一種冷連軋機(jī)組的工藝潤滑制度優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冷社帶鋼的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冷連社機(jī)組的工藝潤滑制度 優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 如圖1所示，3巧型五機(jī)架冷連社機(jī)組的1~3機(jī)架為四漉機(jī)架，4~5機(jī)架為六 漉機(jī)架，四漉機(jī)架包括上工作漉1、下工作漉2、上支撐漉3和下支撐漉4,六漉機(jī)架是在四漉 機(jī)架基礎(chǔ)上，在上工作漉與上支撐漉之間W及下工作漉與下支撐漉之間分別增加一個中間 漉組成，增加的中間漉如圖1中的標(biāo)記5、6所示。六漉機(jī)架的工作漉直徑小，中間漉可W橫 移，且工作漉和中間漉都可W彎漉，適合社制薄而寬的帶材。
[0003] 板帶鋼按厚度可分為厚板、薄板和極薄帶鋼Η大類。我國將厚度為大于60mm的鋼 板稱為特厚鋼，厚度為20~60mm的鋼板稱為厚板，厚度為4. 0~20mm的鋼板為中板，厚度 小于0. 2mm的鋼板稱為極薄帶材。
[0004] 在3巧型五機(jī)架冷連社機(jī)組極薄帶鋼的生產(chǎn)過程中，需要向社漉漉縫和帶材表面 噴灑一定量的乳化液，乳化液進(jìn)入社制變形區(qū)后，首先依附于社漉和帶材的表面，形成薄薄 的潤滑油膜，起潤滑作用，而水分又能帶走社制過程中的變形熱和摩擦熱，起到冷卻的作 用。而乳化液的工藝潤滑制度（乳化液的流量、乳化液的濃度、乳化液的初始溫度）對乳 化液本身的潤滑與冷卻效果起著舉足輕重的影響，并且其影響規(guī)律并非單調(diào)的增加或者減 少，極其復(fù)雜。
[0005] 大量的研究已經(jīng)表明，工藝潤滑制度的變化，通過改變變形區(qū)內(nèi)的摩擦狀態(tài)，影響 變形區(qū)的熱傳導(dǎo)，進(jìn)而影響各機(jī)架社漉的熱漉型，最終直接影響帶材的出口板形和工作漉 的壓靠寬度，W及各機(jī)架的打滑、熱劃傷W及振動等社制缺陷的發(fā)生概率。W往，在現(xiàn)場生 產(chǎn)過程中對于工藝潤滑制度的設(shè)定，往往是給定一個固定值，而并不根據(jù)機(jī)組的實(shí)際工況、 所生產(chǎn)的帶材的鋼種、規(guī)格W及實(shí)際社制工藝參數(shù)來予W設(shè)定，造成部分產(chǎn)品尤其是極薄 帶鋼在生產(chǎn)中打滑、滑傷W及社機(jī)振動發(fā)生的概率急劇增加，導(dǎo)致產(chǎn)品出口表面質(zhì)量達(dá)不 到下游機(jī)組或用戶的要求。
[0006] 在極薄帶的生產(chǎn)過程中，現(xiàn)場一般通過降速來解決上述問題，導(dǎo)致極薄帶鋼社制 速度只能維持在較低水平，不但影響生產(chǎn)效率而且影響產(chǎn)品質(zhì)量，給企業(yè)帶來了較大的經(jīng) 濟(jì)損失。因此，如何在社制過程中，找到一個合適的工藝潤滑制度，既能兼顧打滑、振動的防 治，又能降低熱滑傷缺陷發(fā)生的概率，就成為現(xiàn)場技術(shù)攻關(guān)的焦點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種冷連社機(jī)組的工藝潤滑制度優(yōu)化方法，本發(fā)明的工藝潤 滑制度優(yōu)化方法W所有機(jī)架打滑、熱滑傷與社機(jī)振動發(fā)生的概率最小為目標(biāo)，不僅考慮到 打滑、振動、熱滑傷的綜合控制，同時還兼顧末機(jī)架社機(jī)的出口板形和工作漉的壓靠寬度， 對不同規(guī)格的帶鋼，采用不同的工藝潤滑制度，用W解決由于現(xiàn)場乳化液工藝潤滑制度對 所有規(guī)格的帶材均使用同一固定值，造成極薄帶鋼的社制缺陷率高w及生產(chǎn)效率低的問 題；最大程度地降低極薄帶鋼社制過程中打滑、熱滑傷W及社機(jī)振動的發(fā)生概率，從而有效 的提局廣品質(zhì)量與生廣效率。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是；一種冷連社機(jī)組的工藝潤滑制度優(yōu)化方法，所 述的冷連社機(jī)組為3巧型五機(jī)架冷連社機(jī)組，所述的3巧型五機(jī)架冷連社機(jī)組中的1~3 機(jī)架為四漉機(jī)架，4~5機(jī)架為六漉機(jī)架，所述的工藝潤滑制度優(yōu)化方法用于降低極薄帶鋼 社制過程中機(jī)架打滑、熱滑傷W及社機(jī)振動的發(fā)生概率，具體包括如下步驟：
