CN110193523B - 一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法 - Google Patents

一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,其包括以下步骤:S1、构造二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测模型;S2、采用Powell优化算法,计算轧辊表面油膜厚度各影响系数的最优值;S3、将λay、λby、λcy、λdy、λey代入步骤S1所构造的预测模型,得到最优的二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测模型;S4、收集二次冷轧机组轧辊预设定润滑工艺参数;S5、根据步骤S3中的模型预测二次冷轧工作辊入出口表面油膜厚度ξw0、ξw1,中间辊入出口表面油膜厚度ξm0、ξm1,支撑辊入出口表面油膜厚度ξb0、ξb1。本申请能够预测出对应的二次冷轧机组轧制变形区轧辊表面油膜厚度,控制和提高二次冷轧机组轧制过程润滑性能,降低生产成本,提高企业效益。

Description

一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法
技术领域
本发明属于冷轧技术领域,特别涉及一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法。
背景技术
近年来,随着钢铁行业市场竞争的日益激烈,镀锡及镀铬板带产品向着高强、减薄的方向发展。二次冷轧工艺是将冷轧退火后的带钢再次进行冷轧,实现带钢强度提高、厚度减薄、较好地适应了镀锡板带产品的发展方向,因而获得了迅猛的发展。与此同时,在二次冷轧生产过程中,为了降低轧制压力与轧制功率、提高带钢表面质量,一般需要采用直喷系统对带钢进行润滑。与普通一次冷轧的循环润滑系统不一样,二次冷轧直喷润滑系统乳化液的浓度较高、流量较小。与之对应,在二次冷轧过程中轧辊表面润滑油膜厚度的分布对轧制变形区中油膜厚度的影响就不可忽略。而以往现场对二次冷轧变形区润滑油膜厚度的研究主要偏重于带钢表面油膜厚度的研究,而对轧辊表面润滑油膜厚度模型的研究则较少,缺少定量模型分析。如何在结合二次冷轧机组设备与工艺特点的基础上,建立适合于二次冷轧机组的轧辊表面油膜厚度分布模型就成为现场技术攻关的焦点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,可以预测出在一定的轧制变形区出口油膜厚度ξ1、工作辊与中间辊的接触咬入角αmw、中间辊与支撑辊的接触咬入角αmb、工作辊与中间辊的辊间最大接触应力pmw0、中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力pmb0和轧辊线速度vr下的轧辊表面的油膜厚度。
具体地,本发明提供一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,其包括以下步骤:
S1、构造初始二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测模型:
Figure BDA0002073728740000011
Figure BDA0002073728740000021
Figure BDA0002073728740000022
Figure BDA0002073728740000023
式中,ξw0为轧机入口侧工作辊表面油膜厚度,ξw1为轧机出口侧工作辊表面油膜厚度,ξm0为轧机入口侧中间辊表面油膜厚度,ξm1为轧机出口侧中间辊表面油膜厚度,ξb0为轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度,ξb1为轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度,ξmw1为轧机出口侧工作辊与中间辊的辊间油膜厚度,ξmb0为轧机入口侧中间辊与支撑辊的辊间油膜厚度,ξ1为轧制变形区出口油膜厚度,αmw为工作辊与中间辊的接触咬入角,αmb为中间辊与支撑辊的接触咬入角,θ为压力粘度系数,η0为初始动力粘度,pmw0为工作辊与中间辊的辊间最大接触应力,pmb0为中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力,vr为轧辊线速度,λa为工作辊入口油膜分配系数,λb为工作辊出口油膜分配系数,λc为中间辊入口油膜分配系数,λd为中间辊出口油膜分配系数,λe为支撑辊油膜分配系数;
S2、采用Powell优化算法,分别计算工作辊入口油膜分配系数λa的最优值λay、工作辊出口油膜分配系数λb的最优值λby、中间辊入口油膜分配系数λc的最优值λcy、中间辊出口油膜分配系数λd的最优值λdy和支撑辊油膜分配系数λe的最优值λey
S3、将轧辊表面油膜厚度影响系数的最优值λay、λby、λcy、λdy、λey代入步骤S1构造预测模型中,得到最优的二次冷轧轧辊表面油膜厚度预测模型:
Figure BDA0002073728740000024
Figure BDA0002073728740000031
Figure BDA0002073728740000032
Figure BDA0002073728740000033
