CN103611732A - 冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法 - Google Patents

Abstract

一种冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法，其主要包括以下由计算机执行的步骤：1、收集五机架冷连轧机组的主要设备与工艺参数；2、定义工艺润滑制度优化过程中所涉及到的过程参数；3、给定第1-5#机架乳化液流量、乳化液浓度、乳化液温度的初始值；4、计算当前工艺润滑制度、轧制规程下各机架的摩擦系数μ_i；5、计算各机架的轧制压力、轧制功率、打滑因子；6、计算各机架工作辊的热凸度分布；7、计算末机架的出口板形值；8、计算各机架拉毛综合判断指标λ_i的值；9、计算当前工艺润滑制度下的优化目标函数；10、完成冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度的优化设定。本发明降低了各机架拉毛缺陷发生概率，改善了带钢出口表面质量。

Description

冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法

技术领域

本发明涉及冷轧领域，特别涉及冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法。

背景技术

冷连轧机组高速轧制过程中，往往需要向辊缝内喷洒一定量的乳化液，在轧辊与带材之间形成一层很薄的润滑油膜，这样轧辊与带材就只存在着部分直接接触，两者摩擦会产生铁粉颗粒，并会进入到乳化液中，当含铁粉浓度较高的乳化液喷淋在轧辊和辊缝入口处时，部分铁粉（尤其是与油滴结合的皂化铁粉）会随轧制油颗粒吸附在轧辊和带材表面。由于轧辊处于旋转运动状态，所以其表面的铁粉与轧制油会在一段时间内逐渐增多，最终在轧辊表面形成一层铁粉浓度很高的油膜层。与此同时，对于冷连轧机组而言，其在高速轧制时打滑倾向明显，当打滑发生时，轧制区内轧辊与带材之间摩擦完全变为滑动摩擦，轧辊表面吸附的铁粉在滑动摩擦力的阻碍下与轧辊表面分离，分离后的铁粉会在辊缝入口处附近迅速堆积，并随轧辊周向打滑而不断“刮”取其后位置处的铁粉，最终在较大轧制力作用下，在轧辊表面沿圆周方向“刻”出拉毛，在随后轧制过程中不断复印在带钢表面，使带钢相应位置处产生拉毛缺陷，影响带钢表面质量[1-3]。以往，现场对于工艺润滑制度的设定往往采用经验法和表格法，对于不同铁粉含量的乳化液采用同一种工艺润滑制度，导致拉毛缺陷时常发生，特别是在铁粉含量较高的时候。这样，如何根据不同的铁粉浓度设定合适的工艺润滑制度，来改善拉毛缺陷发生的概率就成为现场技术攻关的焦点。

(参考文献：[1]邱格君，孙钧，白振华.1220冷连轧机划痕机理及影响因素分析[J].冶金设备，2007，3：23-26.[2]刘志亮，张文志，王英杰.冷连轧带材表面划痕研究[J].塑性工程学报，2007，1(14)：84-87.[3]孙建林．轧制工艺润滑原理技术与应用[M].冶金工业出版社，2004，1.)

发明内容

本发明的目的在于提供一种润滑制度合理、能降低拉毛缺陷发生的冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法。本发明主要是根据不同铁粉浓度的乳化液，设定不同的工艺润滑制度，降低拉毛缺陷发生概率，改善带钢的表面质量。

本发明的技术方案如下：

一种冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法，包括以下由计算机执行的步骤：

（a）收集五机架冷连轧机组的主要设备与工艺参数，主要包括以下步骤：

a1）收集五机架冷连轧机组的主要设备参数，主要包括：1-5#机架工作辊辊径D_wi,i=1,2,…5、1-5#机架支撑辊辊径D_bi、1-5#机架工作辊辊型分布ΔD_wij（j为条元数）、1-5#机架支撑辊辊型分布ΔD_bij、1-5#机架工作辊辊身长度L_wi、1-5#机架支撑辊辊身长度L_bi、1-5#机架工作辊弯辊缸中心距l_wi、1-5#机架支撑辊压下螺丝中心距l_bi；

a2）收集五机架冷连轧机组的工艺特征参数，主要包括：1-5#机架许可最大轧制压力P_maxi、1-5#机架许可最大轧制功率F_maxi、1-5#机架工作辊最大正弯辊力1-5#机架工作辊最大负弯辊力

