要是針對某一個機架的軋輥各個冷卻段乳化液流量的分配優(yōu)化，結(jié)合設(shè)備分段情況和實際流量控制精度進行乳化液流量分段設(shè)定，以減少由于潤滑問題造成的打滑與熱劃傷等問題。該發(fā)明專利的冷連軋機分段冷卻控制方法，是建立本機架總流量給定的前提下，通過分配好各個噴嘴的流量，其側(cè)重點在于對各個噴嘴的流量進行設(shè)定，改變各個軋制段內(nèi)的熱輥型和變形區(qū)內(nèi)的油膜分布，來獲得良好的板形和表面質(zhì)量。但是，在實際生產(chǎn)現(xiàn)場上，如圖1所示，軋制過程中各個機架的乳化液主要通過噴淋架上的噴嘴20噴灑到軋輥40上，每個噴嘴20控制軋輥40某一區(qū)段內(nèi)的潤滑和冷卻，各個噴嘴20的流量之和即為該機架的乳化液流量設(shè)定值。乳化液在帶鋼10上下表面形成附著在帶鋼表面的乳化液30。由于重力作用，帶鋼下表面流失的乳化液31，導(dǎo)致下表面的乳化液附著量減少，也就是說，相對于上表面而言，下表面的乳化液損失率會增加。因此，由于重力因素的作用，僅僅依靠布置相同數(shù)量的同種噴嘴的設(shè)計方法，只能保證機組對帶鋼上下表面的乳化液“噴涂量”相同，并不能保證帶鋼上下表面的乳化液“附著量”相同?，F(xiàn)有乳化液噴射流量控制系統(tǒng)的這種缺陷，給機組的日常生產(chǎn)工藝完善帶來了一些問題，一個突出的表現(xiàn)是，相同的流量設(shè)定下，由于下表面乳化液損失過多，使下表面的乳化液“附著量”減少，會在帶鋼下表面出現(xiàn)“熱滑傷”事故，而帶鋼的上表面卻會聚集過多的乳化液，使問題走向了另外一個極端——“打滑”，這給機組的的乳化液流量設(shè)定帶來了難題，使機組的工藝改善進入了兩難的境地。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種冷連軋機組乳化液差異化流量設(shè)定方法，通過對帶鋼上下表面的乳化液進行差異化流量設(shè)定，補償帶鋼下表面的乳化液損失，解決帶鋼上下表面的乳化液附著量不同，導(dǎo)致帶鋼產(chǎn)品上下表面粗糙度差異，影響帶鋼表面質(zhì)量的技術(shù)問題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種冷連軋機組乳化液差異化流量設(shè)定方法，用于冷連軋機組的帶鋼上下表面乳化液噴射流量的計算機控制系統(tǒng)，其特征在于包括以下步驟：S100：計算冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)β；S200：搜集現(xiàn)場設(shè)備工藝參數(shù)，所述的設(shè)備工藝參數(shù)包括帶鋼寬度B，軋制速度V，軋機壓下量設(shè)定Δh，軋機上工作輥半徑R′，帶鋼出口張力設(shè)定T0，帶鋼入口張力設(shè)定T1，軋制力P，乳化液濃度C；S300：收集冷連軋機組乳化液流量可調(diào)范圍[Ld，Ls]，定義上表面乳化液最佳設(shè)定值搜索參數(shù)k并初始化k＝1，最佳流量設(shè)定搜索步長Δl，定義乳化液設(shè)定綜合指標(biāo)極值變量πmin并初始化πmin＝2，定義流量鎖定變量D并初始化D＝1；S400：計算冷連軋機組乳化液流量鎖定值L′k和乳化液流量設(shè)定綜合指標(biāo)πk；S500：若πk<πmin，則令πmin＝πk，D＝k，轉(zhuǎn)入步驟S600；否則，轉(zhuǎn)入步驟S600；S600：若L′k<Ls，則令k＝k+1，轉(zhuǎn)入步驟S400；否則，轉(zhuǎn)入步驟S700；S700：計算帶鋼上表面乳化液設(shè)定最佳值Ljs＝Ld+(D-1)Δl(12)；S800：計算帶鋼下表面乳化液設(shè)定最佳值Ljd＝Ljs/β(13)；S900：根據(jù)計算所得的帶鋼上表面乳化液設(shè)定最佳值和帶鋼下表面乳化液設(shè)定最佳值，調(diào)整帶鋼上下表面乳化液噴射流量的設(shè)定值，實現(xiàn)帶鋼上下表面的乳化液噴射流量差異化。