[發明專利]二次冷軋機組以油耗控制為目標的乳化液工藝優化方法

有效

• 申請號: 201710777359.3
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107520253B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 白振華;李秀軍;崔亞亞;崔熙穎;蔣青林;姜明光
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00;B21B45/02
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

一種二次冷軋機組以油耗控制為目標的乳化液工藝優化方法，它包括以下由計算機執行的步驟：(A)收集二次冷軋機組主要設備工藝參數、潤滑特性參數、摩擦特性參數；(B)收集二次冷軋機組待生產帶鋼的預設定工藝參數；(C)計算要達到軋制壓力目標值P_t所需要的摩擦系數目標值μ_t；(D)計算要達到摩擦系數目標值μ_t所需要的變形區油膜厚度目標值ξ_t；(E)計算要達到變形區油膜厚度目標值ξ_t所需要的析出油膜厚度目標值ξ_pt；(F)計算二次冷軋機組滿足潤滑性能要求且油耗最小的乳化液流量與濃度的最優組合(Q_y,C_y)。本發明通過綜合優化乳化液濃度與流量，實現軋制油的最小消耗，降低二次冷軋機組現場生產成本及乳化液污水處理成本。

技術領域

本發明屬于冷軋技術領域，特別涉及一種二次冷軋過程中乳化液工藝的優化方法。

背景技術

二次冷軋是在一次冷軋及退火之后，將帶鋼進一步壓下減薄，以提高材料的硬度和強度。在二次冷軋機組的生產過程中，帶鋼在第一機架進行軋制壓下，實現帶鋼的厚度減薄，滿足產品的厚度要求，在第二機架進行平整，實現帶鋼板形、表面粗糙度的控制，保證最終的產品質量。二次冷軋機組第一機架入口側采用直噴系統向帶鋼表面噴淋一定流量與濃度的乳化液進行軋制潤滑，并在第一機架出口側配置專門的軋輥冷卻噴淋裝置對軋輥進行冷卻。乳化液通過噴嘴噴射在帶鋼表面，并在帶鋼運行到輥縫之前析出一定厚度的油膜，保證軋制的潤滑性。二次冷軋機組直噴系統噴射出的乳化液將直接排放，不會循環使用，乳化液潤滑性能較好，且無雜油、雜質摻入，適用于厚度薄、強度高、表面質量要求高的冷軋帶鋼生產，與此同時，軋制油的消耗量較大，增加冷軋帶鋼生產與污水處理成本。

在二次冷軋機組的生產過程中，乳化液的濃度與流量是影響軋制潤滑性能的關鍵工藝參數。其中，隨著乳化液濃度的升高，單位體積乳化液中含油量增加，使得帶鋼表面所析出的油膜厚度增加，軋制潤滑性能得到提高；隨著乳化液流量的增加，單位面積帶鋼上所噴射的乳化液量增多，使得帶鋼表面所析出的油膜厚度增加，軋制潤滑性能得到提高。但是，乳化液濃度、流量的增加與帶鋼表面析出油膜厚度并非簡單的線性關系，隨著乳化液濃度、流量的增加，帶鋼表面析出油膜厚度增速放緩。這樣，二次冷軋生產過程中乳化液濃度與流量的設定是否合理，將會直接影響到軋制生產的正常進行與軋制油耗水平。以往，二次冷軋生產過程中乳化液濃度與流量的設定主要考慮的是其潤滑性能的影響，沒有考慮對軋制油的消耗量指標的控制，這就導致在滿足潤滑性能的條件下，乳化液的濃度與流量控制范圍還不夠精確，造成了軋制油的浪費。這樣，通過合理的設定乳化液的濃度與流量，在保證二次冷軋機組潤滑性能的前提下實現軋制油的最小消耗量，對于二次冷軋機組生產成本的降低具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠實現軋制油的最小消耗、降低二次冷軋生產成本及乳化液污水處理成本的二次冷軋機組以油耗控制為目標的乳化液工藝優化方法。本發明主要是綜合考慮二次冷軋機組乳化液濃度、流量與軋制潤滑性能以及軋制油消耗的關系，在確定乳化液濃度、流量與帶鋼表面析出油膜厚度的對應關系的基礎上，在保證二次冷軋機組潤滑性能的前提下，通過優化乳化液濃度與流量，實現軋制油消耗量最小，為二次冷軋機組直噴系統乳化液濃度與流量的綜合優化控制提供了有效的技術保障。

本發明包括以下由計算機執行的步驟：

(A)收集二次冷軋機組主要設備工藝參數、潤滑特性參數、摩擦特性參數，包括：工作輥半徑R、工作輥彈性模量E、工作輥泊松比ν、乳化液噴嘴到軋機輥縫距離L、軋制油動力粘度η₀、壓力粘度系數θ、乳化液濃度析出效率時間影響系數λ_t、乳化液濃度析出效率濃度影響系數λ_C、乳化液流量剩余效率時間影響系數δ_t、乳化液流量剩余效率流量影響系數δ_Q、液體潤滑摩擦影響系數a、邊界潤滑摩擦影響系數b、摩擦系數衰減指數B_ξ。