一種冷軋直噴乳化液噴淋方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冷軋直噴乳化液噴淋方法，設(shè)在帶鋼上表面的上噴嘴和設(shè)于帶鋼下表面的下噴嘴分別向帶鋼上表面和下表面噴淋乳化液，先將上噴嘴距離軋機中心的距離s1和上噴嘴的噴淋量F1為參照目標(biāo)，然后根據(jù)參照目標(biāo)來確定下噴嘴到軋機中心的最優(yōu)距離s2*和下噴嘴的噴淋量F2，最后通過設(shè)置在上噴嘴和下噴嘴分支管路上的流量閥來分別控制乳化液的流量。本發(fā)明的技術(shù)方案通過模型計算和流量閥的設(shè)置使得帶鋼上下表面油膜厚度均等，解決了帶鋼下表面乳化液滴落損失而導(dǎo)致的潤滑不足和上下表面潤滑特性差異等問題，實現(xiàn)了上下工作輥對應(yīng)軋制區(qū)域的潤滑條件相同，提高軋制過程穩(wěn)定性，并且改造規(guī)模小，便于現(xiàn)場操作使用。
【專利說明】一種冷軋直噴乳化液噴淋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種乳化液噴淋方法，尤其涉及一種冷軋過程中的乳化液噴淋方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]對于冷軋工序而言，良好的工藝潤滑是確保軋制穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。在軋制規(guī)格薄、表面質(zhì)量要求高的冷軋板帶時，直噴乳化液方法被廣泛應(yīng)用。尤其是二次冷軋領(lǐng)域，直噴系統(tǒng)中乳化液通過噴淋架上的噴嘴噴涂到帶鋼表面，形成均勻、厚度適中的油膜，是二次冷軋帶鋼生廣的關(guān)鍵。
[0003]生產(chǎn)過程中，工藝潤滑最重要的功能是減小變形區(qū)接觸弧表面上的摩擦系數(shù)和摩擦力，降低總軋制壓力和能量消耗，增大道次壓下量和減小可軋厚度；同時減緩軋輥磨損，防止擦傷、改善板形和獲得良好的表面質(zhì)量。進行工藝潤滑的乳化液整體組成是基礎(chǔ)油和脫鹽水。一般是按2.0?10.0%的基礎(chǔ)油配兌脫鹽水，外加適量的表面活性劑(潤滑劑或彌散劑)形成的半穩(wěn)態(tài)潤滑一冷卻劑，呈油水兩相平衡體系。水是連續(xù)相，油是分散相。
[0004]圖1顯示了現(xiàn)有的乳化液噴淋系統(tǒng)。如圖1所示，該系統(tǒng)包括乳化液罐I,泵2,3,三通閥4，機架5，6，收集槽7，8和上噴嘴9及下噴嘴10。乳化液罐I用于存儲由軋制油和脫鹽水配兌而成的乳化液體，乳化液罐I通過管路與三通閥3相連，通過泵2，3將乳化液從乳化液罐I輸送到三通閥4 ;三通閥4通過管路與上噴嘴I和下噴嘴2相連，其可以同時控制上噴嘴I和下噴嘴2噴淋在帶鋼上下表面的乳化液流量；機架5，6設(shè)置在上噴嘴和下噴嘴2的下游，用來軋制帶鋼材料；收集槽7,8分別設(shè)置在機架5，6下方用來收集潤滑滴落的乳化液。
[0005]使用該乳化液噴淋系統(tǒng)時，上噴嘴9和下噴嘴10噴出等量的乳化液，高速噴出的乳化液與鋼板表面撞擊，并發(fā)生油水分離，油滴附著在鋼板接觸表面上形成油膜。隨后，油膜被帶入了變形前區(qū)而產(chǎn)生油楔效應(yīng)，這種油楔效應(yīng)使軋輥與軋件之間的流體壓力增加，平衡了外部載荷，降低了軋制總壓力和摩擦磨損。其中，軋制區(qū)摩擦系數(shù)大小主要決定于構(gòu)成潤滑層的油膜厚度，冷軋時變形區(qū)的油膜厚度數(shù)量級在0.01?0.1 μ m之間，一般屬于混合摩擦狀態(tài)。
[0006]在現(xiàn)有的直噴系統(tǒng)中，一般是通過同一條管路的分支分別對鋼板的上下表面進行潤滑，從噴嘴中噴射出的乳化液撞擊鋼板上下表面后，油滴附著在帶鋼表面，對軋制進行潤滑。理論上，在帶鋼上下表面噴射相同的乳化液流量就可實現(xiàn)均等潤滑。但是，實際上，當(dāng)乳化液噴淋到帶鋼下表面時，在重力作用下，一部分乳化液滴落損失。這就導(dǎo)致帶鋼上下表面所形成的油膜厚度不等，從而造成軋制過程中帶鋼上下表面摩擦系數(shù)的差異，進而引起軋制區(qū)域上下表面不均勻變形，使帶鋼容易出現(xiàn)上下翹起等問題，同時使軋制過程變得不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響冷軋產(chǎn)品質(zhì)量和正常工業(yè)生產(chǎn)。圖2就顯示了采用現(xiàn)有乳化液噴淋系統(tǒng)進行噴淋潤滑的帶鋼上、下表面油膜厚度分布曲線。從圖2可以看出，代表帶鋼上、下表面油膜厚度的兩條曲線分離，表明帶鋼上、下表面油膜厚度存在一定的差異。
