CN110935733B - 一种乳化液粒径在线控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷轧乳化液粒径在线控制方法及系统，所述冷轧乳化液粒径在线控制方法在乳化液输送管路上设置管线式高剪切乳化机，所述管线式高剪切乳化机将轧制油和水进行乳化，并根据管线式高剪切乳化机的剪切转速与乳化液粒径之间的对应关系，通过调整管线式高剪切乳化机的剪切转速来实现对乳化液粒径的在线控制。本发明能够在线调控乳化液粒径，减少钢种切换所需的乳化液粒径调整时间，解决现有技术通过混合箱调整乳化液粒径较慢的问题。

Description

一种乳化液粒径在线控制方法及系统

技术领域

本发明涉及冷轧乳化液润滑技术领域，特别涉及一种乳化液粒径在线控制方法及系统。

背景技术

冷轧过程常采用乳化液进行轧制润滑，乳化液的粒径大小及其分布均匀性是轧制润滑效果与轧后带钢表面质量的重要影响因素，需要根据冷轧现场产品规格、生产工艺严格控制。冷轧乳化液系统主要有直喷系统和循环系统，乳化液循环系统将乳化液喷淋在轧制辊缝以及轧辊表面，在轧制过程中起到润滑和冷却的双重作用，乳化液经回收处理后循环使用；乳化液直喷系统是将乳化液喷淋在到轧机辊缝一定距离的入口带钢表面上，在带钢表面析出一定厚度的润滑油膜，并轧机出口侧配备专门的冷却系统对轧辊进行冷却、乳化液则直接排放、不会循环使用。

如图1所示，宝钢镀锡板厂1220二次冷轧机组采用乳化液直喷系统进行润滑，生产过程中预先由水泵11将水箱01的去离子水经水路流量计21、油泵12将油箱02的轧制油经油路流量计22按照一定的比例浓度输送到混合箱03，通过混合箱的搅拌器53将轧制油分散乳化在去离子水中形成乳化液，混合箱03中乳化液的粒径通过搅拌器53的搅拌时间与搅拌转速调控完成后，由乳化液泵13将混合箱03中的乳化液经由乳化液流量计23、乳化液三通阀33、乳化液单向阀43输送至乳化液上喷淋架61与乳化液下喷淋架62，经由乳化液喷淋架上安装的喷嘴均匀喷淋再带钢70的上下表面，并随带钢进入轧制辊缝进行润滑。

然而，现场不同规格的钢种产品，甚至同一产品在不同的轧制速度下所需要的最优粒径大小是不同的，高强度的钢种、高速轧制往往需要较大的乳化液粒径来提供足够的润滑性能，表面质量要求较高的产品却需要较小且均匀的乳化液粒径来减少表面斑迹缺陷。现有的乳化液直喷系统在混合箱中预先调整好乳化液的粒径，随着现场生产的持续进行，需要对混合箱中乳化液进行补液，此时新加入的轧制油和水容易造成混合箱中乳化液粒径的波动，造成轧制润滑性能与产品质量波动；另外，混合箱中乳化液粒径的调整需要一定的搅拌时间才能完成，不能实现轧制过程中乳化液粒径实时在线调整，不能很好的适应现场生产钢种规格切换及轧制速度变化对于最优乳化液粒径快速调整的需求，限制了现场生产连续性与产品质量的稳定性的提升。

现有关于乳化液轧制润滑的技术：

发明专利：乳化液直喷系统喷淋距离确定方法(申请号：CN201410023960.X)

通过确定摩擦系数来确定带钢轧制时形成的油膜厚度，再根据带钢表面形成的最大油膜厚度确定乳化液在带钢表面的可停留时间，最后根据乳化液在带钢表面的可停留时间和带钢运行速度，获得喷嘴到轧机中心的距离，即乳化液直喷系统喷淋距离。该专利的核心是乳化液直喷系统喷淋的确定，提供足够的润滑性能。

发明专利：一种冷轧直喷乳化液喷淋方法(申请号：201210258380.X)

通过模型计算和流量阀的设置使得带钢上下表面油膜厚度均等，解决了带钢下表面乳化液滴落损失而导致的润滑不足和上下表面润滑特性差异等问题，实现了上下工作辊对应轧制区域的润滑条件相同，提高轧制过程稳定性。该专利提供了乳化液直喷系统上下表面乳化液流量差异化控制的方法，解决乳化液滴落造成的下表面润滑不足问题，提高轧制润滑稳定性。

论文：冷轧磁性过滤设备内乳化液流动特性的研究[J].轧钢，2017，34(4):30-35.

