CN105234185B - 适用于湿平整轧制过程中平整液流量差异性优化设定方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于湿平整过程中平整液流量差异性优化设定方法，它主要包括以下步骤：1、收集现场参数；2、对总平整液流量设定值、上、下辊缝平整液分配系数赋初值；3、计算上、下辊缝平整液的流量；4、计算下辊缝平整液效率系数；5、计算上、下辊缝的有效平整液流量；6、输出最佳的总的平整液流量设定值、上、下辊缝平整液分配系数。本发明不仅降低带钢上、下表面延伸、粗糙度、耐蚀性以及清洁度的差异，同时还减少了上辊缝平整液的浪费，最大程度的降低平整液的总消耗以及废液处理成本。

Description

适用于湿平整轧制过程中平整液流量差异性优化设定方法

技术领域

本发明涉及冶金轧制领域，特别涉及一种湿平轧制整过程中平整液流量的设定方法。

背景技术

在湿平整轧制过程中，为了提高带材的防锈能力与改善其表面质量，现场广泛采用水溶性或者油溶性的防锈剂作为平整液喷洒到辊缝。目前，平整机组对于平整液的设定采用的是上、下等流量设定方法。在上辊缝由于带钢的存在，进入辊缝内并起到作用的平整液要比下辊缝多，而在下辊缝平整液会因为重力的作用流淌到废液收集器，从而使得有效平整液的量要小于上辊缝。也就是说，在采用上下辊缝等流量的设定模式下，下辊缝平整液对带材的清洗能力、润滑能力、冷却能力都要低于上辊缝^[1-3]。这样，在实际轧制过程中，大部分情况下上辊缝处于过润滑状态，而下辊缝则处于欠润滑状态，造成的后果主要表现在以下四个方面：(1)带材上下表面延伸不均匀与大压下率的冷轧过程不一样，平整过程压下率很小，在润滑状态存在差异的情况下带钢会出现上下表面在横向与纵向延伸不一样，从而产生C翘及L翘缺陷；(2)带材上下表面粗糙度不均匀由于带材上下表面的延伸不一样，从而导致粗糙度的转印率不一样，最终引起带材上下表面粗糙度不均匀。(3)带钢上下表面的清洁程度不一样，往往带钢下表面的清洁程度比上表面要差很多；(4)带钢上下表面的耐蚀性不一样，带钢下表面更容易锈蚀。现场为了提高带钢下表面的耐蚀性与清洁度，往往不得不增加总的平整液流量，即同时增加带钢上下表面的平整液流量^[4-6]。采用该办法虽然可以解决带钢的耐蚀性与清洁度问题，但依然解决不了带材上下表面的延伸与粗糙度不均匀问题，并且增加了平整液的消耗以及废液的处理成本，不但不经济环保，而且影响产品质量，给企业带来了较大的经济损失。显然，为了充分发挥湿平整的优势、提高带钢的防锈能力与表面质量，如何正确的设定平整液流量已经成为现场技术攻关的焦点。

(参考文献：[1]W.L.罗伯茨.冷轧带钢生产[M].冶金工业出版社，1985.[2]白振华.刘宏民.平整轧制工艺模型[M].冶金工业出版社，2010.[3]白振华.冷连轧机高速生产过程核心工艺数学模型[M].机械工业出版社，2009.[4]戴学诚.工艺润滑对轧后带钢清洁度的影响[J].钢铁,2000.[5]杜文慧.李秀军.穆海玲.等.平整工艺对冷轧带钢表面性能的影响[J].上海金属，2014.[6]张晓明.邸洪双.刘相华.等.平整液综合评价实验研究[J].轧钢，1999.)

发明内容

针对现场平整机组对于平整液的设定采用的是上、下等流量设定方法，造成带钢上、下表面延伸、粗糙度、耐蚀性以及清洁度存在差异的问题，本发明提供一种适用于湿平整轧制过程平整液流量差异性优化设定方法。本发明主要是通过对上、下辊缝的平整液采用差异化的流量设定，在保证带钢的整体延伸、粗糙度复印、耐蚀以及清洁度的前提下，优化上、下辊缝平整液的流量分配，降低带钢上、下表面延伸、粗糙度、耐蚀性以及清洁度的差异。

