CN111872131B - 动态调整冷连轧机乳化液流量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种动态调整冷连轧机乳化液流量的方法,涉及冶金技术领域。它包括运用热平衡原理,通过公式推导,构造出轧制速度与乳化液流量函数,利用构造出的轧制速度与乳化液流量函数根据轧制速度对乳化液流量进行控制。本发明通过推导出乳化液流量和轧机主电机转速间的关系,实现乳化液跟随轧制速度动态调整的功能,较好的解决了原系统存在的乳化液溢出和测厚仪测量不准的问题,开发成本低,运行维护方便,使工序消耗明显降低,成材率和产品质量有了质的提升,为冷轧生产经营带来了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,尤其是一种动态调整冷连轧机乳化液流量的方法。
背景技术
冷轧带钢在轧制过程中,乳化液作为轧制润滑和冷却的介质在轧钢过程中起着非常重要的作用。冷轧带钢是在常温下生产的,变形量平均在70%左右,轧制速度在700m/min以上。高变形量与高变形速率造成大量轧制热的产生,且冷轧工作辊回火温度在150~200℃之间。乳化液一要带走这些轧制热量,二要避免带钢表面出现缺陷和轧辊产生回火。因此,保持乳化液喷射流量的精确至关重要。一般乳化液系统有恒压变流、变流变压和恒流变压等三种供乳泵工作类型。其中的恒压变流系统,其主管路中无旁通调压管路,主要依靠主管路中安装的调节阀和变频电机对流量和压力进行控制,在实际生产运行中,存在以下问题:
(1)由于调节阀维护起来较困难,大部分情况下主管路上的调节阀当成开关阀来使用,供乳系统一直以最大的流量供轧制使用;
(2)5#机架存在乳化液流量过大现象,造成吹扫系统负荷大和吹扫用气量较大,且一旦吹扫效果不好,退火后就会产生乳化液斑迹,影响产品质量;
(3)乳化液过供,在轧机慢速和停机时候,乳化液大量外溢到排污沟,造成大量浪费,而且带钢头尾段由于是慢速轧制阶段,造成有乳化液斑缺陷,这些带钢要在后道工序被切除作为尾卷处理,减低了机组成材率;
(4)高速轧制时,测厚仪会带钢上的较大乳化液干扰,影响测量的精准性,造成产品厚度偏差。
解决以上问题,对供乳系统工作类型进行改造完善非常有必要。
发明内容
本发明提供一种动态调整冷连轧机乳化液流量的方法,解决了现有冷连轧机乳化液流量控制不精准或控制系统过于复杂维护困难运行不佳,影响产品质量的问题。
为了解决上述问题,本发明采用的技术方案是:
它包括以下步骤:
A.运用热平衡原理,通过公式推导,构造出轧制速度与乳化液流量函数;其中,具体的公式推导过程如下:
①系统所需乳化液的乳化液流量值f的计算公式为:
其中,f——乳化液的流量,L/min;
△t——乳化液的温升,℃;
Cs——钢的比热,heal/kg·℃;
rs——钢的比重,kg/m3;
Q——消耗功率所产生的热量,kcal/min;
②消耗功率所产生的热量Q的计算公式为:
其中,N——轧制过程中消耗的功率;
③轧制过程中消耗的功率N的计算公式为:
其中,Nr——主电机消耗的功率,kw;
NT——张力功率,kw;
④张力功率NT的计算公式为:
其中,Tb、Tf——带钢的后张力、前张力,kN;
V——带钢的出口速度,m/s;
⑤主电机力矩的计算公式Mr为:
其中,Mr——主电机力矩,kN·m;
Mp——轧机力矩,kN·m,轧机力乘以力臂进行计算;
Mu——摩擦力矩,kN·m;
Md——动力力矩,kN·m;
Mx——空转力矩,kN·m;
I——主传动比;
⑥主电机功率Nr的计算公式为:
其中,n——主电机的转速,r/min;