研究了搅拌器转速、搅拌时间和静置时间等因素对冷轧乳化液的粒径大小及浓度变化的影响，发现过大粒径的乳化液是导致现场乳化液浓度不稳定的关键因素。通过在现场逐渐调整乳化液的性质，将乳化液平均粒径从原来的17.6μm调整到10μm左右，整体的乳化液稳定性大幅改善，最终解决了生产过程中因乳化液系统导致的轧制不稳定问题。该方案是通过调整乳化液的性质来调整乳化液粒径的，可以将乳化液粒径稳定在10μm左右。

论文：冷轧乳化液颗粒度与润滑性能的关系[J].润滑与密封，2015(4):110-114.

选用合适的基础油与油性剂、抗氧剂、极压抗磨剂和防锈剂等功能添加剂，利用亲油亲水平衡体系调节乳化油的乳化状态制备不同颗粒度分布的冷轧乳化液。通过MS-10A杠杆式摩擦试验机考察颗粒度与乳化液极压、抗磨性能的关系；借助实验用四辊可逆冷轧机组，对比分析不同颗粒度分布的乳化液润滑下轧后的板面质量。实验结果表明，乳化液的颗粒度分布与其稳定性和润滑性能存在一定的对应关系；在一定体积平均粒径范围内，随着颗粒度的增大有利于提高乳化液的抗磨减摩性能，改善冷轧成品板面质量。该论文分析了乳化液粒径与润滑性能以及板面质量之间的关系，但仍然是通过调整乳化液的添加剂来调控乳化液粒径的。

现有技术均无法实现生产过程乳化液粒径的在线调节控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种乳化液粒径在线控制方法及系统，本发明能够在线调控乳化液粒径，减少钢种切换所需的乳化液粒径调整时间，用以解决现有技术通过混合箱调整乳化液粒径较慢的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种乳化液粒径在线控制方法，所述冷轧乳化液粒径在线控制方法在乳化液输送管路上设置管线式高剪切乳化机，所述管线式高剪切乳化机将轧制油和水进行乳化，并根据管线式高剪切乳化机的剪切转速与乳化液粒径之间的对应关系，通过调整管线式高剪切乳化机的剪切转速来实现对乳化液粒径的在线控制；

所述乳化液粒径的在线控制方法的具体步骤如下：

A)构造冷轧乳化液粒径计算模型；

B)收集冷轧乳化液粒径在线控制的主要工艺参数，包括：管线式高剪切乳化机定齿组齿数n_s；管线式高剪切乳化机动齿组齿数n_d；轧制油的密度ρ_O；水的密度ρ_W；轧制油的动力粘度μ_O；水的动力粘度μ_W；乳化液管路直径D；

C)根据管线式高剪切乳化机粒径试验数据，采用Powell优化算法，计算乳化液粒径影响系数数组的最优值；

D)将步骤(C)得到的乳化液粒径影响系数数组的最优值代入乳化液粒径计算模型，并根据实际生产带钢所需的乳化液流量和乳化液浓度，得到实际生产所需乳化液粒径；

E)根据实际生产带钢所需的乳化液流量、乳化液浓度以及乳化液粒径，计算并输出管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值；

F)根据剪切转速最优设定值控制管线式高剪切乳化机的剪切转速，实现乳化液粒径的在线控制。

进一步地，冷轧乳化液粒径计算模型为：

式中，d为乳化液粒径；n_s为管线式高剪切乳化机定齿组齿数；n_d为管线式高剪切乳化机动齿组齿数；N为管线式高剪切乳化机剪切转速；Re为乳化液的雷诺数；ρ为乳化液密度；D为乳化液管路直径；v为乳化液的平均流速；μ为乳化液的动力粘度；Q为乳化液流量；C为乳化液浓度；Q_O为油路流量；Q_W为水路流量；ρ_O为轧制油的密度；ρ_W为水的密度；μ_O为轧制油的动力粘度；μ_W为水的动力粘度；a为乳化液粒径雷诺数影响系数，取值范围为0.1～0.6；b为乳化液粒径齿数影响系数，取值范围为0.3～1.0；η为乳化液粒径剪切转速影响系数，取值范围为0.4～1.0。