1-5#机架临界打滑因子ψ^*、末机架出口最大板形值shape^*、出现拉毛缺陷的乳化液铁粉含量临界值

安全系数ξ；

a3）收集待轧制带材的工艺参数，主要包括带材的初始强度σ_s0、加工硬化系数k_s、带材的宽度B、来料厚度h₀、1-5#机架带钢出口厚度h_i、5#机架的出口速度V₅、开卷机开卷张力T₀、1-5#机架出口张力T_i；

a4）收集主要工艺润滑制度参数，主要包括乳化液铁粉含量

各机架乳化液流量最大设定值flow_imax、各机架乳化液流量最小设定值flow_imin、机组相关设备所许可的最低乳化液初始温度T_dmin、机组相关设备所许可的最高乳化液初始温度T_dmax、机组相关设备所许可的乳化液浓度最小值C_min、机组相关设备所许可的乳化液浓度最大值C_max；

（b）定义工艺润滑制度优化过程中所涉及到的过程参数，主要包括1-5#机架最佳乳化液流量设定值flow_iy、最佳乳化液温度初始值T_dy、最佳乳化液浓度设定值C_y、1-5#机架乳化液流量flow_i、乳化液温度T_d、乳化液浓度C、各机架工作辊的弯辊力S_iw、各机架工作辊热凸度ΔTD_ij、1-5#机架的摩擦系数μ_i、1-5#机架的轧制压力P_i、1-5#机架的轧制功率F_i、1-5#机架的打滑因子ψ_i、末机架带钢的出口板形值shape；

（c）为了最大限度的提高机组对出口板形的调节能力，令第i机架轧机工作辊弯辊力 $S_{\mathrm{iw}}=\frac{S_{\mathrm{iw}\max }^{+}-S_{\mathrm{iw}\max }^{-}}{2};$

（d）给定第1-5#机架乳化液流量flow_i、乳化液浓度C、乳化液温度T_d的初始值；

（e）计算当前工艺润滑制度、轧制规程下各机架的摩擦系数μ_i，其中摩擦系数的计算模型为：

式中μ为摩擦系数，a为液体摩擦影响系数，b为干摩擦影响系数，B_ξ为摩擦系数衰减指数，ξ₀为当前工况下的油膜厚度，a,b,B_ξ的取值与机组设备有关；

（f）以摩擦系数μ_i、入口张力为T_i-1、出口张力为T_i、入口厚度为h_i-1、出口厚度为h_i、末机架出口速度V₅为初始条件计算当前工况下，各机架的轧制压力P_i、轧制功率F_i、打滑因子ψ_i；

（g）轧制过程中，在考虑安全系数的前提下，轧制压力、轧制功率、打滑因子不应该超过许可值，故判断不等式 $\left\{\begin{array}{c}{F}_i<{\mathrm{\&xi;F}}_{\max i}\\ P_i<{\mathrm{\&xi;P}}_{\max i}\\ {\mathrm{\&psi;}}_i<{\mathrm{\&xi;\&psi;}}^{*}\end{array}\right.$ 是否同时成立，如果不等式成立，则转入步骤（h）；如果不等式不成立，则重新分配乳化液流量、乳化液浓度、乳化液温度的初始值，转入步骤（m）；

（h）轧制过程中，乳化液除了辊缝润滑的作用外，还兼顾着冷却的作用，通过控制工作辊的热辊型来影响带钢的出口板形和出口厚度分布，计算当前工况下各机架工作辊的热凸度分布ΔTD_ij；

（i）计算当前工况下末机架的出口板形值shape；

（j）判断末机架出口板形条件是否满足即判断不等式shape＜shape^*是否成立，如果不等式成立，转入步骤（k）；如果不等式不成立，则重新分配乳化液流量、乳化液浓度、乳化液温度的初始值，转入步骤（m）；

（k）计算当前工况下，各机架拉毛综合判断指标λ_i的值，λ_i越小，则代表拉毛出现的概率越小、发生程度越轻；反之，拉毛综合判断指标λ_i越大，则代表拉毛出现的概率越大、发生程度越严重。当修正后的拉毛综合判断指标λ_i≤0时则表明轧制过程不会出现拉毛缺陷，即所谓拉毛缺陷发生的概率为零，其中拉毛综合判断指标λ_i的计算模型为：