S4、采集二次冷轧机组待生产带钢的预设定润滑工艺参数,所述工艺参数包括:轧制变形区出口油膜厚度ξ1、工作辊与中间辊的接触咬入角αmw、中间辊与支撑辊的接触咬入角αmb、工作辊与中间辊的辊间最大接触应力pmw0、中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力pmb0和轧辊线速度vr
S5、根据步骤S3中的预测模型预测二次冷轧的轧机入口侧工作辊表面油膜厚度ξw0、轧机出口侧工作辊表面油膜厚度ξw1、轧机入口侧中间辊表面油膜厚度ξm0、轧机出口侧中间辊表面油膜厚度ξm1、轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度ξb0以及轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度ξb1
优选地,步骤S2具体包括以下步骤:
S21、采集二次冷轧机组现场已生产的N组带钢的轧辊油膜厚度数据,包括:轧机入口侧工作辊表面油膜厚度实测值ξw0mi、轧机出口侧工作辊表面油膜厚度实测值ξw1mi、轧机入口侧中间辊表面油膜厚度实测值ξm0mi、轧机出口侧中间辊表面油膜厚度实测值ξm1mi、轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度实测值ξb0mi以及轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度实测值ξb1mi;其中,i为带钢组数编号,i=1,2,L,N;
S22、定义轧辊表面油膜厚度影响系数数组X={λabcde}、给定轧辊表面油膜厚度影响系数数组初始值X0={λa0b0c0d0e0}、搜索步长初始值ΔX={Δλa,Δλb,Δλc,Δλd,Δλe}以及收敛精度ε;
S23、按照步骤S1构造的模型计算已生产的N组带钢的工作辊入口油膜厚度ξw0i、工作辊出口油膜厚度ξw1i、中间辊入口油膜厚度ξm0i、中间辊出口油膜厚度ξm1i、支撑辊出口油膜厚度ξb0i以及支撑辊出口油膜厚度ξb1i
S24、计算轧辊表面油膜厚度影响系数优化目标函数G(X);
S25、判断Powell条件是否成立,若成立,则转入步骤S26;若不成立,则更新数组X及其搜索步长ΔX,转入步骤S23;
S26、输出优化目标函数最小值对应的轧辊表面油膜厚度影响系数数组的最优值Xy={λaybycydyey}。
优选地,步骤S23中的计算公式如下:
Figure BDA0002073728740000041
Figure BDA0002073728740000042
Figure BDA0002073728740000043
Figure BDA0002073728740000044
轧辊表面油膜厚度影响系数优化目标函数G(X)的计算公式如下:
优选地,
Figure BDA0002073728740000045
Figure BDA0002073728740000046
Figure BDA0002073728740000047
Figure BDA0002073728740000051
式中,Gw(X)工作辊表面油膜厚度影响系数优化函数;Gm(X)中间辊表面油膜厚度影响系数优化函数;Gb(X)支撑辊表面油膜厚度影响系数优化函数;α、β、αw、αm、αb加权系数,0<α、β、αw、αm、αb<1;
Figure BDA0002073728740000052
工作辊入口油膜表面厚度权重系数,
Figure BDA0002073728740000053
Figure BDA0002073728740000054
工作辊出口油膜表面厚度权重系数,
Figure BDA0002073728740000055
Figure BDA0002073728740000056
中间辊入口油膜表面厚度权重系数,
Figure BDA0002073728740000057
Figure BDA0002073728740000058
中间辊出口油膜表面厚度权重系数,
Figure BDA0002073728740000059
Figure BDA00020737287400000510
支撑辊入口油膜表面厚度权重系数,
Figure BDA00020737287400000511
Figure BDA00020737287400000512
支撑辊出口油膜表面厚度权重系数,
Figure BDA00020737287400000513
优选地,Powell优化算法是指当目标函数为多维变量时,以变量数组初始值为起点沿一定的搜索方向进行搜索,直到找出在当前搜索方向下的目标函数最小值或者在此搜索方向下两次目标函数值之差小于收敛精度时停止。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明可以预测出在一定的轧制变形区出口油膜厚度ξ1、工作辊与中间辊的接触咬入角αmw、中间辊与支撑辊的接触咬入角αmb、工作辊与中间辊的辊间最大接触应力pmw0、中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力pmb0和轧辊线速度vr下的轧辊表面的油膜厚度。
本发明能够预测出对应的二次冷轧机组轧制变形区轧辊表面油膜厚度,控制和提高二次冷轧机组轧制过程润滑性能,降低生产成本,提高企业效益。
附图说明
图1是本发明的总计算流程示意图;以及
图2是本发明步骤S2的流程示意图。
具体实施方式
实施例1
以某二次冷轧机组为例,选择典型规格DR8M钢种产品,乳化液流量密度为10L/min,乳化液浓度为7.5%,按照图1所示的二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法的总计算流程图进行油墨厚度预测,具体包括以下步骤:
