一種熱鍍鋅光整機板面質(zhì)量控制參數(shù)綜合優(yōu)化設(shè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱鍍鋅技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種熱鍍鋅光整機板面質(zhì)量控制參數(shù)綜合優(yōu) 化設(shè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，在熱鍍鋅板的生產(chǎn)過程中，有很多不確定的因素會造成鍍層高低起伏、氧化 膜厚度不同、鋅花大小以及鍍層厚度分布不均等缺陷，對于小鋅花特別是無鋅花產(chǎn)品時這 些缺陷會造成光的折射差異，表現(xiàn)為無鋅花鍍層表面的色差。為此，在鍍鋅線工藝段后往往 設(shè)有光整機，通過光整使鍍鋅板具有滿足要求的板面粗糙度且分布均勻，以消除色差并提 高涂裝附著性。另外，在熱鍍鋅板的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)邊部過厚的現(xiàn)象，特別是對于 薄規(guī)格厚鍍層的熱鍍鋅帶鋼而言，這種現(xiàn)象尤為明顯。如果該厚度差不能在光整過程中加 以消除，就會導(dǎo)致鍍鋅板在卷曲過程中形成喇叭卷缺陷，影響熱鍍鋅帶鋼的使用。
[0003] 對于熱鍍鋅光整機而言，除了具備改善板面粗糙度和和厚度分布的功能外，還具 有提高鋅層穩(wěn)定性與鋅花均勻性、增強鋅層附著力和初步改善鍍鋅板板形的功能。因此，如 何通過優(yōu)化光整機的乳制工藝參數(shù)，使之對出口帶鋼的表面粗糙度、出口的厚度分布、鋅層 穩(wěn)定性和鋅花均勻性以及成品帶鋼的板形加以控制就成為現(xiàn)場技術(shù)攻關(guān)的焦點。在公開 號為CN1923390A的專利申請"熱鍍鋅平整機輥型曲線設(shè)計方法"中提出了一種同時兼顧板 形、鋅層穩(wěn)定性和均勻性的平整機輥型曲線的設(shè)計方法，但是該發(fā)明主要是從輥型曲線優(yōu) 化的角度出發(fā)，沒有考慮乳制工藝參數(shù)的影響，同時也不能根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行在線調(diào) 整。在公開號為CN101507975A的專利申請"雙機架UCM平整機組帶鋼表面色差缺陷綜合治 理方法"中提出了一種表面色差缺陷的綜合治理方法，但是僅僅考慮了色差缺陷的防治，且 主要針對雙機架平整機組，不適用于熱鍍鋅生產(chǎn)線。為此，在大量的理論研究和現(xiàn)場實踐的 基礎(chǔ)上，提出一種適合于熱鍍鋅光整機的板面質(zhì)量控制參數(shù)綜合優(yōu)化設(shè)定技術(shù)，通過對乳 制參數(shù)的優(yōu)化設(shè)定，實現(xiàn)對鍍鋅板表面質(zhì)量的綜合控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種熱鍍鋅光整機板面質(zhì)量控制參數(shù)綜合優(yōu)化設(shè)定技術(shù)，其目的在于 通過對熱鍍鋅生產(chǎn)線光整機乳制工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)定，而對鍍鋅板生產(chǎn)過程中的色差缺 陷、喇叭口缺陷、帶鋼的出口板形以及鋅層穩(wěn)定性和鋅花均勻性進行綜合控制，改善鍍鋅板 的板面質(zhì)量和使用性能，提高成材率。
[0005] 本發(fā)明的具體方案是：一種熱鍍鋅光整機板面質(zhì)量控制參數(shù)綜合優(yōu)化設(shè)定技術(shù)， 其特征是：包括以下由計算機執(zhí)行的步驟：
[0006] (1)收集熱鍍鋅板生產(chǎn)過程中所涉及到的光整機的設(shè)備參數(shù)、待光整的熱鍍鋅板 的規(guī)格特征與工藝參數(shù)、換輯后乳輯的設(shè)備參數(shù)；
[0007] 光整機的設(shè)備參數(shù)包括：光整機許可最大乳制壓力設(shè)定值P_、入口張力許可最小 值TQ_、入口張力許可最大值TQ_、出口張力許可最小值1\_、出口張力許可最大值、工 作輥輥身長度Lw、工作輥直徑Dw、工作輥輥型分布△DW1、支承輥輥身長度長度Lb、支承輥直 徑Db、支撐輥輥型分布ADbl、支承輥傳動側(cè)與工作側(cè)壓下螺絲中心距l(xiāng)b、工作輥傳動側(cè)與工 作側(cè)彎輥液壓缸中心距l(xiāng)w、工作輥最大正彎輥力、最大負彎輥力X?-;
