冷連軋過(guò)程以噸鋼電耗控制為目標(biāo)的軋制規(guī)程優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金冷乳領(lǐng)域，特別涉及一種冷連乳的乳制規(guī)程優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，由于家用電器、汽車、電子、航天等行業(yè)的巨大需求，使得國(guó)內(nèi)外冷乳板帶 生產(chǎn)工業(yè)獲得了迅猛發(fā)展。以往，在冷乳板帶生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)主要集中在板 形、板厚、表面缺陷等質(zhì)量指標(biāo)的控制。但隨著鋼鐵行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，鋼鐵行業(yè)整體利 潤(rùn)率的下滑，冷乳板帶生產(chǎn)過(guò)程中的成本控制問(wèn)題已經(jīng)被擺在了與質(zhì)量控制同等重要的地 位。因?yàn)閷?duì)于鋼鐵企業(yè)而言，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的條件下無(wú)論產(chǎn)品質(zhì)量多高，如果其生產(chǎn)成本接近 甚至超過(guò)了產(chǎn)品價(jià)格，噸鋼效益接近于零或者為負(fù)，這種產(chǎn)品也是沒(méi)有生命力的，不可能長(zhǎng) 期生產(chǎn)下去。噸鋼耗電是機(jī)組生產(chǎn)成本占比相當(dāng)大的一部分，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，噸鋼耗電 與壓下規(guī)程和張力制度的設(shè)定密切相關(guān)。因此，乳制規(guī)程（即壓下規(guī)程和張力制度）設(shè)定 的不合理，會(huì)導(dǎo)致噸鋼電耗的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)冷連乳機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的因乳制規(guī)程設(shè)定不合理導(dǎo)致的噸鋼電耗增加的問(wèn)題， 本發(fā)明提供一種冷連乳過(guò)程以噸鋼電耗控制為目標(biāo)的乳制規(guī)程優(yōu)化方法。本發(fā)明主要通過(guò) 合理的數(shù)學(xué)建模，模擬冷連乳生產(chǎn)線上的成本產(chǎn)生，設(shè)定噸鋼耗電控制合理的目標(biāo)值。
[0004] 本發(fā)明包括以下由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟：
[0005] a)收集現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，包括：機(jī)組來(lái)料和成品厚度，機(jī)組第i機(jī)架電機(jī)效率、，機(jī) 組第i機(jī)架乳輥半徑民，機(jī)組帶材寬度B，機(jī)組帶材密度P，楊氏模量E，泊松比V，機(jī)組第i 機(jī)架平均變形抗力，機(jī)組末機(jī)架乳制速度Vn，冷連乳機(jī)組第i機(jī)架乳化液流量％，機(jī)組第 i機(jī)架換輥后的乳制噸位叾1，機(jī)組第i機(jī)架工作輥換輥后乳制公里數(shù)1^，機(jī)組第i機(jī)架最大 乳制壓力P iniax，機(jī)組第i機(jī)架最大打滑因子Φ iniax，機(jī)組第i機(jī)架最大滑傷指數(shù)馬^ 4幾組第 i機(jī)架最大乳制功率W_x，其中參數(shù)i為機(jī)組機(jī)架編號(hào)，η為機(jī)組總的機(jī)架數(shù)；
