[发明专利]冷连轧机组以振动抑制为目标的乳化液浓度优化方法

权利要求书

1.一种冷连轧机组以振动抑制为目标的乳化液浓度优化方法，其特征是所述的乳化液浓度优化方法包括下列步骤：

(a)收集冷连轧机组的设备特征参数；

所述冷连轧机组的设备特征参数至少包括：各个机架工作辊半径R_i，各机架轧辊表面线速度v_ri，各机架工作辊原始粗糙度Ra_ir0，工作辊粗糙度衰减系数B_L，机架间距离l，各机架工作辊换辊后的轧制公里数L_i；其中，i代表冷连轧机组的机架序数，i＝1,2,...,n，n为总机架数；

(b)收集带材的关键轧制工艺参数；

所述带材的关键轧制工艺参数至少包括：各机架入口厚度h_0i；各机架出口厚度h_1i；带钢宽度B；各机架入口速度v_0i；各机架出口速度v_1i；入口温度T₁^入；各机架带钢变形抗力K_i；各机架轧制压力P_i；各机架后张力T_0i；各机架前张力T_1i；乳化液浓度影响系数k_c；润滑剂的粘度压缩系数θ；带钢密度ρ；带钢比热容S；乳化液流量w；乳化液温度T_c；热功当量J；

(c)定义乳化液浓度优化过程中所涉及的过程参数；

所涉及的过程参数，至少包括：各个机架过润滑油膜厚度临界值及此时的摩擦系数欠润滑油膜厚度临界值及此时的摩擦系数振动判断指标基准值ξ_0i；压下量Δh_i＝h_0i-h_1i；压下率各机架入口温度T_i^入；出口温度T_i；将机架间的距离l平均分成m段，段内温度用T_i，j表示，其中，1≤j≤m且T_i^入＝T_i-1，m；过润滑判断系数A⁺以及欠润滑判断系数A^-；

(d)给定冷连轧机组以抑制振动为目标的乳化液浓度综合优化目标函数的初始设定值F₀＝1.0×10¹⁰；

(e)计算各个机架的咬入角；

(f)计算各机架振动判断指标基准值ξ_0i；

其各机架振动判断指标基准值ξ_0i的计算步骤程如下：

(f1)计算各个机架中性角γ_i：

(f2)假定时辊缝刚好处于过润滑状态，由步骤(e)及步骤(f1)可得：

(f3)根据摩擦系数与油膜厚度之间关系，即计算各机架过润滑油膜厚度临界值

(f4)假定时辊缝刚好处于欠润滑状态，由步骤(e)及步骤(f1)可得：

(f5)根据摩擦系数与油膜厚度之间关系，即计算各机架欠润滑油膜厚度临界值

(f6)计算振动判断指标基准值ξ_0i：

(g)设定各个机架乳化液浓度C_i；

(h)计算各个机架带钢出口温度T_i；

计算各个机架带钢出口温度T_i的计算步骤如下：

(h1)计算第1机架出口温度T₁

(h2)令i＝1；

(h3)第i机架出口后第1段带钢温度T_i，1即为T_i，1＝T_i；

(h4)令j＝2；

(h5)第j段与第j-1段温度之间的关系如下式所示：

其中，k₀为乳化液浓度影响系数，w为乳化液流量；

(h6)判断不等式j＜m？若成立，则令j＝j+1，转入步骤(h5)；否则，转入步骤(h7)；

(h7)通过迭代计算，得到第m段温度T_i，m；

(h8)计算第i+1机架入口温度

(h9)计算第i+1机架出口温度T_i+1：

(h10)判断不等式i＜n？若成立，则令i＝i+1，转入步骤(h3)；否则，转入步骤(h11)；

(h11)得出各个机架出口温度T_i

(i)计算各机架辊缝间乳化液动力粘度η_0i；

(j)计算各机架辊缝间油膜厚度ξ_i；

其所述的各机架辊缝间油膜厚度ξ_i的计算公式如下：

式中，k_rg表示工作辊和带钢表面纵向粗糙度夹带润滑剂强度的系数，其值在0.09～0.15的范围内；K_rs表示压印率，即工作辊表面粗糙度传递到带钢上比率；

(k)计算乳化液浓度综合优化目标函数F(X)；

在计算所述的计算乳化液浓度综合优化目标函数时，按照下列公式进行：

式中，X＝{C_i}为优化变量，λ为分配系数；

(l)判断不等式F(X)F₀是否成立？若成立，则令F₀＝F(X)，转入步骤(m)；否则，直接转入步骤(m)；

(m)判断乳化液浓度C_i是否超出可行域范围；若超出，则转入步骤(n)；否则，转入步骤(g)；

(n)输出最优乳化液浓度设定值

(o)冷连轧机组的控制系统按照(n)步骤中的最优乳化液浓度设定值对各机架的乳化液浓度分别进行调整和控制。