[0009] (1)收集五機(jī)架冷連社機(jī)組的設(shè)備參數(shù)和工藝參數(shù)；
[0010] (2)收集待社制帶材的規(guī)格特征與工藝參數(shù)；
[0011] (3)設(shè)定第1~5機(jī)架的工作漉彎漉力、第4~5機(jī)架中間漉彎漉力W及第1~3 機(jī)架工作漉和第4~5機(jī)架中間漉竄動量，W最大限度的提高冷連社機(jī)組對出口板形的調(diào) 節(jié)能力；
[0012] (4)給定各機(jī)架的工藝潤滑制度的初始值，所述的工藝潤滑制度包括乳化液濃度 設(shè)定值、乳化液溫度設(shè)定值W及乳化液流量設(shè)定值；
[0013] (5)在當(dāng)前工況下，計(jì)算帶鋼社制過程中各機(jī)架的摩擦系數(shù)；
[0014] (6)在當(dāng)前工況下，計(jì)算當(dāng)前壓下制度、張力制度和工藝潤滑巧[J度下1~5機(jī)架的 社制壓力Pi、社制功率Fi、打滑因子Ψι、滑傷指數(shù)錢和振動系數(shù)Φι;
[001引（7)判斷不等式
是否同時成立，其中；Pim。、為第i機(jī)架允許的最大社制 壓力設(shè)定值，i= 1，2, 3, 4, 5 為第i機(jī)架允許的最大社制功率設(shè)定值，i= 1，2, 3, 4, 5 ;η為安全系數(shù)；為臨界打滑因子；:r為臨界熱滑傷指數(shù)；Φ為臨界振動系數(shù)；
[0016] 如果所述的不等式成立，則轉(zhuǎn)入步驟（8);
[0017] 如果所述的不等式不成立，則重新對步驟（4)的工藝潤滑制度進(jìn)行設(shè)定，并轉(zhuǎn)入 步驟巧）；
[0018] (8)在當(dāng)前工況下，計(jì)算出當(dāng)前張力制度、壓下制度和工藝潤滑制度下，各機(jī)架工 作漉的熱凸度；
[0019] (9)運(yùn)用影響函數(shù)法，建立極薄帶材非常規(guī)社制時的板形預(yù)報模型和漉端壓靠量 預(yù)報模型，并根據(jù)所述的板形預(yù)報模型和漉端壓靠量預(yù)報模型得到當(dāng)前張力制度、壓下制 度和工藝潤滑制度下，第5機(jī)架的出口板形值σy和第5機(jī)架的壓靠段長度Ly;
[0020] (10)判斷不等式
是否成立，其中，X*為第5機(jī)架允許的最大壓靠長度； 為第5機(jī)架出口允許最大板形值；η為安全系數(shù)；
[0021] 如果不等式成立，則轉(zhuǎn)入步驟（11);
[0022] 如果不等式不成立，則重新對步驟（4)中的工藝潤滑制度進(jìn)行設(shè)定，并轉(zhuǎn)入步驟 (5)；
[0023] (11)求解W機(jī)架打滑、熱滑傷和社機(jī)振動發(fā)生概率最小為目標(biāo)的工藝潤滑制度優(yōu) 化的目標(biāo)函數(shù)，即；
[0024]
[0025] 其中，目標(biāo)函數(shù)中的第一項(xiàng)用來表征機(jī)架打滑發(fā)生的概率，第二項(xiàng)用來表征機(jī)架 熱劃傷發(fā)生的概率，第Η項(xiàng)用來表征機(jī)架振動發(fā)生的概率；F為工藝潤滑制度優(yōu)化的目標(biāo) 函數(shù)；￥^^為臨界打滑因子；街4為臨界熱滑傷指數(shù)；Φ^^為臨界振動系數(shù)；為打滑因子，巧 為滑傷指數(shù)，Φ1為振動系數(shù)，i= 1，2, 3, 4, 5 ;α，目為加權(quán)系數(shù)，α= 0. 15~0. 35,目= 0. 15 ~0. 35 ;
[002引判斷目標(biāo)函數(shù)F是否最小，如果是，則最佳乳化液流量設(shè)定值、最佳乳化液濃 度設(shè)定值和最佳乳化液溫度設(shè)定值為步驟（10)中得到的值，并轉(zhuǎn)入步驟（13);否則，重新 調(diào)整工藝潤滑制度，并轉(zhuǎn)入步驟巧）；