$\mathrm{\&lambda;}=\mathrm{\&psi;}\&CenterDot;{\left({\mathrm{\&gamma;}}^V\right)}^{\mathrm{\&alpha;}}\&CenterDot;[{\left(\frac{{\mathrm{\&rho;}}_{F_e}}{{\mathrm{\&rho;}}_{F_{e}0}}\right)}^{\mathrm{\&beta;}}-1]\&CenterDot;\ln \left({\mathrm{\&eta;\&sigma;}}_s\right)$

式中λ—修正后的拉毛综合判断指标；

ψ—打滑因子；

$\mathrm{\&psi;}=\frac{1}{4\mathrm{\&mu;}}(\sqrt{\frac{\mathrm{\&Delta;h}}{R^{\&prime;}}}+\frac{T_{\mathrm{in}}-T_{\mathrm{out}}}{P})$

μ—摩擦系数；

Δh—压下量；

R′-工作辊压扁半径；

T_in—入口张力；

T_out—出口张力；

P—轧制压力；

V—带钢出口速度；

α、γ—速度影响系数，与冷连轧机的特性密切相关，一般α=0.8-1.2、γ=0.4-0.6；

—乳化液中的实际铁粉含量；

—出现拉毛缺陷的乳化液铁粉含量临界值；

β—乳化液中铁粉对拉毛发生概率的影响指数，一般β=0.7-0.8；

σ_s—机架入出口带材的平均变形抗力；

η—材料强度对拉毛发生概率的影响系数，一般η=0.35-0.45；

（l）计算当前工艺润滑制度下的优化目标函数

A为加权系数，一般A=0.35-0.65，其中代表各机架修正后的拉毛综合判断指标的均匀度，

代表各机架修正后的拉毛综合判断指标整体数值；

（m）判断Powell条件是否成立（也就是判断目标函数F是否最小）？如果Powell条件成立，则令flow_iy=flow_i、C_y=C、T_dy=T_d，转入步骤（k），否则调整flow_i、C、T_d转入步骤（e）；

（n）输出最佳工艺润滑制度flow_iy、C_y、T_dy，完成冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度的优化设定。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明降低了各机架拉毛缺陷发生概率，同时兼顾乳化液的润滑和冷却作用，在提高生产效率的同时，改善了带钢出口表面质量。

附图说明

图1是本发明的主计算框图；

图2是本发明步骤a的流程图；

图3是本发明实施例1中各机架工作辊热辊型分布曲线图；

图4是本发明实施例1与传统方法出口板形曲线对比图；

图5是本发明实施例2中各机架工作辊热辊型分布曲线图；

图6是本发明实施例2与传统方法出口板形曲线对比图。

具体实施方式

实施例1

一种冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法，各步骤如图1所示：

首先，在步骤1中，收集五机架冷连轧机组的主要设备参数，主要包括：1-5#机架工作辊辊径D_wi={537.8,476.4,474.7,528.6,514.5}mm、1-5#机架支撑辊辊径D_bi={1267.3,1228.2,1294.4,1243.3,1303}mm、1-5#机架工作辊辊型分布ΔD_wij=0（j为条元数）、1-5#机架支撑辊辊型分布ΔD_bij=0、1-5#机架工作辊辊身长度L_wi=1220mm、1-5#机架支撑辊辊身长度L_bi=1092mm、1-5#机架工作辊弯辊缸中心距l_wi=2100mm、1-5#机架支撑辊压下螺丝中心距l_bi=2100mm；

随后，在步骤2中，收集五机架冷连轧机组的工艺特征参数，主要包括：1-5#机架许可最大轧制压力P_maxi=2000t、1-5#机架许可最大轧制功率F_maxi=5000kw、1-5#机架工作辊最大正弯辊力

1-5#机架工作辊最大负弯辊力

1-5#机架临界打滑因子ψ^*=0.41、末机架出口最大板形值shape^*=13I、出现拉毛缺陷的乳化液铁粉含量临界值

安全系数ξ=0.9；

随后，在步骤3中，收集待轧制带材的工艺参数，主要包括带材的初始强度σ_s0=410MPa、加工硬化系数k_s=1.2、带材的宽度B=1021mm、来料厚度h₀=2.3mm、1-5#机架带钢出口厚度h_i={1.656,0.994,0.632,0.425,0.302}、5#机架的出口速度V₅=1180m/min、开卷机开卷张力T₀=65MPa、1-5#机架出口张力T_i={162.3,176.4,164.1,165.8,70}MPa；

