適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法技術

本發明專利技術公開了一種適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法，包括以下步驟：步驟1，收集并定義相關計算參數；步驟2，給定各機架軋機軋輥原始表面粗糙度的設定初始值；步驟3，循環計算各機架的拉毛綜合指標；步驟4，計算目標函數；步驟5，判斷Powell條件是否成立，若否，則進入步驟6；若是，則進入步驟7；步驟6，重新分配各機架軋輥表面粗糙度的初始值，并返回步驟3；步驟7，輸出最佳軋輥表面粗糙度設定值。

【技術實現步驟摘要】
適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法
本專利技術涉及冷軋方法，更具體地說，涉及一種適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法。
技術介紹
近年來，隨著用戶鍍鉻、鍍錫板使用性能的不斷提高，下游的涂鍍生產線對鍍錫基板表面質量的要求也越來越嚴格。如圖1所示，大量的現場經驗已經表明，隨著軋制速度的提高，軋輥表面產生拉毛缺陷并不斷復印于成品帶鋼表面，致使帶鋼表面產生拉毛缺陷的概率不斷增加，這給后續生產帶來了極大的困難。在查閱的相關專利中，專利《冷帶鋼連軋機軋輥工藝參數的優化控制方法》(申請號：CN200410015885.9)，是通過研究包括粗糙度在內的軋輥工藝參數優化對打滑和熱滑傷進行防治。專利《冷連軋機組以拉毛防治為目標的軋制規程綜合優化方法》(申請號：CN201310562412.X)是通過對軋制規程的優化來防治拉毛。專利《冷連軋機組以拉毛防治為目標的工藝潤滑制度優化方法》(申請號：CN201310562473.6)，是通過對工藝潤滑制度的優化來防治拉毛。根據現場實際經驗，拉毛缺陷發生的概率除了與軋制規程和工藝潤滑制度的設定有關外，還與軋輥的表面粗糙度密切相關。在軋制過程中，當含有鐵粉的乳化液噴淋在軋輥和輥縫入口處時，部分鐵粉(尤其是與油滴結合的皂化鐵粉)會隨軋制油顆粒吸附在軋輥和帶材表面。由于軋輥處于旋轉運動狀態，所以其表面的鐵粉與軋制油會在一段時間內逐漸增多，最終在軋輥表面形成一層鐵粉濃度很高的油膜層。另外，如圖2所示，隨著軋制過程的進行，軋輥1表面部分位置處的鐵粉在與帶材4之間滑動摩擦力阻礙下與軋輥1表面分離，分離后的鐵粉會在輥縫入口處附近迅速堆積，并不斷“刮”取其后位置處的鐵粉。如圖3a所示，當軋輥1表面粗糙度較大的時候，此時形成的鐵粉顆粒很容易依附于軋輥1的表面，不會在潤滑油膜2中繼續生長而形成大顆粒的鐵粉團3。如圖3b所示，而當軋制表面粗糙度較小的時候，軋輥1對鐵粉顆粒的吸附力逐漸變小，此時的鐵粉顆粒會在油膜2中不斷堆積形成大的鐵粉顆粒，使得拉毛缺陷發生的概率大大增加。在軋制公里數已知的情況下，軋輥1的實時表面粗糙度僅僅只與原始粗糙度有關，也就是說軋制原始粗糙度值極大的影響著高速軋制過程中拉毛缺陷的發生概率。這樣如何合理的設定軋輥1表面粗糙度，減少拉毛缺陷發生的概率就成為現場技術攻關的焦點。除此之外，成品帶材4的表面粗糙度也取決于軋輥1的輥面粗糙度，不同需求的用戶對帶材4的表面粗糙度有不同的要求。
技術實現思路
針對現有技術中存在的軋制過程中的拉毛缺陷的問題，本專利技術的目的是提供一種適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法，包括以下步驟：步驟1，收集并定義相關計算參數；步驟2，給定各機架軋機軋輥原始表面粗糙度的設定初始值；步驟3，循環計算各機架的拉毛綜合指標；步驟4，計算目標函數；步驟5，判斷Powell條件是否成立？若否，則進入步驟6；若是，則進入步驟7；步驟6，重新分配各機架軋輥表面粗糙度的初始值，并返回步驟3；步驟7，輸出最佳軋輥表面粗糙度設定值。根據本專利技術的一實施例，步驟1包括：步驟1.1，收集機組的主要設備與工藝參數；步驟1.2，定義計算過程中所涉及到的相關過程參數；步驟1.3，計算各機架工作輥彎輥力和竄輥量。根據本專利技術的一實施例，步驟1.1包括：步驟1.1.1，收集五機架冷連軋機組的主要設備參數；步驟1.1.2，收集五機架冷連軋機組的工藝特征參數；步驟1.1.3，收集多個典型規格產品的主要軋制工藝參數；步驟1.1.4，收集多個典型規格產品的工藝潤滑制度參數。根據本專利技術的一實施例，步驟3包括：步驟3.1，定義代表不同規格產品的過程變量；步驟3.2，計算典型規格產品時的摩擦系數；步驟3.3，計算軋制壓力、軋制功率、打滑因子；步驟3.4，判斷軋制壓力、軋制功率、打滑因子是否分別滿足條件？若是，則進入步驟3.5；若否，則進入步驟6；步驟3.5，計算成品板形值和成品表面粗糙度；步驟3.6，判斷成品板形值和成品表面粗糙度是否分別滿足條件？若是，則進入步驟3.7；若否，則進入步驟6；步驟3.7，計算各機架的拉毛綜合指標；步驟3.8，判斷代表不同規格產品的過程變量是否滿足條件？若是，則進入步驟4；若否，則返回步驟3.2。根據本專利技術的一實施例，定義代表不同規格產品的過程變量m＝1，且步驟1.1.3和1.1.4均收集M個典型規格產品的主要軋制工藝參數和工藝潤滑制度參數。