一种冷轧直喷乳化液喷淋方法
【专利摘要】本发明公开了一种冷轧直喷乳化液喷淋方法，设在带钢上表面的上喷嘴和设于带钢下表面的下喷嘴分别向带钢上表面和下表面喷淋乳化液，先将上喷嘴距离轧机中心的距离s1和上喷嘴的喷淋量F1为参照目标，然后根据参照目标来确定下喷嘴到轧机中心的最优距离s2*和下喷嘴的喷淋量F2，最后通过设置在上喷嘴和下喷嘴分支管路上的流量阀来分别控制乳化液的流量。本发明的技术方案通过模型计算和流量阀的设置使得带钢上下表面油膜厚度均等，解决了带钢下表面乳化液滴落损失而导致的润滑不足和上下表面润滑特性差异等问题，实现了上下工作辊对应轧制区域的润滑条件相同，提高轧制过程稳定性，并且改造规模小，便于现场操作使用。
【专利说明】一种冷轧直喷乳化液喷淋方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种乳化液喷淋方法，尤其涉及一种冷轧过程中的乳化液喷淋方法。【背景技术】
[0002]对于冷轧工序而言，良好的工艺润滑是确保轧制稳定性的基础。在轧制规格薄、表面质量要求高的冷轧板带时，直喷乳化液方法被广泛应用。尤其是二次冷轧领域，直喷系统中乳化液通过喷淋架上的喷嘴喷涂到带钢表面，形成均匀、厚度适中的油膜，是二次冷轧带钢生广的关键。
[0003]生产过程中，工艺润滑最重要的功能是减小变形区接触弧表面上的摩擦系数和摩擦力，降低总轧制压力和能量消耗，增大道次压下量和减小可轧厚度；同时减缓轧辊磨损，防止擦伤、改善板形和获得良好的表面质量。进行工艺润滑的乳化液整体组成是基础油和脱盐水。一般是按2.0?10.0%的基础油配兑脱盐水，外加适量的表面活性剂(润滑剂或弥散剂)形成的半稳态润滑一冷却剂，呈油水两相平衡体系。水是连续相，油是分散相。
[0004]图1显示了现有的乳化液喷淋系统。如图1所示，该系统包括乳化液罐I,泵2,3,三通阀4，机架5，6，收集槽7，8和上喷嘴9及下喷嘴10。乳化液罐I用于存储由轧制油和脱盐水配兑而成的乳化液体，乳化液罐I通过管路与三通阀3相连，通过泵2，3将乳化液从乳化液罐I输送到三通阀4 ;三通阀4通过管路与上喷嘴I和下喷嘴2相连，其可以同时控制上喷嘴I和下喷嘴2喷淋在带钢上下表面的乳化液流量；机架5，6设置在上喷嘴和下喷嘴2的下游，用来轧制带钢材料；收集槽7,8分别设置在机架5，6下方用来收集润滑滴落的乳化液。
[0005]使用该乳化液喷淋系统时，上喷嘴9和下喷嘴10喷出等量的乳化液，高速喷出的乳化液与钢板表面撞击，并发生油水分离，油滴附着在钢板接触表面上形成油膜。随后，油膜被带入了变形前区而产生油楔效应，这种油楔效应使轧辊与轧件之间的流体压力增加，平衡了外部载荷，降低了轧制总压力和摩擦磨损。其中，轧制区摩擦系数大小主要决定于构成润滑层的油膜厚度，冷轧时变形区的油膜厚度数量级在0.01?0.1 μ m之间，一般属于混合摩擦状态。
[0006]在现有的直喷系统中，一般是通过同一条管路的分支分别对钢板的上下表面进行润滑，从喷嘴中喷射出的乳化液撞击钢板上下表面后，油滴附着在带钢表面，对轧制进行润滑。理论上，在带钢上下表面喷射相同的乳化液流量就可实现均等润滑。但是，实际上，当乳化液喷淋到带钢下表面时，在重力作用下，一部分乳化液滴落损失。这就导致带钢上下表面所形成的油膜厚度不等，从而造成轧制过程中带钢上下表面摩擦系数的差异，进而引起轧制区域上下表面不均匀变形，使带钢容易出现上下翘起等问题，同时使轧制过程变得不稳定，严重影响冷轧产品质量和正常工业生产。图2就显示了采用现有乳化液喷淋系统进行喷淋润滑的带钢上、下表面油膜厚度分布曲线。从图2可以看出，代表带钢上、下表面油膜厚度的两条曲线分离，表明带钢上、下表面油膜厚度存在一定的差异。