随后，在步骤4中，收集主要工艺润滑制度参数，主要包括乳化液铁粉含量

各机架乳化液流量最大设定值flow_imax=1500L/min、各机架乳化液流量最小设定值flow_imin=600L/min、机组相关设备所许可的最低乳化液初始温度T_dmin=50℃、机组相关设备所许可的最高乳化液初始温度T_dmax=63℃、机组相关设备所许可的乳化液浓度最小值C_min=1.6%、机组相关设备所许可的乳化液浓度最大值C_max=5.2%；（以上步骤详见图2的流程图）；

随后，在步骤5中，定义工艺润滑制度优化过程中所涉及到的过程参数，主要包括1-5#机架最佳乳化液流量设定值flow_iy、最佳乳化液温度初始值T_dy、最佳乳化液浓度设定值C_y、1-5#机架乳化液流量flow_i、乳化液温度T_d、乳化液浓度C、各机架工作辊的弯辊力S_iw、各机架工作辊热凸度ΔTD_ij、1-5#机架的摩擦系数μ_i、1-5#机架的轧制压力P_i、1-5#机架的轧制功率F_i、1-5#机架的打滑因子ψ_i、末机架带钢的出口板形值shape；

随后，在步骤6中，计算各机架轧机工作辊弯辊力

随后，在步骤7中，给定工艺润滑制度的初始值，第1-5#机架乳化液流量flow_i={1000,1000,1000,1000,1000}L/min、乳化液浓度C=3%、乳化液温度T_d=52℃；

随后，在步骤8中，计算当前工艺润滑制度、轧制规程时各机架的摩擦系数μ_i={0.0784,0.0487,0.0335,0.0198,0.0165}；

随后，在步骤9中，以摩擦系数μ_i、入口张力为T_i-1、出口张力为T_i、入口厚度为h_i-1、出口厚度为h_i、末机架出口速度V₅为初始条件计算当前工况下，各机架的轧制压力P_i={981.3,950.6,800.6,690.2,713.6}t、轧制功率F_i={1286.0,4067.3,3971.0,3242.5,3924.2}kW、打滑因子ψ_i={0.096,0.0288,0.307,0.331,0.328}；

随后，在步骤10中，判断不等式 $\left\{\begin{array}{c}{F}_i<{\mathrm{\&xi;F}}_{\max i}\\ P_i<{\mathrm{\&xi;P}}_{\max i}\\ {\mathrm{\&psi;}}_i<{\mathrm{\&xi;\&psi;}}^{*}\end{array}\right.$ 是否同时成立，显然不等式成立，转入步骤11；

随后，在步骤11中，计算当前工况下各机架工作辊的热凸度分布ΔTD_ij，各机架热凸度分布如图3所示；

随后，在步骤12中，计算当前工况下末机架的出口板形值shape=11.8I；

随后，在步骤13中，判断不等式shape＜shape^*是否成立？显然不等式成立，转入步骤（14）；

随后，在步骤13中，计算当前工况下，各机架拉毛综合判断指标λ_i={0.564,2.766,4.488,6.954,9.413}，其中速度影响系数α=0.9、γ=0.5，乳化液中铁粉对拉毛发生概率的影响指数β=0.7，材料强度对拉毛发生概率的影响系数η=0.4；

随后，在步骤14中，计算当前工艺润滑制度下的优化目标函数 $F=A\&CenterDot;\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&lambda;}}_i-\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&lambda;}})}^2}+(1-A)\&CenterDot;\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&lambda;}}=5.886,$ $\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&lambda;}}=\frac{1}{5}\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&lambda;}}_i=4.837,$ A为加权系数，取A=0.5；

随后，在步骤15中，判断Powell条件是否成立（也就是判断目标函数F是否最小），显然不等式不成立，调整flow_i、C、T_d的初始值转入步骤8；

最后，在步骤16中，输出最佳工艺润滑制度flow_iy={1010,793,1089,895,1158}L/min、C_y=3.1%、T_dy=55.3℃，完成冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度的优化设定。