[0006] b)收集機(jī)組摩擦特性參數(shù)，包括：速度指數(shù)衰減系數(shù)Βν，乳制公里數(shù)指數(shù)衰減系數(shù) Bp乳制噸位指數(shù)衰減系數(shù)Βζ，乳化液流量指數(shù)衰減系數(shù)仏，第i機(jī)架速度線性回歸系數(shù)CVl， 第i機(jī)架乳制公里數(shù)線性回歸系數(shù)。，第i機(jī)架乳制噸位線性回歸系數(shù)C Zl，第i機(jī)架乳化液 流量線性回歸系數(shù)，第i機(jī)架壓下率線性回歸系數(shù)C"，第i機(jī)架前后張力線性回歸系數(shù) ，第i機(jī)架變形抗力線性回歸系數(shù)Cki，第i機(jī)架出入口厚度線性回歸系數(shù)心^ Ch(i 1}， 第i機(jī)架基準(zhǔn)摩擦系數(shù)
[0007] c)令嘸={h d h2, · · ·，hi, · · ·，hn J 表示機(jī)組壓下規(guī)程，?\= {Τ η T2, · · ·，1\，· · ·， TJ表示機(jī)組張力制度，則令X = {HdTJ表示機(jī)組乳制規(guī)程；
[0008] d)設(shè)定初始XQ= {H lQ，TlQ}，初始優(yōu)化步長(zhǎng)Δ 4= { Δ H lQ，Δ TlQ}，優(yōu)化參數(shù)j，令j =〇 ；
[0009] e)計(jì)算 X = X〇+j · Δ X ;
[0010] f)令 i = 1 ;
[0011] g)計(jì)算第i機(jī)架出口速度
：第i機(jī)架壓下率
，第i機(jī)架道次 絕對(duì)壓下量Ahi= h i fhi，第i機(jī)架等效張力影響系數(shù)ξ i' = 0. 3Ti+0. 7Ti 1;
[0012] h)計(jì)算第i機(jī)架的摩擦系數(shù)：
[0014] i)計(jì)算第i機(jī)架乳制力，可采用以下由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟：
[0015] il)計(jì)算壓扁相關(guān)系數(shù)
[0016] 彈性相關(guān)系數(shù)
[0017] 壓下率相關(guān)系數(shù)α 3ι= 1. 08-1. 02r jP摩擦相關(guān)系數(shù)
[0018] i2)計(jì)算入口彈性修正參數(shù)
出口彈性修正參數(shù)
和乳輥壓扁系i
[0019] i3)計(jì)算乳制力彈性修正系數(shù)
[0020] i4)計(jì)算乳輥壓扁參數(shù)
[0022] i5)計(jì)算乳制力并輸出 Pi= α Η γ ; ( a 3i+a 4i γ J + a 2i γ i;
[0023] j)計(jì)算第i機(jī)架工作輥彈性壓扁半徑
[0024] 第i機(jī)架外摩擦力影響系數(shù)
[0025] 第i機(jī)架前滑值
[0026] 第i機(jī)架乳制力矩
[0027] k)計(jì)算第i機(jī)架的打滑因子
和滑傷指數(shù)麫；
[0028] 1)計(jì)算第i機(jī)架乳制功率

是否成立？若成立，則轉(zhuǎn)入步驟（η);不成立，則令j = j+1，轉(zhuǎn) 入步驟e);
[0030] η)令i = i+1，判斷i彡η ?若成立，則轉(zhuǎn)入步驟（g);不成立，則轉(zhuǎn)入步驟（ο);
[0031] 〇)構(gòu)造機(jī)組電耗控制函數(shù)式
[0032] ρ)判斷Powell條件是否成立？若成立，則轉(zhuǎn)入步驟（q);不成立則調(diào)整X。和ΔΧ， 重置j = 〇,并重復(fù)上述步驟（e)到步驟（〇)，直至Powell條件成立；
[0033] q)輸出F(X)取最小值的X =詆，TJ最優(yōu)解，此時(shí)的F(X)為機(jī)組最低單位產(chǎn)量 電耗。
[0034] 在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，必須保證各機(jī)架乳制規(guī)程的等于或者無(wú)限接近{私，TJ，以此 目標(biāo)對(duì)機(jī)組乳制規(guī)程進(jìn)行優(yōu)化，即可有效降低企業(yè)電耗及成本，為企業(yè)帶來(lái)利益。