[0008] 待光整的熱鍍鋅板的規(guī)格特征與工藝參數(shù)包括：鍍鋅基板退火后的變形抗力 σs。、加工硬化系數(shù)ks、帶鋼的寬度B、鍍鋅板的來料厚度h。、鍍鋅板的來料厚度分布l·^、 光整機出口速度v、來料板形取樣長度L、來料板形的長度橫向分布值Q、許可最小伸長率 ε_、許可最大伸長率ε_、原始板面粗糙度、許可最大乳制壓力不均勻度系數(shù)kq、許可 最大張力不均勻度系數(shù)~、許可最大粗糙度不均勻度系數(shù)kRa、許可最大厚度不均勻度系數(shù) %,
[0009] 換輥后乳輥的設(shè)備參數(shù)包括：工作輥換輥時原始表面粗糙度換輥后當(dāng) 前卷乳制前X卷不同規(guī)格帶鋼的寬度Βχ,[X=(1, 2,…，X)]、各卷帶鋼的長度lx,[X= (1,2, ...，Χ)];
[0010] (2)定義優(yōu)化過程中所涉及到的過程變量，包括工作輥沿輥身分段數(shù)Ν(Ν為奇 數(shù)）、工作輥各段寬度ΑX、帶鋼沿寬度方向分段數(shù)Μ、過程參數(shù)m，η、第X卷帶鋼乳制時對 第j段工作輥的乳制公里數(shù)Uχ、工作輥各段總的乳制公里數(shù)lg.P工作輥各段表面粗糙度 >摩擦系數(shù)^、成品帶鋼的表面粗糙度伸長率設(shè)定值ε、入口張力設(shè)定值T。、出口 張力設(shè)定值、工作輥彎輥力設(shè)定值Sw、出口厚度分布hH、出口張力分布σΗ、乳制壓力分 布Qi;
[0011] (3)對工作輥和待乳帶鋼進行單元劃分，包括將工作輥沿輥身長度方向劃分為N

等分，并計算出工作輥輥各段寬度 待乳制帶鋼沿寬度方向分段數(shù) .、
[0012] (4)在實際生產(chǎn)過程中，一個換輥周期內(nèi)會生產(chǎn)多種不同規(guī)格的帶鋼，而帶鋼寬度 不一必然會導(dǎo)致工作輥各段乳制公里數(shù)不一，在原始輥面粗糙度一樣的情況下，必然導(dǎo)致 在乳制當(dāng)前卷帶鋼時，沿工作輯軸向輯面粗糙度不一，為此計算工作輯輯面沿軸向方向的 粗糙度分布，包括以下步驟：
[0013] a.計算出當(dāng)前卷乳制前，工作輥各段的乳制公里數(shù)

[0014] b.在乳制過程中，工作輥輥面粗糙度隨乳制過程的進行，粗糙度逐漸衰減，由此根 據(jù)乳輥表面粗糙度與乳輥原始粗糙度、乳制公里數(shù)之間的定量關(guān)系，計算出當(dāng)前卷乳制時 工作輥各段的輥面粗糙度其中ω為與機組特性相關(guān)的模型系數(shù)，ω= 0. 001 ~0. 009 ;
[0015] (5)根據(jù)光整乳制工藝模型可以知道，在乳制參數(shù)和工藝潤滑制度一定的情況下， 乳制過程中的摩擦系數(shù)與工作輥輥面粗糙度存在一一對應(yīng)的關(guān)系，基于此可通過采集多個 同規(guī)格帶鋼乳制時的乳制工藝參數(shù)，根據(jù)乳制壓力的計算模型對摩擦系數(shù)進行返算，建立 該工況下，工作輥輥面摩擦系數(shù)與粗糙度的模型，然后用樣本中的參數(shù)對該模型采用高次
其中μ為摩擦系數(shù)，Ra為輥面粗糙度，c為 多項式擬合次數(shù)，α。為擬合系數(shù)；
[0016] (6)在其它工藝參數(shù)不變的情況下，根據(jù)工作輥輥面摩擦系數(shù)與粗糙度間的模型 和當(dāng)前卷帶鋼乳制時工作輥各段的輥面粗糙度，計算當(dāng)前卷帶鋼乳制時沿帶鋼寬度方向各
^為工作輥各段表面粗糙度，其中j= ,：'1 n-m+i，n,m為帶鋼單元劃分過程參數(shù)；
[0017] (7)對光整機前后張力、工作輥的彎輥力以及光整機的伸長率這些乳制 工藝參數(shù)設(shè)定初始值V= (T。，1\，Sw，ε)，其中T-彡T。彡T。_、KTATlniax、 ?跳 、￡min<ε<εmax;
[0018] (8)根據(jù)成品帶鋼表面粗糙度預(yù)報模型，計算當(dāng)前工況下成品帶鋼各段的表面粗 糙度，計算模型為：
ah，ah，為乳輥對粗糙度的入口厚度影響系數(shù)，βh為帶鋼對粗糙度的入口厚度影響系數(shù)，ak，為帶鋼的材質(zhì)影響系數(shù)，αΕ，βE為中伸長率率影響系數(shù)，nd112為光整機特性影 響參數(shù)；
[0020] (9)為防止成品帶鋼的色差缺陷，需要保證面粗糙度與最小板面粗糙 度差值需在許可范圍內(nèi)，即判斷成品帶鋼的表面粗糙度是否滿足約束條件：
若滿足約束條件，則轉(zhuǎn)入下一步，若不滿足約束條件，則改變步 驟（7)所設(shè)定的初始值，轉(zhuǎn)入步驟（8)重新計算；
[0021] (10)以工作輥彎輥力sw、入口張力設(shè)定值T。、出口張力設(shè)定值1\、工作輥各段的摩 擦系數(shù)^、入口厚度分布hw、伸長率為εi等為初始條件，并根基四輥光整機輥系的彈性變 形模型，計算當(dāng)前工況下成品帶鋼的出口厚度分布hH、出口張力分布〇 H和乳制壓力分布
[0022] (11)對于一般的鍍鋅機組來說，在光整機后一般設(shè)有拉矯機用于改善成品帶鋼的 板形，但拉矯機改善板形的能力是有限的，如果光整機的出口板形超出了拉矯機