在图4和表1分别给出了本实施和采用传统润滑方法对应的拉毛综合判断指标的分布情况，以及优化前后末机架出口板形的分布情况。通过图4可以看出，用于表征末机架出口板形质量的板形值从11.72I下降到10.55I，下降了9.98%；通过表1可以看出，用于表征拉毛缺陷发生概率的目标函数从5.932下降到5.074，下降了14.51%，说明本发明所述的相关方法能够很好的降低高速轧制过程中拉毛缺陷发生的概率，改善出口带钢的表面质量。

表1：实施例1与传统方法的拉毛综合判断指标的分布情况

实施例2

首先，在步骤1中，收集五机架冷连轧机组的主要设备参数，主要包括：1-5#机架工作辊辊径D_wi={515.9,482.2,473.3,528.8,480.2}mm、1-5#机架支撑辊辊径D_bi={1198.8,1274.4,1334.6,1304.4,1331.4}mm、1-5#机架工作辊辊型分布ΔD_wij=0（j为条元数）、1-5#机架支撑辊辊型分布ΔD_bij=0、1-5#机架工作辊辊身长度L_wi=1220mm、1-5#机架支撑辊辊身长度L_bi=1092mm、1-5#机架工作辊弯辊缸中心距l_wi=2100mm、1-5#机架支撑辊压下螺丝中心距l_bi=2100mm；

随后，在步骤2中，收集五机架冷连轧机组的工艺特征参数，主要包括：1-5#机架许可最大轧制压力P_maxi=2000t、1-5#机架许可最大轧制功率F_maxi=5000kw、1-5#机架工作辊最大正弯辊力

1-5#机架工作辊最大负弯辊力1-5#机架临界打滑因子ψ^*=0.43、末机架出口最大板形值shape^*=8I、出现拉毛缺陷的乳化液铁粉含量临界值

安全系数ξ=0.88；

随后，在步骤3中，收集待轧制带材的工艺参数，主要包括带材的初始强度σ_s0=380MPa、加工硬化系数k_s=1.3、带材的宽度B=752mm、来料厚度h₀=1.82mm、1-5#机架带钢出口厚度h_i={1.201,0.681,0.404,0.259,0.171}mm、5#机架的出口速度V₅=1609m/min、开卷机开卷张力T₀=65MPa、1-5#机架出口张力T_i={167.6,176.4,153.1,161,70}MPa；

随后，在步骤4中，收集主要工艺润滑制度参数，主要包括乳化液铁粉含量

各机架乳化液流量最大设定值flow_imax=1500L/min、各机架乳化液流量最小设定值flow_imin=600L/min、机组相关设备所许可的最低乳化液初始温度T_dmin=50℃、机组相关设备所许可的最高乳化液初始温度T_dmax=63℃、机组相关设备所许可的乳化液浓度最小值C_min=1.6%、机组相关设备所许可的乳化液浓度最大值C_max=5.2%；

随后，在步骤5中，定义工艺润滑制度优化过程中所涉及到的过程参数，主要包括1-5#机架最佳乳化液流量设定值flow_iy、最佳乳化液温度初始值T_dy、最佳乳化液浓度设定值C_y、1-5#机架乳化液流量flow_i、乳化液温度T_d、乳化液浓度C、各机架工作辊的弯辊力S_iw、各机架工作辊热凸度ΔTD_ij、1-5#机架的摩擦系数μ_i、1-5#机架的轧制压力P_i、1-5#机架的轧制功率F_i、1-5#机架的打滑因子ψ_i、末机架带钢的出口板形值shape；

随后，在步骤6中，计算各机架轧机工作辊弯辊力

随后，在步骤7中，给定工艺润滑制度的初始值，第1-5#机架乳化液流量flow_i={1000,1000,1000,1000,1000}L/min、乳化液浓度C=3%、乳化液温度T_d=52℃；

随后，在步骤8中，计算当前工艺润滑制度、轧制规程时各机架的摩擦系数μ_i={0.0796,0.0392,0.0278,0.0194,0.0122}；

随后，在步骤9中，以摩擦系数μ_i、入口张力为T_i-1、出口张力为T_i、入口厚度为h_i-1、出口厚度为h_i、末机架出口速度V₅为初始条件计算当前工况下，各机架的轧制压力P_i={808.5,582.8,492.9,532.1,557.2}t、轧制功率F_i={1247.1,2507.1,2588.4,2234.8,2844.5}kW、打滑因子ψ_i={0.107,0.0313,0.313,0246,0.347}；