进一步地，所述步骤(C)具体包括以下步骤：

C1)收集现场管线式高剪切乳化机M组试验数据，包括：油路流量Q_Oi；水路流量Q_Wi；管线式高剪切乳化机剪切转速N_i；乳化液粒径检测值d_mi；i为试验组数编号，其中i＝1，2，……，M；

C2)定义乳化液粒径影响系数数组X＝{a,b,η}，初始化粒径影响系数数组X₀＝{a₀,b₀,η₀}及其搜索步长ΔX＝{Δa,Δb,Δη}；

C3)根据乳化液粒径计算模型，计算现场管线式高剪切乳化机M组试验数据对应的乳化液粒径计算值d_ci：

C4)计算乳化液粒径影响系数优化目标函数G（X）：

式中，

为权重系数，

C5)判断优化目标函数的Powell条件是否成立，若成立，则转入步骤C6)；若不成立，则更新数组X及其搜索步长ΔX，转入步骤C3)；

C6)输出优化目标函数最小值对应的乳化液粒径影响系数数组最优值X_y＝{a_y,b_y,η_y}。

进一步地，乳化液粒径影响系数数组为X＝{a,b,η}，乳化液粒径影响系数数组的最优值表示为：X_y＝{a_y,b_y,η_y}，其中，a为乳化液粒径雷诺数影响系数、b为乳化液粒径齿数影响系数、η为乳化液粒径剪切转速影响系数，a_y为乳化液粒径雷诺数影响系数的最优值，b_y为乳化液粒径齿数影响系数的最优值，η_y为乳化液粒径剪切转速影响系数的最优值。

进一步地，管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值的计算方法为：

其中，N_y为管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值。

本发明还提供了一种乳化液粒径在线控制系统，所述的控制系统包括水路输送设备和油路输送设备，所述水路输送设备包括水箱、水泵、水路流量计，所述油路输送设备包括油箱、油泵、油路流量计，所述水箱内设置去离子水，所述油箱内设置轧制油，所述的在线控制系统还包括管线式高剪切乳化机，所述水路输送设备和油路输送设备的输出管路与管线式高剪切乳化机的输入管路连通，所述管线式高剪切乳化机的输出管路用于与乳化液喷淋架连通；

所述水路输送设备包括水路三通阀和水路单向阀，所述水泵的进水端与水箱连通，所述水泵的出水端通过管路连接水路三通阀的进口，所述水路三通阀的第一出口通过水路单向阀与管线式高剪切乳化机的输入管路连通，所述水路三通阀的第二出口与水箱连通，所述水泵与水路三通阀之间的管路上设置水路流量计；

所述油路输送设备包括油路三通阀和油路单向阀，所述油泵的进油端与油箱连通，所述油泵的出油端通过管路连接油路三通阀的进口，所述油路三通阀的第一出口通过油路单向阀与管线式高剪切乳化机的输入管路连通，所述油路三通阀的第二出口与油箱连通，所述油泵与油路三通阀之间的管路上设置油路流量计。

进一步地，所述在线控制系统包括变频电机，所述变频电机驱动连接管线式高剪切乳化机，用于控制管线式高剪切乳化机的剪切转速。

本发明达到的有益效果：本发明能够根据冷轧带钢钢种规格、轧制速度所需的润滑性能，通过管线式高剪切乳化机剪切转速的调整，在线调控乳化液粒径，实现冷轧生产乳化液粒径的在线快速调控，有利于减少钢种切换所需的乳化液粒径调整时间，解决现有技术通过混合箱调整乳化液粒径较慢的问题。