本發(fā)明的冷連軋機組乳化液差異化流量設(shè)定方法的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的步驟S100包括以下步驟：S110：建立容量為N的覆蓋機組產(chǎn)品大綱內(nèi)所有產(chǎn)品且比率均勻的產(chǎn)品樣本，定義樣本產(chǎn)品卷號參數(shù)i并初始化i＝1，同時，收集全部樣本產(chǎn)品的上表面油膜當(dāng)量厚度εysi、下表面油膜當(dāng)量厚度εydi，產(chǎn)品的寬度Bi，以及生產(chǎn)對應(yīng)產(chǎn)品時軋制速度Vi、乳化液流量設(shè)定Li，乳化液濃度設(shè)定Ci；S120：計算產(chǎn)品上表面的乳化液留存率S122：計算產(chǎn)品下表面的乳化液留存率S130：判斷搜索是否到達(dá)樣本邊界，若i<N，則令i＝i+1，轉(zhuǎn)入步驟S120；否則，轉(zhuǎn)入步驟S140；S140：定義損失系數(shù)搜索參數(shù)j并初始化j＝1，搜索步長Δs，定義損失系數(shù)鎖定變量S并初始化令S＝1，定義相對系數(shù)鎖定極值Ymin，并初始化令Ymin＝N；S150：計算冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)鎖定值β′＝1-(j-1)Δs(3)；S160：計算冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)鎖定方差S170：若Ys<Ymin，則令Ymin＝Y(jié)s，S＝j(luò)，轉(zhuǎn)入步驟S180；否則，轉(zhuǎn)入步驟S180；S180：若β′>Δs，則令j＝j(luò)+1，轉(zhuǎn)入步驟S150；否則，轉(zhuǎn)入步驟S190；S190：計算冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)β＝1-(S-1)Δs(5)。本發(fā)明的冷連軋機組乳化液差異化流量設(shè)定方法的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的步驟S400包括以下步驟：S410：計算冷連軋機組乳化液流量鎖定值L′k＝Ld+(k-1)Δl(6)；S420：計算流量設(shè)定下帶鋼上表面當(dāng)量油膜厚度其中，δ為乳化液常態(tài)留存率，由機組的軋制速度和設(shè)備條件確定，一般0.1<δ<0.8；S430：計算流量設(shè)定下的帶鋼上表面熱滑傷因子其中，ε*為熱滑傷油膜當(dāng)量厚度，由現(xiàn)場的軋制溫度、乳化液品質(zhì)與軋制速度確定，0<ε*<0.9μm；S440：計算帶鋼上表面理論摩擦系數(shù)式中，a為液體摩擦影響系數(shù)，0<a<0.1，b為干摩擦影響系數(shù)，0<b<0.1，Bξ為摩擦系數(shù)衰減指數(shù)，-5<Bξ<0；S450：計算帶鋼上表面打滑因子S460：計算乳化液流量設(shè)定綜合指標(biāo)式中，γ為加權(quán)系數(shù)，0<γ<1。本發(fā)明的有益效果是：1.本發(fā)明的冷連軋機組乳化液差異化流量設(shè)定方法，通過對帶鋼上下表面的乳化液噴涂量進行差異化流量設(shè)定，補償重力影響造成的帶鋼下表面的乳化液損失，減小帶鋼上下表面的乳化液附著量差異，進而減小帶鋼上下表面的粗糙度差異，保證帶鋼表面質(zhì)量，提高品牌競爭力，給企業(yè)帶來效益。附圖說明圖1是下表面乳化液在重力作用下?lián)p失率增加的示意圖；圖2是本發(fā)明冷連軋機組乳化液差異化流量設(shè)定方法的主流程圖；圖3是冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)計算流程圖。圖中的附圖標(biāo)記：10-帶鋼，20-噴嘴，30-附著在帶鋼表面的乳化液，31-帶鋼下表面流失的乳化液，40-軋輥。具體實施方式為了進一步說明本發(fā)明所述相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用過程，以便更好地理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例進行進一步地詳細(xì)描述。