⑦将公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)代入公式(1)中,得到轧制速度与乳化液流量函数:
B.利用构造出的轧制速度与乳化液流量函数根据轧制速度对乳化液流量进行控制。
上述技术方案中,更具体的技术方案还可以是:控制乳化液流量的最大值不超过6000L/min。
进一步的,将轧制速度分为4个梯度区间,将这四个梯度区间内的最高轧制速度分别带入公式(7)计算得到的乳化液流量计算值对应作为这四个梯度区间的乳化液流量基数值,并在这些乳化液流量基数值的基础上采用不同的系数对应作为这四个梯度区间的乳化液流量,采用梯度区间控制乳化液流量。
进一步的,所述冷连轧机为五机架冷连轧机,且2号机架冷连轧机和5号机架冷连轧机的低速区间的乳化液流量均低于1号机架冷连轧机、3号机架冷连轧机以及4机架号机架冷连轧机的低速区间的乳化液流量。
进一步的,2号机架冷连轧机和5号机架冷连轧机梯度区间控制乳化液流量过程见表1:
表1梯度区间控制乳化液流量过程表
进一步的,1号机架冷连轧机、3号机架冷连轧机以及4机架号机架冷连轧机梯度区间控制乳化液流量过程见表2:
表2梯度区间控制乳化液流量过程表
由于采用了上述技术方案,本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
1.本发明通过推导出乳化液流量和轧机主电机转速间的关系,实现乳化液跟随轧制速度动态调整的功能,较好的解决了原系统存在的乳化液溢出和测厚仪测量不准的问题,开发成本低,运行维护方便,使工序消耗明显降低,成材率和产品质量有了质的提升,为冷轧生产经营带来了经济效益。
2.本发明运用热平衡原理,通过理论计算分析出轧制过程中发热量与所需乳化液流量间的关系,再找到流量和电机转速之间的关系,冷却轧制过程中所消耗功率变成的热能是耗损乳化液的主要因素,因此,本发明的理论计算只考虑消耗功率所产生的热能。
3.本发明通过将轧制速度分为4个梯度区间,不同梯度区间对应不同的乳化液流量进行控制,方便调整。
4.本发明2号机架冷连轧机低速区间设置的乳化液流量低于1号机架冷连轧机、3号机架冷连轧机以及4机架号机架冷连轧机的低速区间的乳化液流量,从而避免乳化液回流影响测厚精度。
5.本发明5号机架冷连轧机低速区间设置的乳化液流量低于1号机架冷连轧机、3号机架冷连轧机以及4机架号机架冷连轧机的低速区间的乳化液流量,从而避免乳化液多带出板面影响表面质量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述:
实施例1
本实施例以广西钢铁集团有限公司生产车间内五机架冷连轧机生产线为例,详细介绍如何动态调整冷连轧机乳化液流量的方法和效果。
它包括以下步骤:
A.运用热平衡原理,通过公式推导,构造出轧制速度与乳化液流量函数;其中,具体的公式推导过程如下:
①系统所需乳化液的乳化液流量值f的计算公式为:
其中,f——乳化液的流量,L/min;
△t——乳化液的温升,℃;
Cs——钢的比热,heal/kg·℃;
rs——钢的比重,kg/m3;
Q——消耗功率所产生的热量,kcal/min;
②消耗功率所产生的热量Q的计算公式为:
其中,N——轧制过程中消耗的功率;
③轧制过程中消耗的功率N的计算公式为:
其中,Nr——主电机消耗的功率,kw;
NT——张力功率,kw;
④张力功率NT的计算公式为:
其中,Tb、Tf——带钢的后张力、前张力,kN;
V——带钢的出口速度,m/s;
⑤主电机力矩的计算公式Mr为:
其中,Mr——主电机力矩,kN·m;
Mp——轧机力矩,kN·m,轧机力乘以力臂进行计算;
Mu——摩擦力矩,kN·m;
Md——动力力矩,kN·m;
Mx——空转力矩,kN·m;