首先,在步骤S1中,构造二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测模型:
Figure BDA0002073728740000061
Figure BDA0002073728740000062
Figure BDA0002073728740000063
Figure BDA0002073728740000064
随后,如图2所示,在步骤S2中,采用Powell优化算法,计算工作辊入口油膜分配系数λa、工作辊出口油膜分配系数λb、中间辊入口油膜分配系数λc、中间辊出口油膜分配系数λd和支撑辊油膜分配系数λe的最优值,具体包括以下步骤:
首先,在步骤S21中,收集二次冷轧机组现场已生产的N组轧辊的现场数据,包括:轧机入口侧工作辊表面油膜厚度实测值
ξw0mi={0.051,0.049,0.052,0.047,0.049,0.054,0.052,0.046,0.053,0.051},单位为μm;
轧机出口侧工作辊表面油膜厚度实测值
ξw1mi={0.088,0.091,0.095,0.92,0.087,0.086,0.093,0.088,0.084,0.91},单位为μm;
轧机入口侧中间辊表面油膜厚度实测值
ξm0mi={0.033,0.036,0.027,0.029,0.031,0,029,0,026,0.032,0.034,0.028},单位为μm;
轧机出口侧中间辊表面油膜厚度实测值
ξm1mi={0.042,0.045,0.039,0.036,0.041,0.043,0.037,0,041,0.039,0.042},单位为μm;
轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度实测值
ξb0mi={0.058,0.056,0.061,0.063,0.059,0.062,0.056,0.064,0.063,0.059},单位为μm;
轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度实测值
ξb1mi={0.058,0.056,0.061,0.063,0.059,0.062,0.056,0.064,0.063,0.059},单位为μm;
其中,i为带钢组数编号,i=1,2,L,10;
随后,在步骤S22中,定义轧辊表面油膜厚度影响系数数组X={λabcde}、给定轧辊表面油膜厚度影响系数数组初始值X0={0.1,0.1,0.1,0.1,0.1}、搜索步长初始值ΔX={0.1,0.1,0.1,0.1,0.1}和收敛精度ε=0.001;
随后,在步骤S23中,按照步骤(A)构造的模型计算已生产的10组工作辊入出口油膜厚度ξw0i、ξw1i,中间辊入出口油膜厚度ξm0i、ξm1i,支撑辊入出口油膜厚度ξb0i、ξb1i
Figure BDA0002073728740000071
Figure BDA0002073728740000072
Figure BDA0002073728740000073
Figure BDA0002073728740000074
随后,在步骤S24中,选取工作辊入口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000075
工作辊出口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000076
中间辊入口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000077
中间辊出口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000078
支撑辊入口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000079
和支撑辊出口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA00020737287400000710
计算轧辊表面油膜厚度影响系数优化目标函数G(X):
Figure BDA00020737287400000711
Figure BDA00020737287400000712
Figure BDA0002073728740000081
Figure BDA0002073728740000082
随后,在步骤S25中,判断Powell条件成立,则转入步骤B6);
随后,在步骤S26中,输出优化目标函数最小值对应的二次冷轧轧辊表面油膜厚度影响系数数组的最优值Xy={0.286,0.400,0.714,0.357,0.643}。
Powell优化算法(鲍威尔优化算法)是指当目标函数为多维变量时,以变量数组初始值为起点沿一定的搜索方向进行搜索,直到找出在当前搜索方向下的目标函数最小值或者在此搜索方向下两次目标函数值之差小于收敛精度便可停止;Powell法更新数组及搜索步长的条件是当出现目标函数值在此搜索方向下没有减小反而增大情况,为了转变搜索方向,需要对数组及步长进行更新。更新方式为随机,例如数组初始值为(0,0,1,0)更新时可能变为(0,1,0,0)此步骤由计算机自动执行。
随后,在步骤S3中,将轧辊表面油膜厚度影响系数的最优值λay、λby、λcy、λdy、λey代入步骤S1所构造的预测模型,得到最优的二次冷轧轧辊表面油膜厚度预测模型:
Figure BDA0002073728740000083
Figure BDA0002073728740000084
Figure BDA0002073728740000085
