[發(fā)明專利]冷軋過程乳化液流量與軋制速度關(guān)系曲線優(yōu)化設(shè)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710082528.1
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106909723B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白振華;王松堯;趙偉泉;李柏陽;邢雨;劉亞星
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/04;B21B37/44
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產(chǎn)權(quán)事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

1.一種冷軋過程乳化液流量與軋制速度關(guān)系曲線優(yōu)化設(shè)定方法，其特征在于：它包括以下由計算機執(zhí)行的步驟：

(a)收集冷軋機組的主要設(shè)備與工藝參數(shù)，主要包括以下步驟：

a1)收集冷軋機組的軋輥工藝參數(shù)，主要包括：工作輥半徑R、表面粗糙度Ra_r、工作輥的彈性模量E、工作輥的泊松比ν；

a2)收集冷軋機組主要軋制工藝參數(shù)，主要包括：帶材的平均變形抗力K_m、帶材的寬度B、來料的厚度h₀、壓下率ε、最大軋制速度V_max、軋制壓力設(shè)定值P、前張力和后張力σ₁、σ₀；

a3)收集工藝潤滑制度參數(shù)，主要包括：乳化液濃度C、乳化液初始溫度t₀、乳化液的粘度壓縮系數(shù)θ、以及保證噴嘴連續(xù)噴出乳化液而不滴答到帶鋼時的最小乳化液流量w₀；

a4)收集冷軋機組的工藝特征參數(shù)，主要包括：機架許可最大軋制壓力P_max、軋機工作輥最大正彎輥力軋機工作輥最大負彎輥力臨界打滑因子ψ^*、臨界熱滑傷指數(shù)安全系數(shù)ζ；

(b)定義乳化液流量優(yōu)化計算過程中所涉及到的過程參數(shù)，主要包括最佳乳化液流量系數(shù)w_1y、λ_y、乳化液流量系數(shù)w₁、λ、軋機工作輥彎輥力S_w、工作輥彈性壓扁半徑R′、優(yōu)化點數(shù)i、以及與i點對應的軋制速度V_i、乳化液流量設(shè)定值w_i、乳化液溫度T_i、乳化液動力粘度η_0i、光輥軋制時的動態(tài)油膜厚度ξ_01i、摩擦系數(shù)μ_i、軋制壓力P_i、打滑因子ψ_i、熱滑傷指數(shù)

(c)為了最大限度的提高機組對出口板形的調(diào)節(jié)能力，令軋機工作輥彎輥力

(d)給定乳化液流量系數(shù)w₁、λ的初始值X₀＝[w₁₀,λ₀]；

(e)計算與V_i相對應的乳化液流量設(shè)定值w_i＝w₀+w₁₀·tanh(λ₀V_i)，式中：n為軋制速度總的取點個數(shù)，n越大，優(yōu)化效果越好；

(f)計算當前工況下，與V_i相對應的摩擦系數(shù)μ_i，主要包括以下步驟：

f1)計算工作輥的彈性壓扁半徑

f2)計算當前工況下軋制過程的乳化液溫度T_i，其計算模型為：

式中：α_Bi為換熱系數(shù)；A為接觸面積，m²；η_p為塑性變形功轉(zhuǎn)化為熱的分配系數(shù)，取0.9；η_f為摩擦熱的分配系數(shù)，為0.32～0.6；為軋輥與軋件相對速度絕對值的平均值，若將軋件咬入處的相對速度近似為線性，則由下式表示其中，z_i＝1-(1+f_i)(1-ε)，式中的f_i、z_i和V_ri分別為前滑率、后滑率和軋輥速度；α_B0為噴嘴形狀、噴射角度影響系數(shù)；

f3)計算乳化液的動力粘度式中：a₁，b₁為表示潤滑油大氣壓力下動力粘度的參數(shù)，根據(jù)潤滑油而定；

f4)計算光輥軋制時的動態(tài)油膜厚度式中：k_c為乳化液濃度影響系數(shù)；τ_i為潤滑油膜速度影響系數(shù)，

f5)計算出當前工況下，軋制過程中的摩擦系數(shù)μ_i，其計算模型為：式中：a為液體摩擦影響系數(shù)；b為干摩擦影響系數(shù)；B_ξ為摩擦系數(shù)衰減指數(shù)；ξ₀₂為軋輥粗糙度對潤滑油膜厚度影響量，主要取決于軋輥實際粗糙度；

(g)計算當前工況下與V_i相對應的軋制壓力P_i、打滑因子ψ_i和熱滑傷指數(shù)軋制壓力式中：為強度張力規(guī)格系數(shù)為規(guī)格強度系數(shù)為規(guī)格壓下系數(shù)打滑因子熱滑傷系數(shù)式中：為臨界熱滑傷潤滑油膜厚度當量的計算函數(shù)式，m為多項式擬合次數(shù)，a_j為擬合系數(shù)，由實驗數(shù)據(jù)得出；

(h)判斷是否成立？如果不等式成立，則轉(zhuǎn)入步驟(i)；如果不等式不成立，則重新調(diào)整乳化液流量系數(shù)初始值w₁₀、λ₀，轉(zhuǎn)入步驟(e)；

(i)求解目標函數(shù)式β為加權(quán)系數(shù)，取0.35～0.60，其中代表機架軋制壓力的整體波動率，代表機架軋制壓力的最大波動率；

(j)判斷Powell條件是否成立，也就是判斷目標函數(shù)G(X)是否最小，如果Powell條件成立，則令w_1y＝w₁₀、λ_y＝λ₀，則轉(zhuǎn)入步驟(k)；否則重新調(diào)整w₁₀、λ₀，轉(zhuǎn)入步驟(e)；

(k)輸出最佳乳化液流量系數(shù)w_1y、λ_y，確定最佳乳化液流量與速度關(guān)系曲線w＝w₀+w_1y·tanh(λ_yV)，完成冷軋過程乳化液流量與軋制速度關(guān)系曲線優(yōu)化設(shè)定。