I——主传动比;
⑥主电机功率Nr的计算公式为:
其中,n——主电机的转速,r/min;
⑦将公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)代入公式(1)中,得到轧制速度与乳化液流量函数:
B. 将轧制速度分为4个梯度区间,将这四个梯度区间内的最高轧制速度分别带入公式(7)计算得到的乳化液流量计算值对应作为这四个梯度区间的乳化液流量基数值,并在这些乳化液流量基数值的基础上采用不同的系数对应作为这四个梯度区间的乳化液流量,采用梯度区间控制乳化液流量;
轧机工作时,2号机架冷连轧机和5号机架冷连轧机按下表1进行控制乳化液流量,1号机架冷连轧机、3号机架冷连轧机以及4机架号机架冷连轧机按下表2进行控制乳化液流量:
表1梯度区间控制乳化液流量过程表
表2梯度区间控制乳化液流量过程表
同时设置有流量修正系数设定和穿带特殊情况下的流量设定界面,对各个机架冷连轧机的流量根据现场实际工况进行微调修正,这样即可以实现乳化液流量跟随轧制速度自动调整,操作工又可以根据实际情况进行修正,解决了存在的乳化液溢出和测厚仪测量不准的问题,且开发成本低,运行维护方便,使工序消耗明显降低,成材率和产品质量有了质的提升。
Claims (1)
1.一种动态调整冷连轧机乳化液流量的方法,其特征在于包括以下步骤:
A.运用热平衡原理,通过公式推导,构造出轧制速度与乳化液流量函数;其中,具体的公式推导过程如下:
①系统所需乳化液的流量f的计算公式为:
其中,f——乳化液的流量,L/min;
△t——乳化液的温升,℃;
Cs——钢的比热,heal/kg·℃;
rs——钢的比重,kg/m3;
Q——消耗功率所产生的热量,kcal/min;
②消耗功率所产生的热量Q的计算公式为:
其中,N——轧制过程中消耗的功率;
③轧制过程中消耗的功率N的计算公式为:
其中,Nr——主电机消耗的功率,kw;
NT——张力功率,kw;
④张力功率NT的计算公式为:
其中,Tb、Tf——带钢的后张力、前张力,kN;
V——带钢的出口速度,m/s;
⑤主电机力矩Mr的计算公式为:
其中,Mr——主电机力矩,kN·m;
Mp——轧机力矩,kN·m,轧机力乘以力臂进行计算;
Mu——摩擦力矩,kN·m;
Md——动力力矩,kN·m;
Mx——空转力矩,kN·m;
i——主传动比;
⑥主电机功率Nr的计算公式为:
其中,n——主电机的转速,r/min;
⑦将公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)代入公式(1)中,得到轧制速度与乳化液流量函数:
B.利用构造出的轧制速度与乳化液流量函数根据轧制速度对乳化液流量进行控制;
其中,控制乳化液流量的最大值不超过6000L/min;
将轧制速度分为4个梯度区间,将这四个梯度区间内的最高轧制速度分别带入公式(7)计算得到的乳化液流量计算值对应作为这四个梯度区间的乳化液流量基数值,并在这些乳化液流量基数值的基础上采用不同的系数对应作为这四个梯度区间的乳化液流量,采用梯度区间控制乳化液流量;
所述冷连轧机为五机架冷连轧机,且冷连轧机2号机架和冷连轧机5号机架的低速区间的乳化液流量均低于冷连轧机1号机架、冷连轧机3号机架以及冷连轧机4号机架的低速区间的乳化液流量;
冷连轧机2号机架和冷连轧机5号机架梯度区间控制乳化液流量过程见表1:
表1梯度区间控制乳化液流量过程表
冷连轧机1号机架、冷连轧机3号机架以及冷连轧机4号机架梯度区间控制乳化液流量过程见表2:
表2梯度区间控制乳化液流量过程表
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