Figure BDA0002073728740000091
随后,在步骤S4中,收集二次冷轧机组待生产带钢的预设定润滑工艺参数,包括:工作辊与中间辊的辊间最大接触应力pmw0=888.179Mpa、中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力pmb0=731.305Mpa、轧制变形区出口油膜厚度ξ1=0.2μm、工作辊与中间辊的接触咬入角αmw=0.015rad、中间辊与支撑辊的接触咬入角αmb=0.127rad、压力粘度系数θ=0.012Mpa-1、初始动力粘度η0=0.023Pa.s和轧辊线速度vr=386m/min。
随后,在步骤S5中,根据步骤S3中的模型预测二次冷轧轧机入口侧工作辊表面油膜厚度ξw0=0.048μm,轧机出口侧工作辊表面油膜厚度ξw1=0.080μm,轧机入口侧中间辊表面油膜厚度ξm0=0.029μm,轧机出口侧中间辊表面油膜厚度ξm1=0.038μm,轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度ξb0=0.056μm和轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度ξb1=0.056μm。
如表1所示,采用本发明二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法的预测精度达到90%以上,能够满足二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测的要求。
表1实施例1中轧辊表面油膜厚度预测与值实测值对比
Figure BDA0002073728740000092
实施例2
以某二次冷轧机组为例(选择典型规格DR8M钢种产品,乳化液流量密度为12.5L/min,乳化液浓度为10.0%),按照图1所示的二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法的总计算流程图:
首先,在步骤S1中,构造二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测模型:
Figure BDA0002073728740000093
Figure BDA0002073728740000101
Figure BDA0002073728740000102
Figure BDA0002073728740000103
随后,如图2所示,在步骤S2中,采用Powell优化算法,计算工作辊入口油膜分配系数λa、工作辊出口油膜分配系数λb、中间辊入口油膜分配系数λc、中间辊出口油膜分配系数λd和支撑辊油膜分配系数λe的最优值,具体包括以下步骤:
首先,在步骤S21中,收集二次冷轧机组现场已生产的N组轧辊的现场数值,包括:轧机入口侧工作辊表面油膜厚度实测值
ξw0mi={0.047,0.049,0.052,0.056,0.048,0.053,0.049,0.045,0.055,0.057},单位为μm;
轧机出口侧工作辊表面油膜厚度实测值
ξw1mi={0.088,0.091,0.085,0.094,0.095,0.086,0.091,0.092,0.087,0.089},单位为μm;
轧机入口侧中间辊表面油膜厚度实测值
ξm0mi={0.028,0.031,0,034,0,033,0.,035,0.029,0.027,0.032,0.033,0.026},单位为μm;
轧机出口侧中间辊表面油膜厚度实测值
ξm1mi={0.039,0.042,0.043,0.038,0.045,0.037,0.041,0.044,0.038,0.041},单位为μm;
轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度实测值
ξb0mi={0.057,0.058,0.059,0.061,0.058,0.062,0.059,0.054,0.062,0.058},单位为μm;
轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度实测值
ξb1mi={0.057,0.058,0.059,0.061,0.058,0.062,0.059,0.054,0.062,0.058},单位为μm;
其中,i为带钢组数编号,i=1,2,L,10;
随后,在步骤S22中,定义轧辊表面油膜厚度影响系数数组X={λabcde}、给定轧辊表面油膜厚度影响系数数组初始值X0={0.1,0,1,0.1,0.1,0.1}、搜索步长初始值ΔX={0.1,0,1,0.1,0.1,0.1}和收敛精度ε=0.001;
随后,在步骤S23中,按照步骤(A)构造的模型计算已生产的10组工作辊入出口油膜厚度ξw0i、ξw1i,中间辊入出口油膜厚度ξm0i、ξm1i,支撑辊入出口油膜厚度ξb0i、ξb1i
Figure BDA0002073728740000111
Figure BDA0002073728740000112
Figure BDA0002073728740000113
Figure BDA0002073728740000114
随后,在步骤S24中,选取工作辊入口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000115
工作辊出口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000116