圖2是本發(fā)明的冷連軋機組乳化液差異化流量設(shè)定方法的一個實施例，用于冷連軋機組的帶鋼上下表面乳化液噴射流量的計算機控制系統(tǒng)，本實施例以某冷軋帶鋼產(chǎn)線的冷連軋機組為例，詳細(xì)介紹發(fā)明的冷連軋機組乳化液差異化流量設(shè)定方法的詳細(xì)設(shè)定過程。在圖2所示的控制流程圖中，本發(fā)明的乳化液差異化流量設(shè)定方法包括以下步驟：在步驟S100中，計算機控制系統(tǒng)首先計算冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)β。重力損失系數(shù)β的具體計算過程如圖3所示，包括以下具體步驟：S110：建立容量為N的覆蓋機組產(chǎn)品大綱內(nèi)所有產(chǎn)品且比率均勻的產(chǎn)品樣本，定義樣本產(chǎn)品卷號參數(shù)i并初始化i＝1，同時，收集全部樣本產(chǎn)品的上表面油膜當(dāng)量厚度εysi、下表面油膜當(dāng)量厚度εydi，產(chǎn)品的寬度Bi，以及生產(chǎn)對應(yīng)產(chǎn)品時軋制速度Vi、乳化液流量設(shè)定Li，乳化液濃度設(shè)定Ci；本實施例建立容量為N＝1000的產(chǎn)品樣本，可以覆蓋機組產(chǎn)品大綱內(nèi)所有產(chǎn)品且比率均勻。S120：計算產(chǎn)品上表面的乳化液留存率在本實施中得到產(chǎn)品上表面的乳化液留存率δs1＝0.66。S122：根據(jù)公式(2)計算產(chǎn)品下表面的乳化液留存率在本實施中得到產(chǎn)品下表面的乳化液留存率δdi＝0.627。S130：判斷搜索是否到達(dá)樣本邊界，若i<N，則令i＝i+1，轉(zhuǎn)入步驟S120；否則，轉(zhuǎn)入步驟S140；S140：定義損失系數(shù)搜索參數(shù)j并初始化j＝1，搜索步長Δs，定義損失系數(shù)鎖定變量S并初始化令S＝1，定義相對系數(shù)鎖定極值Ymin，在本實施中，搜索步長Δs＝0.05，初始化Ymin＝1000。S150：根據(jù)公式(3)計算冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)鎖定值β′＝1-(j-1)Δs(3)；在本實施中得到初始的乳化液重力損失系數(shù)鎖定值β′＝1。S160：根據(jù)公式(4)計算冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)鎖定方差在本實施中得到乳化液重力損失系數(shù)鎖定方差Ys＝7.3425。S170：若Ys<Ymin，則令Ymin＝Y(jié)s，S＝j(luò)，轉(zhuǎn)入步驟S180；否則，轉(zhuǎn)入步驟S180；在本實施的初始循環(huán)中，Ys＝7.3425，Ymin＝1000，滿足Ys<Ymin，故令Ymin＝7.3425，S＝1，轉(zhuǎn)入步驟S180。S180：若β′>Δs，則令j＝j(luò)+1，轉(zhuǎn)入步驟S150；否則，轉(zhuǎn)入步驟S190；本實施例以步長Δs＝0.05在(0，1)區(qū)間內(nèi)搜索，找出使鎖定方差最小的損失系數(shù)；S190：根據(jù)公式(5)計算冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)β＝1-(S-1)Δs(5)在本實施中得到冷連軋機組的乳化液重力損失系數(shù)β＝0.95。在步驟S200中，計算機控制系統(tǒng)搜集現(xiàn)場設(shè)備工藝參數(shù)，在本實施中，所述的設(shè)備工藝參數(shù)包括：帶鋼寬度B＝1400mm，軋制速度V＝900m/min，軋機壓下量設(shè)定Δh＝0.6mm，軋機上工作輥半徑R′＝220mm，帶鋼出口張力設(shè)定T0＝1.96×105N，帶鋼出口張力設(shè)定T1＝1.68×105N，軋制力P＝700t，乳化液濃度C＝3.8％；在步驟S300中，計算機控制系統(tǒng)收集冷連軋機組乳化液流量可調(diào)范圍[Ld，Ls]，定義上表面乳化液最佳設(shè)定值搜索參數(shù)k并初始化k＝1，最佳流量設(shè)定搜索步長Δl，定義乳化液設(shè)定綜合指標(biāo)極值變量πmin并初始化πmin＝2，定義流量鎖定變量D并初始化D＝1；在本實施中，冷連軋機組乳化液流量可調(diào)范圍[750，1200]，最佳流量設(shè)定搜索步長Δl＝10。