(57)【要約】  振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法が開示されており、当該方法は：エマルション濃度最適化のプロセスに伴うプロセスパラメーターを定めることを有し；振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度総合的最適化目的関数の初期設定値を設定することを有し；各スタンドのバイト角を計算することを有し；各スタンドの振動判定指標基準値を計算することを有し；各スタンドのエマルション濃度を設定することを有し；各スタンドのストリップ鋼の出口温度を計算することを有し；各スタンドのロールギャップにおけるエマルションの動粘性率を計算することを有し；各スタンドのロールギャップにおける油膜厚さを計算することを有し；エマルション濃度総合的最適化目的関数を計算することを有し；不等式Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０が確立されているか否かを判定することを有し；エマルションの濃度が実行可能な領域範囲を超えているか否かを判定することを有し、かつ、最適エマルション濃度設定値を出力することを有する。【選択図】図１
2021534000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法であって、当該方法は、以下のステップを有し、該ステップは：
（ａ）冷間連続圧延ミルセットの装置特徴パラメーターを獲得するステップであり；
（ｂ）ストリップ材料の重要な圧延プロセスパラメーターを獲得するステップであり；
（ｃ）エマルション濃度最適化のプロセスに伴うプロセスパラメーターを獲得するステップであり；
（ｄ）振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度総合的最適化目的関数の初期設定値を設定するステップであり：Ｆ０＝１．０×１０１０；
ステップ（ａ）〜（ｄ）の実行順は限定されず；
（ｅ）各スタンドのバイト角αｉを計算するステップであり；
（ｆ）各スタンドの振動判定指標基準値ξ０ｉを計算するステップであり；
（ｇ）各スタンドのエマルション濃度Ｃｉを設定するステップであり；
（ｈ）各スタンドのストリップ鋼の出口温度Ｔｉを計算するステップであり；
（ｉ）各スタンドのロールギャップにおけるエマルションの動粘性率η０ｉを計算するステップであり；
（ｊ）各スタンドのロールギャップにおける油膜厚さξｉを計算するステップであり；
（ｋ）エマルション濃度総合的最適化目的関数Ｆ（Ｘ）を計算するステップであり；
（ｌ）不等式Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０が確立されているか否かを判定するステップであり、確立されていれば、その後、Ｃｉy＝Ｃｉ、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）に設定し、かつ、ステップ（ｍ）へと向かい；確立されていなければ、ステップ（ｍ）へと直接的に向かい；
（ｍ）エマルション濃度Ｃｉが実行可能な領域の範囲を超えているか否かを判定するステップであり、超えていればステップ（ｎ）へと向かい；超えていなければステップ（ｇ）へと向かい、実行可能な領域は、０から装置によって許容される最大エマルション濃度までの領域のことをいい；
（ｎ）  最適なエマルション濃度設定値Ｃｉyを出力するステップであり、Ｃｉyは、Ｆ（Ｘ）の計算値が実行可能な領域において最小であるときのＣｉの値であり；かつ、
（ｏ）冷間連続圧延ミルセットの制御システムによってステップ（ｎ）における最適なエマルション濃度設定値Ｃｉyにしたがって各スタンドのエマルション濃度を調整および制御するステップであり；かつ、
各式において、ｉは、冷間連続圧延ミルセットのスタンドの序数を表す、
前記方法。
【請求項２】
ステップ（ｆ）において各スタンドの振動判定指標基準値ξ０ｉを計算することが、以下のステップを有し、該ステップは：
（ｆ１）各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋を以下のように計算するステップであり：
γｉ／αｉ＝Ａ＋である時にロールギャップがちょうど過潤滑ステータスであると仮定して、γｉは各スタンドの中立角であり、かつ、Ａ＋は過潤滑判定係数であり；
【数１】