[0035] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0036] 1、通過(guò)合理的數(shù)學(xué)建模，模擬冷連乳生產(chǎn)線上的成本產(chǎn)生，設(shè)定了噸鋼耗電控制 合理的目標(biāo)值，有效降低了企業(yè)電耗和成本，為企業(yè)帶來(lái)了利益。
[0037] 2、能夠防止因機(jī)組乳制規(guī)程設(shè)定不當(dāng)，導(dǎo)致帶鋼打滑或滑傷以及乳制功率和乳制 力超過(guò)限定值，為冷連乳生產(chǎn)線以噸鋼電耗控制為目標(biāo)的乳制規(guī)程綜合優(yōu)化設(shè)定提供了依 據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 圖1是本發(fā)明的總計(jì)算框圖。
[0039] 圖2是本發(fā)明乳制力的計(jì)算框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 實(shí)施例1
[0041] 按照?qǐng)D1所示的冷連乳過(guò)程以噸鋼電耗控制為目標(biāo)的乳制規(guī)程優(yōu)化方法總計(jì) 算框圖，首先，在步驟（a)中，收集現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，包括：機(jī)組來(lái)料和成品厚度h。，h n(mm) {2. 50， 0. 45}，五個(gè)機(jī)架乳輥半徑民(mm) {265, 237, 249, 266, 264}，五個(gè)機(jī)架電機(jī)效率n i {〇. 85， 0. 84,0.86,0.85,0.87}，帶材密度 P = 7850 (kg/m3)，五個(gè)機(jī)架帶材寬度 B1= 1020 (mm)， 楊氏模量E = 210GPa，泊松比v = 0.3,五個(gè)機(jī)架平均變形抗力MMpa) {373,475,541， 576,612}，五個(gè)機(jī)架乳化液流量％ (L/min) {3050, 3450, 3500, 3600, 3900}，五個(gè)機(jī)架換輥 后的乳制噸位Zjt) {2228,1940,1880, 2000, 2320}，五個(gè)機(jī)架工作輥換輥后乳制公里數(shù) LjKm) {150,140,130,160,180}，五個(gè)機(jī)架最大乳制壓力 Pinax(t) {1500,1480,1470,1490， 1480}，五個(gè)機(jī)架最大打滑因子Φ _x {0. 5,0. 45,0. 47,0. 47,0. 49}，五個(gè)機(jī)架最大滑傷指數(shù) ，五個(gè)機(jī)架最大乳制功率w_x (KW) {2500，3800，3800，3800，3800}，冷連乳機(jī)組末 機(jī)架速度V5= 1520(m/min)，其中參數(shù)i為冷連乳機(jī)組機(jī)架編號(hào)，η = 5為冷連乳機(jī)組總的 機(jī)架數(shù)；
[0042] 隨后，在步驟（b)中，收集機(jī)組摩擦特特性參數(shù)，包括：速度指數(shù)衰減系數(shù) Bv= -0. 0036,乳制公里數(shù)指數(shù)衰減系數(shù)-0. 00082,乳制噸位指數(shù)衰減系數(shù)B z =-5. 0 X 10 6,乳化液流量指數(shù)衰減系數(shù)仏=-0. 173,第i機(jī)架速度線性回歸系數(shù) CVl= {1.6X10 2,2·5Χ102,3·2Χ102,4·5Χ102,5·2Χ10 2}，第 i 機(jī)架乳制公里數(shù) 線性回歸系數(shù)Cu= {0· 140, 0· 185, 0· 200, 0· 248, 0· 253}，第i機(jī)架乳制噸位線性回 歸系數(shù)CZl= {0.013,0.015,0.017,0.018,0.022}，第i機(jī)架乳化液流量線性回歸系 數(shù)(^= {6.1X10 3,6.3\103,7.4\103,8.2\103，1.0\10 2}，第1機(jī)架壓下率線性 回歸系數(shù)Cri= {0· 179, 0· 162, 0· 154, 0· 142, 0· 132}，第i機(jī)架前張力線性回歸系數(shù)