随后，在步骤10中，判断不等式 $\left\{\begin{array}{c}{F}_i<{\mathrm{\&xi;F}}_{\max i}\\ P_i<{\mathrm{\&xi;P}}_{\max i}\\ {\mathrm{\&psi;}}_i<{\mathrm{\&xi;\&psi;}}^{*}\end{array}\right.$ 是否同时成立，显然不等式成立，转入步骤11；

随后，在步骤11中，计算当前工况下各机架工作辊的热凸度分布ΔTD_ij，各机架热凸度分布如图5所示；

随后，在步骤12中，计算当前工况下末机架的出口板形值shape=7.04I；

随后，在步骤13中，判断不等式shape＜shape^*是否成立？显然不等式成立，转入步骤（14）；

随后，在步骤13中，计算当前工况下，各机架拉毛综合判断指标λ_i={0.655,3.292,5.321,6.292,12.927}，其中速度影响系数α=0.9、γ=0.5，乳化液中铁粉对拉毛发生概率的影响指数β=0.7，材料强度对拉毛发生概率的影响系数η=0.4；

随后，在步骤14中，计算当前工艺润滑制度下的优化目标函数 $F=A\&CenterDot;\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{({\mathrm{\&lambda;}}_i-\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&lambda;}})}^2}+(1-A)\&CenterDot;\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&lambda;}}=7.43,$ $\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&lambda;}}=\frac{1}{5}\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&lambda;}}_i=5.697,$ A为加权系数，取A=0.5；

随后，在步骤15中，判断Powell条件是否成立（也就是判断目标函数F是否最小），显然不等式不成立，调整flow_i、C、T_d的初始值转入步骤8；

最后，在步骤16中，输出最佳工艺润滑制度flow_iy={965,840,11120,1090,1230}L/min、C_y=2.6%、T_dy=56.5℃，完成冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度的优化设定。

在图6和表2分别给出了本实施和采用传统润滑方法对应的拉毛综合判断指标的分布情况，以及优化前后末机架出口板形的分布情况。通过图6可以看出，用于表征末机架出口板形质量的板形值从7.43I下降到6.75I，下降了9.15%，通过表2可以看出，用于表征拉毛缺陷发生概率的目标函数从6.319下降到5.427，下降了14.12%，说明本发明所述的相关方法能够很好的降低高速轧制过程中拉毛缺陷发生的概率，改善出口带钢的表面质量。

表2：实施例2与传统方法的拉毛综合判断指标的分布情况

Claims (5)

1.一种冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法，其特征在于：它包括以下由计算机执行的步骤： 

（a）收集五机架冷连轧机组的主要设备与工艺参数； 

（b）定义工艺润滑制度优化过程中所涉及到的过程参数； 

（c）为了最大限度的提高机组对出口板形的调节能力，令第i机架轧机工作辊弯辊力

（d）给定第1-5#机架乳化液流量flow_i、乳化液浓度C、乳化液温度T_d的初始值； 

（e）计算当前工艺润滑制度、轧制规程下各机架的摩擦系数μ_i； 

（f）计算当前工况下，各机架的轧制压力P_i、轧制功率F_i、打滑因子Ψ_i； 

（g）判断不等式

是否同时成立，如果不等式成立，则转入步骤（h）；如果不等式不成立，则重新分配乳化液流量、乳化液浓度、乳化液温度的初始值，转入步骤（m）； 

（h）计算当前工况下各机架工作辊的热凸度分布ΔTD_ij； 

（i）计算当前工况下末机架的出口板形值shape； 

（j）判断末机架出口板形条件是否满足即判断不等式shape＜shape^*是否成立，如果不等式成立，转入步骤（k）；如果不等式不成立，则重新分配乳化液流量、乳化液浓度、乳化液温度的初始值，转入步骤（m）； 