[0007]在已有的技术中，为了克服钢板下表面油膜厚度较其上表面油膜厚度薄的问题，其中一种措施是适当增加喷淋总流量，这样下表面油膜厚度会增大，可部分缓解下表面润滑不足问题。但同时上表面油膜厚度也会增加，上下表面油膜厚度仍存在一定差异。喷淋流量过大也会造成上表面乳化液飞溅，影响带钢表面质量。另一措施是调整直喷系统中喷淋架的位置，即缩短喷淋架与轧机中心的距离来减少滴落损失，但是这样做会降低乳化液的离水展着率。[0008]此外，也有采用在带钢的下表面再增加一排乳化液喷淋架的方法，这种设置方法将乳化液喷射到下工作辊表面，希望对下表面流量进行补偿。但是，由于机架中增加了一排喷淋架，设备比较拥挤，维护困难，同时调整幅度有限。通常现场生产希望设备改造规模尽量小，同时又方便调整。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种冷轧直喷乳化液喷淋方法用来确保轧制区域钢板上下表面具有均等油膜厚度，使轧制区域具有相同的润滑条件。
[0010]为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种冷轧直喷乳化液喷淋方法，其通过设于带钢上表面的上喷嘴和设于带钢下表面的下喷嘴分别向带钢上表面和下表面喷淋乳化液，并且根据上喷嘴距离轧机中心的距离S1和上喷嘴的喷淋量F1确定下喷嘴到轧机中心的最优距离s/和下喷嘴的喷淋量F2，包括下列步骤:
[0011](I)按照下述步骤确定下喷嘴到轧机中心的最优距离s/:
[0012](a)收集上喷嘴到轧机中心的距离S1 ；
[0013](b)设定下喷嘴到轧机中心的距离S2的取值范围:s2min≤S2≤S2fflax ；
[0014](c)给定距离S2的调整步长≤S2 ；
[0015](d)令过程参数i = O ;
[0016](e)令带钢下表面乳化液离水展着率α 2和带钢下表面乳化液剩余率β 2乘积的初值Oci = O ;
[0017](f)计算下喷嘴到轧机中心的距离
S2i_S2max_i * Δ S2 ；
[0018](g)判断不等式s2i>s2min是否成立:若成立，则转入步骤(h);否则，转入步骤(1)；
[0019](h)计算带钢下表面乳化液的离水展着率a 21:
[0020]a,.=-
」 β?282? +g_a2521.[0021]式中，a2为模型系数，其取值范围为I~5 ;e为自然对数的底数，e 乂 2.71828 ；
[0022](i )计算带钢下表面乳化液的剩余率β 2i:
[0023]卜」
[0024]式中，e为自然对数的底数，e~2.71828 ； Y为乳化液流失指数；
[0025]( j )计算带钢下表面乳化液离水展着率和乳化液剩余率的乘积
[0026]ω j= α 2i.β 2i ；
[0027](k)判断ω ρ ω η是否成立:若成立，则令s/= s2i,i = i+1,转入步骤(f );否则，令i = i+Ι，转入步骤(f)；
[0028](I)输出下喷嘴到轧机中心的最优距离值s/ ；
[0029](2)确定下喷嘴的喷淋量F2:[0030]
【权利要求】
1.一种冷轧直喷乳化液喷淋方法，设于带钢上表面的上喷嘴和设于带钢下表面的下喷嘴分别向带钢上表面和下表面喷淋乳化液，其特征在于，根据上喷嘴距离轧机中心的距离S1和上喷嘴的喷淋量F1确定下喷嘴到轧机中心的最优距离s/和下喷嘴的喷淋量F2,包括下列步骤: (O按照下述步骤确定下喷嘴到轧机中心的最优距离s/: Ca)收集上喷嘴到轧机中心的距离S1 ； (b)设定下喷嘴到轧机中心的距离S2的取值范围:s2min≤ S2 ≤S2fflax ； (c)给定距离S2的调整步长ΛS2 ； (d)令过程参数i= O ; (e)令带钢下表面乳化液离水展着率α2和带钢下表面乳化液剩余率β2的乘积的初值 ωο = O ; (f)计算下喷嘴到轧机中心的距离s2i=s2max_i.Δ S2 ； (g)判断不等式s2i>s2min是否成立:若成立，则转入步骤(h);否则，转入步骤(1)； (h)计算带钢下表面乳化液的离水展着率a2i:
2.如权利要求1所述的冷轧直喷乳化液喷淋方法，其特征在于，所述步骤(b)中，S2niin ^ 0.5.S1, S2max ^ 1.5.
【文档编号】B21B45/02GK103567237SQ201210258380
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】李秀军, 石晓东, 白振华 申请人:宝山钢铁股份有限公司, 秦皇岛燕山大学科技开发总公司