回歸系數(shù) Ckl= {-1. 27X 10 5, -0· 921X 10 5, -0· 613X 10 5, -0· 321X 10 5, -0· 120X 10 5}，第 i 機(jī)架出入口厚度線性回歸系數(shù)(；1={-6.18\101，-6.09\101，-6.00\10 1，-5.97父101，-5· 94X101，}Ch(1 1}= {5. 84X10 \6· OIXIO1』· SlXlO^e. β?ΧΙΟ1』· 51X10 2}，第 i 機(jī)架 基準(zhǔn)摩擦系數(shù) μ Ql= {-1.27X10 ^-1. 74X10 ^-1. 86X10 丨，-2. 44X10 ^-0. 51 X101};
[0043] 隨后，在步驟（c)中，令{h h2, . . .，hi, . . .，hn J表示機(jī)組壓下規(guī)程，?\ = {1\，T2, · · ·，1\，· · ·，Tn}表示機(jī)組張力制度，則令X = {私，TJ表示機(jī)組乳制規(guī)程；
[0044] 隨后，在步驟（d)中，設(shè)定初始XQ= {(1.98, 1.06, 0.72, 0.66)，（30, 140, 150, 150， 160,40)}，初始優(yōu)化步長(zhǎng) Δ XQ= {(-〇· 01，〇· 01，〇· 01，-〇· 01)，（1，2, 2, 2, 2,1)}，優(yōu)化參數(shù) J·，令 j = 〇 ;
[0045] 隨后，在步驟（e)中，計(jì)算 X = {(1. 98, 1. 06, 0· 72, 0· 66)，（30, 140, 150, 150, 160， 40)}；
[0046] 隨后，在步驟（f)中，令i = 1 ;
[0047] 隨后，在步驟（g)中，計(jì)算第1機(jī)架出口速度Vi= 345. 45 (m/min)，壓下率r ;= 0. 21，道次絕對(duì)壓下量Δ h = 0. 52和等效張力影響系數(shù)ξ / = 63 ;
[0048] 隨后，在步驟（h)中，計(jì)算第1機(jī)架摩擦系數(shù)μ i =0· 064 ;
[0049] 隨后，如圖2所示，在步驟（i)中，計(jì)算第i機(jī)架乳制力：
[0050] il)計(jì)算壓扁相關(guān)系數(shù)α Η= 535. 86，
[0051] 彈性相關(guān)系數(shù)α 2ι= 88. 91，
[0052] 壓下率相關(guān)系數(shù)α 3ι= 〇. 87和摩擦相關(guān)系數(shù)α 4ι= 〇. 48 ;
[0053] i2)計(jì)算入口彈性修正參數(shù)Δ h' 0. 524,出口彈性修正參數(shù)Δ h" 0. 004和 乳輥壓扁系數(shù)(：。=0.022 ;
[0054] i3)計(jì)算乳制力彈性修正系數(shù)β 7. 41 ;
[0055] i4)計(jì)算乳輥壓扁參數(shù)γ 0. 41 ;
[0056] i5)計(jì)算第1機(jī)架的乳制力Ρ1= 1252. 6⑴；
[0057] 隨后，在步驟（j)中，計(jì)算第1機(jī)架的工作輥彈性壓扁半徑R'1= 278. 25,第1 機(jī)架外摩擦力影響系數(shù)?λ =1·12，第1機(jī)架前滑值fsi= ο. 031，第1機(jī)架乳制力矩N 1 = 5· 58X 103N · m ;
[0058] 隨后，在步驟（k)中，計(jì)算第1機(jī)架的打滑因子Φ 1= 0· 41和滑傷指數(shù)的=0.68 ;
[0059] 隨后，在步驟⑴中，計(jì)算第1機(jī)架乳制功率W1= 2025KW ;
[0060] 隨后，在步驟（m)中，顯然不等式
[0061] 隨后，在步驟（η)中，令i = i+Ι = 2,顯然2彡5,則轉(zhuǎn)入步驟（g);
[0062] 隨后，在步驟（ο)中，構(gòu)造機(jī)組電耗控制函數(shù)式FJX) = 165. 98 (千瓦時(shí)