2021534000.tif 000026
にしたがって
【数２】
2021534000.tif 000027
を得るために計算し、△ｈｉは圧下量であり、△ｈｉ＝ｈ０ｉ−ｈ１ｉであり、ｈ０ｉは各スタンドの入口厚さであり、ｈ１ｉは各スタンドの出口厚さであり、かつ、Ｒｉ’はｉ番目のスタンドの作業ロールの平坦化半径であり、かつ、
【数３】
2021534000.tif 000028
であり、
Ｔ０ｉは各スタンドの後方張力であり、Ｔ１ｉは各スタンドの前方張力であり、かつ、Ｐｉは各スタンドの圧延圧力であり；
その後、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式：ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉにしたがって
【数４】
2021534000.tif 000029
によって各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋を計算し、ａｉは液体摩擦影響係数であり、ｂｉは乾燥摩擦影響係数であり、かつ、Ｂｉは摩擦係数減衰指標であり；
（ｆ２）各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ−を以下のように計算するステップであり：
γｉ／αｉ＝Ａ−である時にロールギャップがちょうど欠潤滑ステータスであると仮定して、
【数５】
2021534000.tif 000030
を得るために計算し、Ａ−は欠潤滑判定係数であり；
その後、
【数６】
2021534000.tif 000031
によって、各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ−を得るために計算し；かつ、
（ｆ３）ξ０ｉ＝（ξｉ＋＋ξｉ−）／２によって振動判定指標基準値ξ０ｉを計算するステップである、
請求項１に記載の冷間圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。
【請求項３】
ステップ（ｈ）においてストリップ鋼の出口温度Ｔiを計算することが、以下のステップを有し、該ステップは：
（ｈ１）第１のスタンドの出口温度Ｔ１を計算するステップであり：
【数７】
2021534000.tif 000032
であり、
Ｔ１Inletは各スタンドの入口温度であり、εｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉであり、△ｈｉ＝ｈ０ｉ−ｈ１ｉであり、ｈ０ｉは各スタンドの入口厚さであり、ｈ１ｉは各スタンドの出口厚さであり、ρはストリップ鋼の密度であり、Ｓはストリップ鋼の比熱容量であり、Ｊは熱の仕事当量であり、かつ、Ｋｉは各スタンドのストリップ鋼の変形抵抗であり；
（ｈ２）ｉを１に設定するステップであり；
（ｈ３）ｉ番目のスタンドの出口の後ろのストリップ鋼の第１のセクションの温度Ｔｉ，  １を設定するステップであり、すなわち、Ｔｉ，  １＝Ｔｉであり；
（ｈ４）ｊを２に設定するステップであり；
（ｈ５）以下の等式によって示されるｊ番目のセクションの温度とｊ−１番目のセクションの温度との間の関係によってストリップ鋼のｊ番目のセクションの温度Ｔｉ，  ｊを計算するステップであり：
【数８】
2021534000.tif 000033
であり、
ｋ０はノズル形状および噴霧角度の影響係数であり、ｗはエマルションのフローレートであり、ｌはスタンド間の距離であり、かつ、スタンド間の距離ｌはｍ個のセクションへと均等に分割され、該セクションにおける温度はＴｉ, ｊによって表され、ｖ１ｉは各スタンドの出口速度であり、ｈ１ｉは各スタンドの出口厚さであり、ρはストリップ鋼の密度であり、Ｓはストリップ鋼の比熱容量であり、Ｔｉは各スタンドの出口温度であり、かつ、Ｔｃはエマルションの温度であり；
（ｈ６）不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かを判定するステップであり、確立されていれば、その後、ｊ＝ｊ＋１に設定し、かつ、ステップ（ｈ５）ヘと向かい；確立されていなければ、ステップ（ｈ７）へと向かい；
（ｈ７）反復計算を介してｍ番目のセクションの温度Ｔｉ，  ｍを得るステップであり；
（ｈ８）ｉ＋１番目のスタンドの入口温度Ｔｉ＋１Ｉｎｌｅｔを計算するステップであり：
Ｔｉ＋１Ｉｎｌｅｔ＝Ｔｉ，  ｍであり；