附图说明

图1是现有技术的冷轧乳化液直喷系统设备组成示意图；

图2是本发明的冷轧乳化液直喷系统设备组成示意图；

图3是本发明冷轧乳化液粒径在线控制方法流程图；

图4本发明乳化液粒径影响系数数组的最优值的计算方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明的乳化液粒径在线控制系统将轧制油和水按一定的比例在管路中混合，通过管路上安装的管线式高剪切乳化机将轧制油和水进行乳化，并根据管线式高剪切乳化机的剪切转速与乳化液粒径之间的对应关系，通过变频电机在线调整管线式高剪切乳化机的剪切转速来实现对乳化液粒径的在线控制，满足现场不同钢种规格、轧制速度条件下对乳化液粒径在线调控需求。

如图2所示，本发明的冷轧乳化液粒径在线控制系统包括水路输送设备、油路输送设备和管线式高剪切乳化机，所述水路输送设备和油路输送设备的输出管路与管线式高剪切乳化机的输入管路连通，所述管线式高剪切乳化机的输出管路用于与乳化液喷淋架连通。

其中，水路输送设备包括水箱01、水泵11、水路流量计21、水路三通阀31和水路单向阀41，油路输送设备包括油箱02、油泵12、油路流量计22、油路三通阀32和油路单向阀42。

其中，水箱01用来储存配置乳化液所需的去离子水，水泵11将水箱01的去离子水输送到油水混合管路中，水路流量计21用来监控水路流量，水路三通阀31用来调整水路去向是进入后续管路或是回流至水箱，水路单向阀41用来阻止油水混合后的乳化液回流至水箱。

油箱02用来储存配置乳化液所需的去轧制油，油泵12将油箱02的轧制油输送到油水混合管路中，油路流量计31用来监控油路流量，油路三通阀31用来调整油路去向是进入后续管路或是回流至油箱，油路单向阀41用来阻止油水混合后的乳化液回流至油箱。

管线式高剪切乳化机50通过高速剪切将管路的油水混合液体乳化至所需粒径的乳化液，乳化液上喷淋架61与乳化液下喷淋架62用来将乳化液均匀地喷射在带钢70的上下表面。

现场冷轧生产过程中，根据轧制润滑所需的乳化液流量与浓度来设定水路与油路的流量，水泵11将水箱01中的去离子水按照设定的流量经由水路流量计21、水路三通阀31、水路单向阀41输送到油水混合管路中；油泵21将油箱02中的轧制油按照设定的流量经由油路流量计22、油路三通阀32、油路单向阀42输送到油水混合管路中；轧制油和水在油水混合管路中按照设定的比例混合后，在管线式高剪切乳化机50的高速剪切作用下形成一定粒径的乳化液，由乳化液下喷淋架61与乳化液上喷淋架62上安装的喷嘴均匀喷射在带钢70的上下表面，乳化液再带钢70的表面析出的润滑油膜进入轧机上工作辊81与下工作辊82之间的轧制辊缝，实现冷轧带钢的轧制润滑。

本发明所述冷轧乳化液粒径在线控制方法是根据冷轧过程的不同钢种规格、轧制速度所需的乳化液粒径，通过调节管线式高剪切乳化机的剪切转速在线控制乳化液的粒径，实现乳化液粒径的在线控制，具体如下：

A)构造乳化液粒径计算模型：

式中，d为乳化液粒径；n_s为管线式高剪切乳化机定齿组齿数；n_d为管线式高剪切乳化机动齿组齿数；N为管线式高剪切乳化机剪切转速；Re为乳化液的雷诺数；ρ为乳化液密度；D为乳化液管路直径；v为乳化液的平均流速；μ为乳化液的动力粘度；Q为乳化液流量；C为乳化液浓度；Q_O为油路流量；Q_W为水路流量；ρ_O为轧制油的密度；ρ_W为水的密度；μ_O为轧制油的动力粘度；μ_W为水的动力粘度；a为乳化液粒径雷诺数影响系数，取值范围为0.1～0.6；b为乳化液粒径齿数影响系数，取值范围为0.3～1.0；η为乳化液粒径剪切转速影响系数，取值范围为0.4～1.0。