本发明包括以下由计算机执行的步骤：

(a)收集现场参数：平整机组最大轧制速度V_max，平整机组当前轧制速度V，为保证带钢延伸、耐蚀以及清洁度控制所需最小平整液的流量w*；

(b)根据现场实际，对总平整液流量设定值w_zc、上、下辊缝平整液分配系数ξ赋初值；

(c)计算上、下辊缝平整液的流量，如式(1)所示

式中w_sc为上辊缝平整液流量的设定值，即从上喷梁喷嘴中喷出平整液的流量；w_xc为下辊缝平整液流量的设定值，即从下喷梁喷嘴中喷出平整液的流量；

(d)计算下辊缝平整液效率系数，如式(2)所示

上式是以上辊缝作为参照时所得公式，即令η_sy＝1.0，η_sy为上辊缝的平整液效率系数，式中tanh为双曲正切函数，η_xy为下辊缝的平整液效率系数；V₀为平整机的基准速度，一般取w_zcmax为总的平整液流量最大设定值；w_xc0为下辊缝平整液流量基准值，一般取β_v为速度影响系数；β_c为流量影响系数；η₀为速度为基准速度、流量为基准流量时下辊缝的平整液效率系数；

(e)计算上、下辊缝的有效平整液流量，如式(3)所示

式中w_sy为上辊缝的有效平整液流量；w_xy为下辊缝的有效平整液流量；

(f)判断不等式是否同时成立？如果不等式成立，则转入步骤(g)，否则转入步骤(c)；

(g)求解目标函数式

(h)判断Powell条件是否成立？如果Powell条件成立，则转入步骤(i)，否则转入步骤(c)；

(i)输出最佳的总的平整液流量设定值w_zc，上、下辊缝平整液分配系数ξ，完成湿平整轧制过程的平整液流量差异性优化设定。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、不仅降低带钢上、下表面延伸、粗糙度、耐蚀性以及清洁度的差异，同时还减少了上辊缝平整液的浪费，最大程度的降低平整液的总消耗以及废液处理成本。

2、对不同规格、钢种的带材实现平整液流量的优化设定，解决了以往现场湿平整轧制对于平整液的设定采用上、下辊缝等流量的设定方法，不但造成带钢上、下表面延伸、粗糙度、耐蚀性以及清洁度存在差异，而且上辊缝平整液流量存在浪费问题。

3、达到了节能减排、经济环保，提高了产品质量，给企业带来了较大的经济效益。

附图说明

图1是本发明的总计算框图。

具体实施方式

实施例1

按照图1所示的适用于湿平整轧制过程平整液流量差异性优化设定方法总计算框图，首先，在步骤1中，收集现场参数，平整机组最大轧制速度V_max＝570m/min，平整机组当前轧制速度V＝400m/min，为保证带钢延伸、耐蚀以及清洁度控制所需最小平整液的流量w*＝4L/min；

随后，在步骤2中，根据现场实际赋初值，总的平整液流量设定值w_zc＝10L/mi，n上、下辊缝平整液分配系数ξ＝0.45；

随后，在步骤3中，计算上、下辊缝平整液的流量，可以得到

随后，在步骤4中，计算下辊缝平整液效率系数，可以得到

式中tanh为双曲正切函数，η_xy为下辊缝的平整液效率系数，V₀为平整机的基准速度，一般取w_zcmax为总的平整液流量最大设定值，根据现场实际知w_xc0为下辊缝平整液流量基准值，一般取β_v为速度影响系数，根据现场实际知β_v＝0.42；β_c为流量影响系数，根据现场实际知β_c＝0.53；η₀为速度为基准速度、流量为基准流量时下辊缝的平整液效率系数，根据现场实际知η₀＝0.9；

随后，在步骤5中，计算上、下辊缝的有效平整液流量，可以得到

随后，在步骤6中，判断不等式是否同时成立？显然不等式成立，转入步骤7；

随后，在步骤7中，求解目标函数

随后，在步骤8中，判断Powell条件是否成立？结果是Powell条件成立，转入步骤9；

随后，在步骤9中，输出最佳的总平整液流量设定值w_zc＝8.698L/min，上、下辊缝平整液分配系数ξ＝0.461,完成湿平整轧制过程的平整液流量差异性优化设定。

实施例2

首先，在步骤1中，收集现场参数，平整机组最大轧制速度V_max＝570m/min，平整机组当前轧制速度V＝360m/min，为保证带钢延伸、耐蚀以及清洁度控制所需最小平整液的流量w*＝4L/min；