在步驟S400中，計算機控制系統(tǒng)計算冷連軋機組乳化液流量鎖定值L′k和乳化液流量設(shè)定綜合指標(biāo)πk；S410：根據(jù)公式(6)計算冷連軋機組乳化液流量鎖定值L′k＝Ld+(k-1)Δl(6)，在本實施中得到冷連軋機組乳化液流量鎖定值L′k＝750L/min。S420：根據(jù)公式(7)計算流量設(shè)定下帶鋼上表面當(dāng)量油膜厚度其中，δ為乳化液常態(tài)留存率，由機組的軋制速度和設(shè)備條件確定，一般0.1<δ<0.8；在本實施中得到流量設(shè)定下帶鋼上表面當(dāng)量油膜厚度εdk＝2.7μm。S430：根據(jù)公式(8)計算流量設(shè)定下的帶鋼上表面熱滑傷因子其中，ε*為熱滑傷油膜當(dāng)量厚度，由現(xiàn)場的軋制溫度、乳化液品質(zhì)與軋制速度確定，0<ε*<0.9μm；在本實施中得到流量設(shè)定下的帶鋼上表面熱滑傷因子。S440：根據(jù)公式(9)計算帶鋼上表面理論摩擦系數(shù)式中，a為液體摩擦影響系數(shù)，0<a<0.1，b為干摩擦影響系數(shù)，0<b<0.1，Bξ為摩擦系數(shù)衰減指數(shù)，-5<Bξ<0；在本實施中得到帶鋼上表面理論摩擦系數(shù)S450：根據(jù)公式(10)計算帶鋼上表面打滑因子在本實施中得到帶鋼上表面打滑因子ψk＝0.75509。S460：根據(jù)公式(11)計算乳化液流量設(shè)定綜合指標(biāo)式中，γ為加權(quán)系數(shù)，0<γ<1；在本實施中得到乳化液流量設(shè)定綜合指標(biāo)πk＝0.544。在步驟S500和S600中，計算機控制系統(tǒng)通過對乳化液流量鎖定值L′k和乳化液流量設(shè)定綜合指標(biāo)πk的比較判斷，循環(huán)搜索冷連軋機組乳化液流量可調(diào)范圍[Ld，Ls]，搜尋使乳化液流量設(shè)定綜合指標(biāo)πk最小的最佳流量設(shè)定值：S500：若πk<πmin，則令πmin＝πk，D＝k，轉(zhuǎn)入步驟S600；否則，轉(zhuǎn)入步驟S600；在本實施的初始循環(huán)中，πk＝0.544，πmin＝2，滿足πk<πmin，故令πmin＝0.544，D＝1，轉(zhuǎn)入步驟S600。S600：若L′k<Ls，則令k＝k+1，轉(zhuǎn)入步驟S400；否則，轉(zhuǎn)入步驟S700；在本實施的初始循環(huán)中，L′k＝750L/min，Ls＝1200L/min，滿足L′k<Ls，故令k＝k+1，轉(zhuǎn)入步驟S400；通過反復(fù)循環(huán)，搜索冷連軋機組乳化液流量可調(diào)范圍[750，1200]，找到使乳化液流量設(shè)定綜合指標(biāo)πk最小的最佳流量設(shè)定值，轉(zhuǎn)入步驟S700。在步驟S700中，計算機控制系統(tǒng)根據(jù)公式(12)計算帶鋼上表面乳化液設(shè)定最佳值Ljs＝Ld+(D-1)Δl(12)；在本實施中得到帶鋼上表面乳化液設(shè)定最佳值Ljs＝960L/min。在步驟S800中，計算機控制系統(tǒng)根據(jù)公式(13)計算帶鋼下表面乳化液設(shè)定最佳值Ljd＝Ljs/β(13)；在本實施中得到帶鋼下表面乳化液設(shè)定最佳值Ljd＝1010L/min。在步驟S900中，計算機控制系統(tǒng)根據(jù)計算所得的帶鋼上表面乳化液設(shè)定最佳值和帶鋼下表面乳化液設(shè)定最佳值，調(diào)整帶鋼上下表面乳化液噴射流量的設(shè)定值，實現(xiàn)帶鋼上下表面的乳化液噴射流量差異化。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非用作為對本發(fā)明的限定，任何基于本發(fā)明的實質(zhì)精神對以上所述實施例所作的變化、變型，都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。