[0027] (13)將步驟（12)得到的最佳乳化液流量設(shè)定值、最佳乳化液濃度設(shè)定值和最佳 乳化液溫度設(shè)定值，作為所述3巧型五機(jī)架冷連社機(jī)組的最佳工藝潤滑制度，完成五機(jī)架 冷連社機(jī)組極薄帶社制過程中工藝潤滑制度的綜合優(yōu)化設(shè)定。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明所述的工藝潤滑制度優(yōu)化方法，所述的步驟（1)中，五機(jī)架冷連社機(jī) 組的設(shè)備參數(shù)包括；1~5機(jī)架的工作漉漉徑、4~5機(jī)架的中間漉漉徑、1~5機(jī)架的支撐 漉漉徑、1~5機(jī)架的工作漉漉型分布值、4~5機(jī)架的中間漉漉型分布值、1~5機(jī)架的支 撐漉漉型分布值、1~5機(jī)架的工作漉漉身長度、4~5機(jī)架的中間漉漉身長度、1~5機(jī)架 的支撐漉漉身長度、1~5機(jī)架的工作漉彎漉缸中必距、4~5機(jī)架的中間漉彎漉缸中必距、 1~5機(jī)架的支撐漉壓下螺絲中必距；
[0029]五機(jī)架冷連社機(jī)組的工藝參數(shù)包括；1~5機(jī)架允許的最大社制壓力設(shè)定值、1~ 5機(jī)架允許的最大社制功率設(shè)定值、1~5機(jī)架允許的最小乳化液溫度、1~5機(jī)架允許的 最大乳化液溫度、1~5機(jī)架社機(jī)允許的最小乳化液流量、1~5機(jī)架允許的最大乳化液流 量、乳化液濃度最小值、乳化液濃度設(shè)定最大值、臨界打滑因子、臨界熱滑傷指數(shù)、臨界振動 系數(shù)、安全系數(shù)，1~3機(jī)架工作漉和4~5機(jī)架中間漉允許的最大竄動量、1~5機(jī)架工作 漉最大正彎漉力、1~5機(jī)架工作漉最大負(fù)彎漉力、4~5機(jī)架中間漉最大正彎漉力、中間漉 最大負(fù)彎漉力、末機(jī)架允許的最大壓靠長度、末機(jī)架出口允許最大板形值。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明所述的工藝潤滑制度優(yōu)化方法，所述的待社制帶材的規(guī)格特征與工藝 參數(shù)包括帶材的初始強(qiáng)度、加工硬化系數(shù)、帶材的寬度、來料的厚度、帶材在各機(jī)架出口的 厚度、帶材在各機(jī)架的出口速度，帶材在各機(jī)架的張力分布值。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明所述的工藝潤滑制度優(yōu)化方法，所述的步驟（3)中，第1~5機(jī)架的工 作漉彎漉力為
第4~5機(jī)架中間漉彎漉力另
第1~3機(jī) 架工作漉和第4~5機(jī)架中間漉竄動量為基態(tài)即δ1 = 0 ;
[00礎(chǔ)其中，Si。為1~5機(jī)架工作漉的彎漉力；
[003引'記。.，為1~5機(jī)架工作漉的最大正彎漉力；
[0034]式為1~5機(jī)架工作漉最大負(fù)彎漉力；
[003引 S…為4~5機(jī)架中間漉的彎漉力；
[0036]:敬。為4~5機(jī)架中間漉的最大正彎漉力；
[0037]解:。。批為4~5機(jī)架中間漉的最大負(fù)彎漉力。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明所述的工藝潤滑制度優(yōu)化方法，所述的步驟巧）中，所述摩擦系數(shù)的 計(jì)算模型為：
[0039]
[0040] 其中，μ1為第i機(jī)架的摩擦系數(shù)，i= 1，2, 3, 4, 5;
[0041]a為液體摩擦影響系數(shù)；
[0042]b為干摩擦影響系數(shù)；
[0043]B&為摩擦系數(shù)衰減指數(shù)，a、b和B&的取值與極薄帶材的社制工藝及機(jī)組設(shè)備有 關(guān)；
[0044]ξ。為當(dāng)前工況下的油膜厚度，在社制規(guī)程一定的情況下，主要取決于工藝潤滑制 度。