根據本專利技術的一實施例，步驟3.8的判斷條件為m≤M是否成立。根據本專利技術的一實施例，步驟3.8的判斷結果若為否，則令m＝m+1，再返回步驟3.2。在上述技術方案中，本專利技術的適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法在保證成品帶材的表面粗糙度滿足用戶要求的情況下，最大程度地減少拉毛缺陷發生的概率，提高成品帶材的表面質量。附圖說明圖1是拉毛缺陷發生時軋輥的表面示意圖圖2是高速軋制過程中輥縫入口處鐵粉團的示意圖；圖3a和3b是工作輥粗糙度較大和較小時變形區內鐵粉團分布示意圖；圖4是本專利技術的適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法的總體流程圖；圖5是圖4的詳細分解流程圖；圖6是圖5中步驟1.1的流程圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例進一步說明本專利技術的技術方案。為了實現上述專利技術目的，如圖4和圖5所示，本專利技術采用以下技術方案：S1：收集并定義相關計算參數。該步驟可以進一步分解為：S1.1：收集五機架冷連軋機組的主要設備與工藝參數，主要包括以下步驟，如圖6所示：S1.1.1：收集五機架冷連軋機組的主要設備參數，主要包括：1-5#機架工作輥輥徑Dwi(i為機架號，且i＝1,2,…5)、1-5#機架支撐輥輥徑Dbi、1-5#機架工作輥輥型分布ΔDwij(j為條元數)、1-5#機架支撐輥輥型分布ΔDbij、1-5#機架工作輥輥身長度Lwi、1-5#機架支撐輥輥身長度Lbi、1-5#機架工作輥彎輥缸中心距lwi、1-5#機架支撐輥壓下螺絲中心距lbi、1-5#機架工作輥最大正彎輥力1-5#機架工作輥最大負彎輥力S1.1.2：收集五機架冷連軋機組的工藝特征參數，主要包括：1-5#機架許可最大軋制壓力Pmaxi、1-5#機架許可最大軋制功率Fmaxi、安全系數ξ；S1.1.3：收集五機架冷連軋機組經常生產M(M為機組經常生產的不同產品規格總數)種典型規格的主要軋制工藝參數，主要包括帶材的初始強度σms0,m＝1,2,…,M、加工硬化系數kms、帶材的寬度Bm、各機架軋機的入口厚度hmi-1、各機架軋機的出口厚度hmi、各機架軋機的入口張力Tmi-1、各機架軋機的出口張力Tmi、成品帶材所許可的最大板形值成品帶材的目標表面粗糙度成品帶材表面粗糙許可最大偏差工作輥的軋制公里數Lmi、臨界打滑因子S1.1.4：收集M種典型規格產品生產過程中對應主要工藝潤滑制度參數，主要包括各機架乳化液流量設定值flowmi、乳化液初始溫度Tmd、乳化液濃度Cm、乳化液鐵粉含量S1.2：定義軋制規程優化過程中所涉及到的過程參數，主要包括各機架工作輥的彎輥力Si、各機架工作輥的竄輥量δi、1-5#機架的軋制壓力Pmi、1-5#機架的軋制功率Fmi、1-5#機架本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，收集并定義相關計算參數；步驟2，給定各機架軋機軋輥原始表面粗糙度的設定初始值；步驟3，循環計算各機架的拉毛綜合指標；步驟4，計算目標函數；步驟5，判斷Powell條件是否成立？若否，則進入步驟6；若是，則進入步驟7；步驟6，重新分配各機架軋輥表面粗糙度的初始值，并返回步驟3；步驟7，輸出最佳軋輥表面粗糙度設定值。

【技術特征摘要】
1.一種適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，收集并定義相關計算參數；步驟2，給定各機架軋機軋輥原始表面粗糙度的設定初始值；步驟3，循環計算各機架的拉毛綜合指標；步驟4，計算目標函數；步驟5，判斷Powell條件是否成立？若否，則進入步驟6；若是，則進入步驟7；步驟6，重新分配各機架軋輥表面粗糙度的初始值，并返回步驟3；步驟7，輸出最佳軋輥表面粗糙度設定值。2.如權利要求1所述的適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法，其特征在于，步驟1包括：步驟1.1，收集機組的主要設備與工藝參數；步驟1.2，定義計算過程中所涉及到的相關過程參數；步驟1.3，計算各機架工作輥彎輥力和竄輥量。3.如權利要求2所述的適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法，其特征在于，步驟1.1包括：步驟1.1.1，收集五機架冷連軋機組的主要設備參數；步驟1.1.2，收集五機架冷連軋機組的工藝特征參數；步驟1.1.3，收集多個典型規格產品的主要軋制工藝參數；步驟1.1.4，收集多個典型規格產品的工藝潤滑制度參數。4.如權利要求1所述的適合于冷連軋過程的軋輥表面粗糙度優化配輥方法，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚壽軍，程其華，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31