[0007]在已有的技術(shù)中，為了克服鋼板下表面油膜厚度較其上表面油膜厚度薄的問題，其中一種措施是適當(dāng)增加噴淋總流量，這樣下表面油膜厚度會增大，可部分緩解下表面潤滑不足問題。但同時上表面油膜厚度也會增加，上下表面油膜厚度仍存在一定差異。噴淋流量過大也會造成上表面乳化液飛濺，影響帶鋼表面質(zhì)量。另一措施是調(diào)整直噴系統(tǒng)中噴淋架的位置，即縮短噴淋架與軋機中心的距離來減少滴落損失，但是這樣做會降低乳化液的離水展著率。[0008]此外，也有采用在帶鋼的下表面再增加一排乳化液噴淋架的方法，這種設(shè)置方法將乳化液噴射到下工作輥表面，希望對下表面流量進行補償。但是，由于機架中增加了一排噴淋架，設(shè)備比較擁擠，維護困難，同時調(diào)整幅度有限。通?，F(xiàn)場生產(chǎn)希望設(shè)備改造規(guī)模盡量小，同時又方便調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種冷軋直噴乳化液噴淋方法用來確保軋制區(qū)域鋼板上下表面具有均等油膜厚度，使軋制區(qū)域具有相同的潤滑條件。
[0010]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種冷軋直噴乳化液噴淋方法，其通過設(shè)于帶鋼上表面的上噴嘴和設(shè)于帶鋼下表面的下噴嘴分別向帶鋼上表面和下表面噴淋乳化液，并且根據(jù)上噴嘴距離軋機中心的距離S1和上噴嘴的噴淋量F1確定下噴嘴到軋機中心的最優(yōu)距離s/和下噴嘴的噴淋量F2，包括下列步驟:
[0011](I)按照下述步驟確定下噴嘴到軋機中心的最優(yōu)距離s/:
[0012](a)收集上噴嘴到軋機中心的距離S1 ；
[0013](b)設(shè)定下噴嘴到軋機中心的距離S2的取值范圍:s2min≤S2≤S2fflax ；
[0014](c)給定距離S2的調(diào)整步長≤S2 ；
[0015](d)令過程參數(shù)i = O ;
[0016](e)令帶鋼下表面乳化液離水展著率α 2和帶鋼下表面乳化液剩余率β 2乘積的初值Oci = O ;
[0017](f)計算下噴嘴到軋機中心的距離



S2i_S2max_i * Δ S2 ；
[0018](g)判斷不等式s2i>s2min是否成立:若成立，則轉(zhuǎn)入步驟(h);否則，轉(zhuǎn)入步驟(1)；
[0019](h)計算帶鋼下表面乳化液的離水展著率a 21:
[0020]a,.=-
」 β?282? +g_a2521.[0021]式中，a2為模型系數(shù)，其取值范圍為I~5 ;e為自然對數(shù)的底數(shù)，e 乂 2.71828 ；
[0022](i )計算帶鋼下表面乳化液的剩余率β 2i:
[0023]卜」
[0024]式中，e為自然對數(shù)的底數(shù)，e~2.71828 ； Y為乳化液流失指數(shù)；
[0025]( j )計算帶鋼下表面乳化液離水展著率和乳化液剩余率的乘積
[0026]ω j= α 2i.β 2i ；
[0027](k)判斷ω ρ ω η是否成立:若成立，則令s/= s2i,i = i+1,轉(zhuǎn)入步驟(f );否則，令i = i+Ι，轉(zhuǎn)入步驟(f)；
[0028](I)輸出下噴嘴到軋機中心的最優(yōu)距離值s/ ；
[0029](2)確定下噴嘴的噴淋量F2:[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種冷軋直噴乳化液噴淋方法，設(shè)于帶鋼上表面的上噴嘴和設(shè)于帶鋼下表面的下噴嘴分別向帶鋼上表面和下表面噴淋乳化液，其特征在于，根據(jù)上噴嘴距離軋機中心的距離S1和上噴嘴的噴淋量F1確定下噴嘴到軋機中心的最優(yōu)距離s/和下噴嘴的噴淋量F2,包括下列步驟: (O按照下述步驟確定下噴嘴到軋機中心的最優(yōu)距離s/: Ca)收集上噴嘴到軋機中心的距離S1 ； (b)設(shè)定下噴嘴到軋機中心的距離S2的取值范圍:s2min≤ S2 ≤S2fflax ； (c)給定距離S2的調(diào)整步長ΛS2 ； (d)令過程參數(shù)i= O ; (e)令帶鋼下表面乳化液離水展著率α2和帶鋼下表面乳化液剩余率β2的乘積的初值 ωο = O ; (f)計算下噴嘴到軋機中心的距離s2i=s2max_i.Δ S2 ； (g)判斷不等式s2i>s2min是否成立:若成立，則轉(zhuǎn)入步驟(h);否則，轉(zhuǎn)入步驟(1)； (h)計算帶鋼下表面乳化液的離水展著率a2i:
2.如權(quán)利要求1所述的冷軋直噴乳化液噴淋方法，其特征在于，所述步驟(b)中，S2niin ^ 0.5.S1, S2max ^ 1.5.
【文檔編號】B21B45/02GK103567237SQ201210258380
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】李秀軍, 石曉東, 白振華 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 秦皇島燕山大學(xué)科技開發(fā)總公司