[发明专利]一种二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角的优化方法

说明书

一种二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角的优化方法，收集二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角优化设备工艺参数；初始化优化目标函数最优值，并给定优化步长；定义优化过程参数；计算过程参数对应的喷嘴喷射方向角；计算单个喷嘴乳化液流量密度横向分布；计算N个喷嘴在带钢表面叠加后的乳化液流量横向分布；计算二次冷轧过程带钢宽度范围内乳化液流量横向分布；计算乳化液喷嘴喷射方向角优化目标函数；判断F(α_i)＜F_y是否成立；判断α_i≤α_max是否成立；输出二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角最优值，完成二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角的优化设定。本发明能提高二次冷轧机组乳化液在带钢宽度方向流量分布均匀程度，减少乳化液横向分布不均导致的局部浪形与乳化液斑迹缺陷。

技术领域

本发明涉及冷轧技术领域，特别涉及一种二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角的优化方法。

背景技术

二次冷轧是将冷轧退火带钢再次轧制，使带钢厚度减薄、强度升高，能够降低镀锡板包装产品材料的消耗、节约成本、保护环境，是镀锡板包装产品的发展趋势。二次冷轧机组使用乳化液直喷系统进行轧制润滑，在轧制过程中，乳化液由安装在喷淋架上的一排喷嘴喷射在带钢表面，在带钢表面逐渐析出一定厚度的润滑油膜，乳化油膜随带钢导入轧制辊缝起到润滑作用，有效降低轧制摩擦系数与轧制压力、同时减少工作辊的磨损。乳化液喷淋架上的喷嘴喷射在带钢表面的乳化液是由多个喷嘴的喷射区域叠加而成的，乳化液流量在带钢宽度方向并非完全均等，而乳化液流量在带钢宽度方向分布均匀性直接影响到轧制变形区油膜厚度分布的均匀程度，进而影响带钢的板形与表面质量。二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角是指喷淋架上喷嘴喷的喷射方向与带钢的夹角，在喷嘴高度与喷射角度确定的前提下，随着喷嘴喷射方向角减小，喷嘴在带钢表面喷射宽度增大，喷嘴间乳化液流量叠加宽度增大。这样，通过优化喷嘴喷射方向角，可以提升乳化液在带钢宽度方向分布的均匀性，减少乳化液分布不均导致的局部浪形与乳化液斑迹缺陷，有利于带钢板形与表面质量的提高。

发明内容

本发明目的在于提供一种结合二次冷轧机组乳化液直喷系统的设备与工艺特点、分析乳化液流量在带钢宽度方向的分布与喷嘴喷射方向角的相互关系、以乳化液在带钢表面流量分布最均匀为目标的二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角的优化方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述方法包括以下步骤：

步骤1，收集二次冷轧机组乳化液喷嘴喷射方向角优化相关设备工艺参数；

步骤2，初始化乳化液喷嘴喷射方向角优化目标函数最优值F_y，并给定喷嘴喷射方向角优化步长Δα；

步骤3，定义喷嘴喷射方向角优化过程参数i，并初始化i＝0；

步骤4，计算喷嘴喷射方向角优化过程参数i对应的喷嘴喷射方向角α_i＝α_min+iΔα；

步骤5，计算单个喷嘴乳化液流量密度横向分布q_1i(x_j)；

步骤6，计算N个喷嘴在带钢表面叠加后的乳化液流量横向分布q_Ni(x_j)；

步骤7，计算二次冷轧过程带钢宽度范围内乳化液流量横向分布q_i(x_j)；

步骤8，计算乳化液喷嘴喷射方向角优化目标函数F(α_i)；

步骤9，判断F(α_i)＜F_y是否成立；若成立，则令乳化液喷嘴喷射方向角优化目标函数的最优值F_y＝F(α_i)、乳化液喷嘴喷射方向角的最优解α_y＝α_i，转入步骤 10；若不成立，直接转入步骤10；