中间辊入口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000117
中间辊出口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000118
支撑辊入口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA0002073728740000119
和支撑辊出口油膜表面厚度权重系数
Figure BDA00020737287400001110
计算轧辊表面油膜厚度影响系数优化目标函数G(X):
Figure BDA00020737287400001111
Figure BDA00020737287400001112
Figure BDA00020737287400001113
Figure BDA0002073728740000121
随后,在步骤S25中,判断Powell条件成立,则转入步骤B6);
随后,在步骤S26中,输出优化目标函数最小值对应的二次冷轧轧辊表面油膜厚度影响系数数组的最优值Xy={0.279,0.388,0.721,0.353,0.639}。
随后,在步骤S3中,将轧辊表面油膜厚度影响系数的最优值λay、λby、λcy、λdy、λey代入步骤S1所构造的预测模型,得到最优的二次冷轧轧辊表面油膜厚度预测模型:
Figure BDA0002073728740000122
Figure BDA0002073728740000123
Figure BDA0002073728740000124
Figure BDA0002073728740000125
随后,在步骤S4中,收集二次冷轧机组待生产带钢的预设定润滑工艺参数,包括:工作辊与中间辊的辊间最大接触应力pmw0=859.610Mpa、中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力pmb0=711.565Mpa、轧制变形区出口油膜厚度ξ1=0.23μm、工作辊与中间辊的接触咬入角αmw=0.149rad、中间辊与支撑辊的接触咬入角αmb=0.123rad、压力粘度系数θ=0.012Mpa-1、初始动力粘度η0=0.023Pa.s和轧辊线速度vr=386m/min。
随后,在步骤S5中,根据步骤S3中的模型预测二次冷轧轧机入口侧工作辊表面油膜厚度ξw0=0.052μm,轧机出口侧工作辊表面油膜厚度ξw1=0.090μm,轧机入口侧中间辊表面油膜厚度ξm0=0.031μm,轧机出口侧中间辊表面油膜厚度ξm1=0.043μm,轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度ξb0=0.059μm和轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度ξb1=0.059μm。
如表2所示,采用本发明二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法的预测精度达到90%以上,能够满足二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测的要求。
表2实施例2中轧辊表面油膜厚度预测与值实测值对比
Figure BDA0002073728740000131
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明可以预测出在一定的轧制变形区出口油膜厚度ξ1、工作辊与中间辊的接触咬入角αmw、中间辊与支撑辊的接触咬入角αmb、工作辊与中间辊的辊间最大接触应力pmw0、中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力pmb0和轧辊线速度vr下的轧辊表面的油膜厚度。
本发明能够预测出对应的二次冷轧机组轧制变形区轧辊表面油膜厚度,控制和提高二次冷轧机组轧制过程润滑性能,降低生产成本,提高企业效益。
最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,其特征在于:其包括以下步骤:
S1、构造初始二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测模型:
Figure FDA0002471694350000011
Figure FDA0002471694350000012
Figure FDA0002471694350000013
Figure FDA0002471694350000014
式中,ξw0为轧机入口侧工作辊表面油膜厚度,ξw1为轧机出口侧工作辊表面油膜厚度,ξm0为轧机入口侧中间辊表面油膜厚度,ξm1为轧机出口侧中间辊表面油膜厚度,ξb0为轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度,ξb1为轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度,ξmw1为轧机出口侧工作辊与中间辊的辊间油膜厚度,ξmb0为轧机入口侧中间辊与支撑辊的辊间油膜厚度,ξ1为轧制变形区出口油膜厚度,αmw为工作辊与中间辊的接触咬入角,αmb为中间辊与支撑辊的接触咬入角,θ为压力粘度系数,η0为初始动力粘度,pmw0为工作辊与中间辊的辊间最大接触应力,pmb0为中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力,vr为轧辊线速度,λa为工作辊入口油膜分配系数,λb为工作辊出口油膜分配系数,λc为中间辊入口油膜分配系数,λd为中间辊出口油膜分配系数,λe为支撑辊油膜分配系数;