（k）计算当前工况下，各机架拉毛综合判断指标λ_i的值； 

（l）计算当前工艺润滑制度下的优化目标函数

A为加权系数； 

（m）判断Powell条件是否成立，也就是判断目标函数F是否最小？如果Powell条件成立，则令flow_iy=flow_i、C_y=C、T_dy=T_d，转入步骤（k），否则调整flow_i、C、T_d转入步骤（e）； 

（n）输出最佳工艺润滑制度flow_iy、C_y、T_dy，完成冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度的优化设定。 

2.根据权利要求1所述的一种冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法，其特征在于：所述的步骤（a）包括以下步骤： 

a1）收集五机架冷连轧机组的主要设备参数，主要包括：1-5#机架工作辊辊径D_wi,i=1,2,…5、1-5#机架支撑辊辊径D_bi、1-5#机架工作辊辊型分布ΔD_wij，其中j为条元数、1-5#机架支撑辊辊型分布ΔD_bij、1-5#机架工作辊辊身长度L_wi、1-5#机架支撑辊辊身长度L_bi、1-5#机架工作辊弯辊缸中心距l_wi、1-5#机架支撑辊压下螺丝中心距l_bi； 

a2）收集五机架冷连轧机组的工艺特征参数，主要包括：1-5#机架许可最大轧制压力P_maxi、1-5#机架许可最大轧制功率F_maxi、1-5#机架工作辊最大正弯辊力 

1-5#机架工作辊最大负弯辊力

1-5#机架相对功率余量差许可最大值

开卷机开卷张力T₀、卷取机卷曲张力T₅、1-4#机架相关设备所允许的最大出口张力T_maxi、1-4#机架相关设备所允许的最小出口张力T_mini、特定规格带材轧制时1-5#机架轧机许用最大压下率ε_imax、特定规格带材轧制时1-5#机架轧机许用最小压下率ε_imin、临界打滑因子Ψ^*、末机架出口最大板形值shape^*、出现拉毛缺陷的乳化液铁粉含量临界值

安全系数ξ； 

a3）收集待轧制带材的工艺参数，主要包括带材的初始强度σ_s0、加工硬化 系数k_s、带材的宽度B、来料的厚度h₀、成品厚度h₅、5#机架的出口速度V₅； 

a4）收集主要工艺润滑制度参数，主要包括各机架乳化液流量设定值flow_i、乳化液初始温度T_d、乳化液浓度C、乳化液铁粉含量

3.根据权利要求1所述的一种冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法，其特征在于：所述的步骤（b）中所定义的参数主要包括：1-5#机架最佳乳化液流量设定值flow_iy、最佳乳化液温度初始值T_dy、最佳乳化液浓度设定值C_y、1-5#机架乳化液流量flow_i、乳化液温度T_d、乳化液浓度C、各机架工作辊的弯辊力S_iw、各机架工作辊热凸度ΔTD_ij、1-5#机架的摩擦系数μ_i、1-5#机架的轧制压力P_i、1-5#机架的轧制功率F_i、1-5#机架的打滑因子Ψ_i、末机架带钢的出口板形值shape。 

4.根据权利要求1所述的一种冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法，其特征在于：所述的步骤（e）中，摩擦系数的计算模型为： 式中μ为摩擦系数，a为液体摩擦影响系数，b为干摩擦影响系数，B_ξ为摩擦系数衰减指数，ξ₀为当前工况下的油膜厚度，a,b,B_ξ的取值与机组设备有关。 

5.根据权利要求1所述的一种五冷连轧机组以拉毛防治为目标的工艺润滑制度优化方法，其特征在于：所述的步骤（k）中，拉毛综合判断指标的计算模型为： 

式中λ—拉毛综合判断指标； 

Ψ—打滑因子； 

μ—摩擦系数； 

V—带钢出口速度； 

Δh—压下量； 

R′-工作辊压扁半径； 

T_in—入口张力； 

T_out—出口张力； 

P—轧制压力； 

α、γ—速度影响系数，与冷连轧机的特性密切相关，一般α=0.8-1.2、γ=0.4-0.6； 

—乳化液中的实际铁粉含量； 

—出现拉毛缺陷的乳化液铁粉含量临界值； 

β—乳化液中铁粉对拉毛发生概率的影响指数，一般β=0.7-0.8； 

σ_s—机架入出口带材的平均变形抗力； 

η—材料强度对拉毛发生概率的影响系数，一般η=0.35-0.45。 

Images