随后，在步骤2中，根据现场实际赋初值，总的平整液流量设定值w_zc＝9L/mi，n上、下辊缝平整液分配系数ξ＝0.47；

随后，在步骤3中，计算上、下辊缝平整液的流量，可以得到

随后，在步骤4中，计算下辊缝平整液效率系数，可以得到

式中tanh为双曲正切函数，η_xy为下辊缝的平整液效率系数，V₀为平整机的基准速度，一般取w_zcmax为总的平整液流量最大设定值，根据现场实际知w_xc0为下辊缝平整液流量基准值，一般取β_v为速度影响系数，根据现场实际知β_v＝0.42；β_c为流量影响系数，根据现场实际知β_c＝0.53；η₀为速度为基准速度、流量为基准流量时下辊缝的平整液效率系数，根据现场实际知η₀＝0.9；

随后，在步骤5中，计算上、下辊缝的有效平整液流量，可以得到

随后，在步骤6中，判断不等式是否同时成立？显然不等式成立，转入步骤7；

随后，在步骤7中，求解目标函数

随后，在步骤8中，判断Powell条件是否成立？结果是Powell条件成立，转入步骤9；

随后，在步骤9中，输出最佳的总平整液流量设定值w_zc＝8.699L/min，上、下辊缝平整液分配系数ξ＝0.46,完成湿平整轧制过程的平整液流量差异性优化设定。

Claims (1)

1.一种适用于湿平整轧制过程平整液流量差异性优化设定方法，它包括以下由计算机执行的步骤：

(a)收集现场参数：平整机组最大轧制速度V_max，平整机组当前轧制速度V，为保证带钢延伸、耐蚀以及清洁度控制所需最小平整液的流量w^*；

(b)根据现场实际，对总平整液流量设定值w_zc、上、下辊缝平整液分配系数ξ赋初值；

(c)计算上、下辊缝平整液的流量，如式(1)所示

$\left\{\begin{array}{c}{w}_{sc}={\mathrm{\ξw}}_{zc}\\ w_{xc}=(1-\mathrm{\ξ})w_{zc}\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中w_sc为上辊缝平整液流量的设定值，即从上喷梁喷嘴中喷出平整液的流量；w_xc为下辊缝平整液流量的设定值，即从下喷梁喷嘴中喷出平整液的流量；

(d)计算下辊缝平整液效率系数，如式(2)所示

${\mathrm{\η}}_{xy}={\mathrm{\η}}_0\[{\mathrm{\β}}_v\tanh \left(\frac{\mathrm{\π}V}{V_0}\right)+{\mathrm{\β}}_c\tanh \left(\frac{{\mathrm{\πw}}_{xc0}}{w_{xc}}\right)\]---\left(2\right)$

上式是以上辊缝作为参照时所得公式，即令η_sy＝1.0，η_sy为上辊缝的平整液效率系数，式中tanh为双曲正切函数，η_xy为下辊缝的平整液效率系数，V₀为平整机的基准速度，一般取w_zcmax为总的平整液流量最大设定值；w_xc0为下辊缝平整液流量基准值，一般取β_v为速度影响系数；β_c为流量影响系数；η₀为速度为基准速度、流量为基准流量时下辊缝的平整液效率系数；

(e)计算上、下辊缝的有效平整液流量，如式(3)所示

$\left\{\begin{array}{c}{w}_{sy}={\mathrm{\η}}_{sy}{w}_{sc}\\ w_{xy}={\mathrm{\η}}_{xy}{w}_{xc}\end{array}\right.---\left(3\right)$

式中w_sy为上辊缝的有效平整液流量；w_xy为下辊缝的有效平整液流量；

(f)判断不等式 $\left\{\begin{array}{c}{w}_{sy}\≥w*\\ w_{xy}\≥w*\end{array}\right.$ 是否同时成立？如果不等式成立，则转入步骤(g)，否则转入步骤(c)；

(g)求解目标函数式

$f\left(X\right)=|w_{sy}-w_{xy}|=|{\mathrm{\ξw}}_{zc}-{\mathrm{\η}}_0\{{\mathrm{\β}}_v\tanh \left(\frac{\mathrm{\π}V}{V_0}\right)+{\mathrm{\β}}_c\tanh \[\frac{{\mathrm{\πw}}_{xc0}}{(1-\mathrm{\ξ})w_{zc}}\]\left\}(1-\mathrm{\ξ})w_{zc}\right|;$

(h)判断Powell条件是否成立？如果Powell条件成立，则转入步骤(i)，否则转入步骤(c)；

(i)输出最佳的总的平整液流量设定值w_zc、上、下辊缝平整液分配系数ξ，完成湿平整轧制过程的平整液流量差异性优化设定技术。