S2、采用Powell优化算法,分别计算工作辊入口油膜分配系数λa的最优值λay、工作辊出口油膜分配系数λb的最优值λby、中间辊入口油膜分配系数λc的最优值λcy、中间辊出口油膜分配系数λd的最优值λdy和支撑辊油膜分配系数λe的最优值λey
S3、将步骤S2得到的轧辊表面油膜厚度影响系数的最优值λay、λby、λcy、λdy、λey代入步骤S1构造预测模型中,得到最优的二次冷轧轧辊表面油膜厚度预测模型:
Figure FDA0002471694350000021
Figure FDA0002471694350000022
Figure FDA0002471694350000023
Figure FDA0002471694350000024
S4、采集二次冷轧机组待生产带钢的预设定润滑工艺参数,所述工艺参数包括:轧制变形区出口油膜厚度ξ1、工作辊与中间辊的接触咬入角αmw、中间辊与支撑辊的接触咬入角αmb、工作辊与中间辊的辊间最大接触应力pmw0、中间辊与支撑辊的辊间最大接触应力pmb0和轧辊线速度vr
S5、根据步骤S3中的预测模型预测二次冷轧的轧机入口侧工作辊表面油膜厚度ξw0、轧机出口侧工作辊表面油膜厚度ξw1、轧机入口侧中间辊表面油膜厚度ξm0、轧机出口侧中间辊表面油膜厚度ξm1、轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度ξb0以及轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度ξb1
步骤S2具体包括以下步骤:
S21、采集二次冷轧机组现场已生产的N组带钢的轧辊油膜厚度数据,包括:轧机入口侧工作辊表面油膜厚度实测值ξw0mi、轧机出口侧工作辊表面油膜厚度实测值ξw1mi、轧机入口侧中间辊表面油膜厚度实测值ξm0mi、轧机出口侧中间辊表面油膜厚度实测值ξm1mi、轧机入口侧支撑辊表面油膜厚度实测值ξb0mi以及轧机出口侧支撑辊表面油膜厚度实测值ξb1mi;其中,i为带钢组数编号,i=1,2,L,N;
S22、定义轧辊表面油膜厚度影响系数数组X={λabcde}、给定轧辊表面油膜厚度影响系数数组初始值X0={λa0b0c0d0e0}、搜索步长初始值ΔX={Δλa,Δλb,Δλc,Δλd,Δλe}以及收敛精度ε;
S23、按照步骤S1构造的模型计算已生产的N组带钢的轧机入口侧工作辊油膜厚度ξw0i、工作辊出口油膜厚度ξw1i、中间辊入口油膜厚度ξm0i、中间辊出口油膜厚度ξm1i、支撑辊出口油膜厚度ξb0i以及支撑辊出口油膜厚度ξb1i
S24、计算轧辊表面油膜厚度影响系数优化目标函数G(X);
S25、判断Powell条件是否成立,若成立,则转入步骤S26;若不成立,则更新数组X及其搜索步长ΔX,转入步骤S23;
S26、输出优化目标函数最小值对应的轧辊表面油膜厚度影响系数数组的最优值Xy={λaybycydyey};
轧辊表面油膜厚度影响系数优化目标函数G(X)的计算公式如下:
Figure FDA0002471694350000031
Figure FDA0002471694350000032
Figure FDA0002471694350000033
Figure FDA0002471694350000034
式中,Gw(X)工作辊表面油膜厚度影响系数优化函数;Gm(X)中间辊表面油膜厚度影响系数优化函数;Gb(X)支撑辊表面油膜厚度影响系数优化函数;α、β、αw、αm、αb加权系数,0<α、β、αw、αm、αb<1;
Figure FDA0002471694350000041
工作辊入口油膜表面厚度权重系数,
Figure FDA0002471694350000042
Figure FDA0002471694350000043
工作辊出口油膜表面厚度权重系数,
Figure FDA0002471694350000044
Figure FDA0002471694350000045
中间辊入口油膜表面厚度权重系数,
Figure FDA0002471694350000046
Figure FDA0002471694350000047
中间辊出口油膜表面厚度权重系数,
Figure FDA0002471694350000048
Figure FDA0002471694350000049
支撑辊入口油膜表面厚度权重系数,
Figure FDA00024716943500000410
Figure FDA00024716943500000411
支撑辊出口油膜表面厚度权重系数,
Figure FDA00024716943500000412
2.根据权利要求1所述的二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,其特征在于:步骤S23中的计算公式如下:
Figure FDA00024716943500000413
Figure FDA00024716943500000414
Figure FDA00024716943500000415
Figure FDA00024716943500000416
3.根据权利要求1所述的二次冷轧过程轧辊表面油膜厚度预测方法,其特征在于:Powell优化算法是指当目标函数为多维变量时,以变量数组初始值为起点沿一定的搜索方向进行搜索,直到找出在当前搜索方向下的目标函数最小值或者在此搜索方向下两次目标函数值之差小于收敛精度时停止。
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