B)收集冷轧乳化液粒径在线控制系统主要设备工艺参数，包括：管线式高剪切乳化机定齿组齿数n_s；管线式高剪切乳化机动齿组齿数n_d；轧制油的密度ρ_O；水的密度ρ_W；轧制油的动力粘度μ_O；水的动力粘度μ_W；乳化液管路直径D。

C)根据管线式高剪切乳化机粒径试验数据，采用Powell优化算法，计算乳化液粒径影响系数数组的最优值，乳化液粒径影响系数数组X＝{a,b,η}，乳化液粒径影响系数数组最优值为：X_y＝{a_y,b_y,η_y}，其中，a为乳化液粒径雷诺数影响系数、b为乳化液粒径齿数影响系数、η为乳化液粒径剪切转速影响系数。

D)将乳化液粒径影响系数数组最优值a_y、b_y、η_y代入乳化液粒径计算模型，并根据实际生产带钢所需的乳化液流量和乳化液浓度，得到实际生产所需乳化液粒径；

E)根据现场生产带钢的钢种规格与轧制速度所需的乳化液流量Q、乳化液浓度C、乳化液粒径d，计算并输出冷轧乳化液粒径在线控制系统管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值N_y。

F)根据剪切转速最优设定值控制管线式高剪切乳化机的剪切转速，实现乳化液粒径的在线控制。

其中，步骤(C)的具体过程如下：

C1)收集现场管线式高剪切乳化机M组试验数据，包括：油路流量Q_Oi；水路流量Q_Wi；管线式高剪切乳化机剪切转速N_i；乳化液粒径检测值d_mi；i为试验组数编号，其中i＝1，2，……，M；

C2)定义乳化液粒径影响系数数组X＝{a,b,η}，初始化粒径影响系数数组搜索起点X₀＝{a₀,b₀,η₀}及其搜索步长ΔX＝{Δa,Δb,Δη}；

C3)根据乳化液粒径计算模型，计算现场管线式高剪切乳化机M组试验数据对应的乳化液粒径计算值d_ci：

C4)计算乳化液粒径影响系数优化目标函数G(X)：

式中，

为权重系数，

C5)判断Powell条件是否成立？若成立，则转入步骤C6)；若不成立，则更新数组X及其搜索步长ΔX，转入步骤C3)；

C6)输出优化目标函数最小值对应的乳化液粒径影响系数数组最优值X_y＝{a_y,b_y,η_y}。

下面以某冷轧乳化液粒径在线控制系统为例，结合图3、图4，对本发明的乳化液粒径在线控制方法进行详细说明：

实施例1：

首先，在步骤A)中，构造冷轧乳化液粒径在线控制系统乳化液粒径计算模型：

随后，在步骤B)中，收集冷轧乳化液粒径在线控制系统主要设备工艺参数，包括：管线式高剪切乳化机定齿组齿数n_s＝16；管线式高剪切乳化机动齿组齿数n_d＝16；轧制油的密度ρ_O＝1.0g/cm³；水的密度ρ_W＝1.0g/cm³；轧制油的动力粘度μ_O＝25.0mPa·s；水的动力粘度μ_W＝0.5mPa·s；乳化液管路直径D＝21.5mm。

随后，在步骤C)中，根据管线式高剪切乳化机粒径试验数据，采用Powell优化算法，计算乳化液粒径雷诺数影响系数a、乳化液粒径齿数影响系数b、乳化液粒径剪切转速影响系数η的最优值，具体包括以下步骤：

首先，在步骤C1)中，收集现场管线式高剪切乳化机12组试验数据(如表1所示)，包括：油路流量Q_Oi；水路流量Q_Wi；管线式高剪切乳化机剪切转速N_i；乳化液粒径检测值d_mi；i为试验组数编号，其中i＝1，2，……，12；

表1现场管线式高剪切乳化机12组试验数据

然后，在步骤C2)中，定义乳化液粒径影响系数数组X＝{a，b，η}，初始化粒径影响系数数组搜索起点X₀＝{0.3，0.5，0.5}及其搜索步长ΔX＝{0.1，0.1，0.1}；

然后，在步骤C3)中，根据乳化液粒径计算模型，计算现场管线式高剪切乳化机12组试验数据对应的乳化液粒径计算值d_ci：

然后，在步骤C4)中，计算乳化液粒径影响系数优化目标函数G(X)：

式中，

为权重系数，选取

然后，在步骤C5)中，判断Powell条件是否成立？若成立，则转入步骤C6)；若不成立，则更新数组X及其搜索步长ΔX，转入步骤C3)；

然后，在步骤C6)中，输出优化目标函数最小值对应的乳化液粒径影响系数数组最优值X_y＝{a_y，b_y，η_y}＝{0.248，0.878，0.854}。

然后，在步骤D)中，将乳化液粒径影响系数数组最优值a_y、b_y、η_y代入乳化液粒径计算模型：

最后，在步骤E)中，根据现场生产带钢的钢种规格与轧制速度所需的乳化液流量Q、乳化液浓度C、乳化液粒径d，计算并输出冷轧乳化液粒径在线控制系统管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值N_y(现场典型规格钢种与轧制速度所需粒径对应最优剪切转速设定值如表2所示)：

表2现场典型规格钢种与轧制速度所需粒径对应最优剪切转速设定值

实施例2：

首先，在步骤A)中，构造冷轧乳化液粒径在线控制系统乳化液粒径计算模型：

随后，在步骤B)中，收集冷轧乳化液粒径在线控制系统主要设备工艺参数，包括：管线式高剪切乳化机定齿组齿数n_s＝12；管线式高剪切乳化机动齿组齿数n_d＝12；轧制油的密度ρ_O＝1.0g/cm³；水的密度ρ_W＝1.0g/cm³；轧制油的动力粘度μ_O＝20.0mPa·s；水的动力粘度μ_W＝0.5mPa·s；乳化液管路直径D＝15.0mm。

随后，在步骤C)中，根据管线式高剪切乳化机粒径试验数据，采用Powell优化算法，计算乳化液粒径雷诺数影响系数a、乳化液粒径齿数影响系数b、乳化液粒径剪切转速影响系数η的最优值，具体包括以下步骤：

首先，在步骤C1)中，收集现场管线式高剪切乳化机15组试验数据(如表3所示)，包括：油路流量Q_Oi；水路流量Q_Wi；管线式高剪切乳化机剪切转速N_i；乳化液粒径检测值d_mi；i为试验组数编号，其中i＝1，2，……，15；

表3现场管线式高剪切乳化机15组试验数据

然后，在步骤C2)中，定义乳化液粒径影响系数数组X＝{a，b，η}，初始化粒径影响系数数组搜索起点X₀＝{0.3，0.5，0.5}及其搜索步长ΔX＝{0.1，0.1，0.1}；

然后，在步骤C3)中，根据乳化液粒径计算模型，计算现场管线式高剪切乳化机12组试验数据对应的乳化液粒径计算值d_ci：

然后，在步骤C4)中，计算乳化液粒径影响系数优化目标函数G(X)：

式中，

为权重系数，选取

然后，在步骤C5)中，判断Powell条件是否成立？若成立，则转入步骤C6)；若不成立，则更新数组X及其搜索步长ΔX，转入步骤C3)；

然后，在步骤C6)中，输出优化目标函数最小值对应的乳化液粒径影响系数数组最优值X_y＝{a_y,b_y,η_y}＝{0.271,0.859,0.816}。

然后，在步骤D)中，将乳化液粒径影响系数数组最优值a_y、b_y、η_y代入乳化液粒径计算模型：

最后，在步骤E)中，根据现场生产带钢的钢种规格与轧制速度所需的乳化液流量Q、乳化液浓度C、乳化液粒径d，计算并输出冷轧乳化液粒径在线控制系统管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值N_y(现场典型规格钢种与轧制速度所需粒径对应最优剪切转速设定值如表4所示)：

表4现场典型规格钢种与轧制速度所需粒径对应最优剪切转速设定值

Claims (5)

1.一种冷轧乳化液粒径在线控制方法，其特征在于：所述冷轧乳化液粒径在线控制方法在乳化液输送管路上设置管线式高剪切乳化机，所述管线式高剪切乳化机将轧制油和水进行乳化，并根据管线式高剪切乳化机的剪切转速与乳化液粒径之间的对应关系，通过调整管线式高剪切乳化机的剪切转速来实现对乳化液粒径的在线控制；

所述乳化液粒径的在线控制方法的具体步骤如下：

A)构造冷轧乳化液粒径计算模型；

B)收集冷轧乳化液粒径在线控制的主要工艺参数，包括：管线式高剪切乳化机定齿组齿数n_s；管线式高剪切乳化机动齿组齿数n_d；轧制油的密度ρ_O；水的密度ρ_W；轧制油的动力粘度μ_O；水的动力粘度μ_W；乳化液管路直径D；

C)根据管线式高剪切乳化机粒径试验数据，采用Powell优化算法，计算乳化液粒径影响系数数组的最优值；

D)将步骤(C)得到的乳化液粒径影响系数数组的最优值代入乳化液粒径计算模型，并根据实际生产带钢所需的乳化液流量和乳化液浓度，得到实际生产所需乳化液粒径；

E)根据实际生产带钢所需的乳化液流量、乳化液浓度以及乳化液粒径，计算并输出管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值；

F)根据剪切转速最优设定值控制管线式高剪切乳化机的剪切转速，实现乳化液粒径的在线控制。

2.根据权利要求1所述的冷轧乳化液粒径在线控制方法，其特征在于：冷轧乳化液粒径计算模型为：

式中，d为乳化液粒径；n_s为管线式高剪切乳化机定齿组齿数；n_d为管线式高剪切乳化机动齿组齿数；N为管线式高剪切乳化机剪切转速；Re为乳化液的雷诺数；ρ为乳化液密度；D为乳化液管路直径；v为乳化液的平均流速；μ为乳化液的动力粘度；Q为乳化液流量；C为乳化液浓度；Q_O为油路流量；Q_W为水路流量；ρ_O为轧制油的密度；ρ_W为水的密度；μ_O为轧制油的动力粘度；μ_W为水的动力粘度；a为乳化液粒径雷诺数影响系数，取值范围为0.1～0.6；b为乳化液粒径齿数影响系数，取值范围为0.3～1.0；η为乳化液粒径剪切转速影响系数，取值范围为0.4～1.0。

3.根据权利要求2所述的冷轧乳化液粒径在线控制方法，其特征在于：所述步骤(C)具体包括以下步骤：

C1)收集现场管线式高剪切乳化机M组试验数据，包括：油路流量Q_Oi；水路流量Q_Wi；管线式高剪切乳化机剪切转速N_i；乳化液粒径检测值d_mi；i为试验组数编号，其中i＝1，2，……，M；

C2)定义乳化液粒径影响系数数组X＝{a,b，η}，初始化粒径影响系数数组X₀＝{a₀，b₀，η₀}及其搜索步长ΔX＝{Δa，Δb，Δη}；

C3)根据乳化液粒径计算模型，计算现场管线式高剪切乳化机M组试验数据对应的乳化液粒径计算值d_ci：

C4)计算乳化液粒径影响系数优化目标函数G(X)：

式中，

为权重系数，

C5)判断优化目标函数的Powell条件是否成立，若成立，则转入步骤C6)；若不成立，则更新数组X及其搜索步长ΔX，转入步骤C3)；

C6)输出优化目标函数最小值对应的乳化液粒径影响系数数组最优值X_y＝{a_y，b_y，η_y}。

4.根据权利要求3所述的冷轧乳化液粒径在线控制方法，其特征在于：乳化液粒径影响系数数组为X＝{a，b，η}，乳化液粒径影响系数数组的最优值表示为：X_y＝{a_y，b_y，η_y}；

其中，a为乳化液粒径雷诺数影响系数；b为乳化液粒径齿数影响系数；η为乳化液粒径剪切转速影响系数；a_y为乳化液粒径雷诺数影响系数的最优值；b_y为乳化液粒径齿数影响系数的最优值；η_y为乳化液粒径剪切转速影响系数的最优值。

5.根据权利要求4所述的冷轧乳化液粒径在线控制方法，其特征在于：管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值的计算方法为：

其中，N_y为管线式高剪切乳化机剪切转速最优设定值。

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