（ｈ９）ｉ＋１番目のスタンドの出口温度Ｔｉ＋１を計算するステップであり：
【数９】
2021534000.tif 000034
であり；
（ｈ１０）不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かを判定するステップであり、確立されていれば、ｉ＝ｉ＋１に設定し、かつ、ステップ（ｈ３）ヘと向かい；確立されていなければ、ステップ（ｈ１１）へと向かい；かつ、
（ｈ１１）各スタンドの出口温度Ｔｉを得るステップである、
請求項１に記載の冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。 
【請求項４】
冷間連続圧延ミルセットの装置特徴パラメーターが、少なくとも以下の項目を有し、該項目は：
各スタンドの作業ロールの半径Ｒｉ；各スタンドのロールの表面線速ｖｒｉ；各スタンドの作業ロールの元々の粗さＲａｉｒ０；作業ロールの粗さ減衰係数ＢＬ；スタンド間の距離ｌ；および、ロール交換後の各スタンドの作業ロールの圧延キロメートルＬｉであり；ｉ＝１、２、...、ｎであり；ｉは冷間連続圧延ミルセットのスタンドの序数を表し、かつ、ｎはスタンドの総数である、
請求項１に記載の冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。 
【請求項５】
ストリップ材料の重要な圧延プロセスパラメーターが、少なくとも以下の項目を有し、該項目は：
各スタンドの入口厚さｈ０ｉ；各スタンドの出口厚さｈ１ｉ；ストリップ鋼の幅Ｂ；各スタンドの入口速度ｖ０ｉ；各スタンドの出口速度ｖ１ｉ；入口温度Ｔ１Ｉｎｌｅｔ；各スタンドのストリップ鋼の変形抵抗Ｋｉ；各スタンドの圧延圧力Ｐｉ；各スタンドの後方張力Ｔ０ｉ；各スタンドの前方張力Ｔ１ｉ；エマルションの濃度影響係数ｋｃ；潤滑剤の粘度圧縮係数θ；ストリップ鋼の密度ρ；ストリップ鋼の比熱容量Ｓ；エマルションのフローレートｗ；エマルションの温度Ｔｃ；および熱の仕事当量Ｊである、
請求項１に記載の冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。 
【請求項６】
エマルション濃度最適化のプロセスに伴うプロセスパラメーターが、少なくとも以下の項目を有し、該項目は：各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋および対応する摩擦係数ｕｉ＋；各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値がξｉ−および対応する摩擦係数ｕｉ−；ならびに振動判定指標基準値ξ０ｉであり；
各スタンドの圧下量△ｈｉ＝ｈ０ｉ−ｈ１ｉ；圧下率εｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉ；入口温度ＴｉＩｎｌｅｔおよび出口温度Ｔｉであり；
ｍ個のセクションへと均等に分割されたスタンド間の距離ｌ；Ｔｉ, ｊによって表されるセクションにおける温度であり、ｌ＜ｊ＜ｍであり、かつ、ＴｉＩｎｌｅｔ＝Ｔｉ-ｌ, ｍであり；
過潤滑判定係数Ａ＋および欠潤滑判定係数Ａ−である、
請求項１に記載の冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。 
【請求項７】
各スタンドのバイト角αｉを計算するための計算式が以下の通りであり：
【数１０】
2021534000.tif 000035
であり、
Ｒｉ’は、ｉ番目のスタンドの作業ロールの平坦化半径であり、かつ、圧延圧力計算におけるプロセス値である、
請求項１に記載の冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。
【請求項８】
各スタンドのロールギャップにおけるエマルションの動粘性率η０ｉを計算するための計算式が次の通りであり：
η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（−ａ・Ｔｉ）
であり、
ａおよびｂは、気圧下での潤滑剤の動粘性率パラメーターである、
請求項１に記載の冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。
【請求項９】
各スタンドのロールギャップにおける油膜厚さを計算するための計算式が次の通りであり：
【数１１】
2021534000.tif 000036
であり、
ｈ０ｉは各スタンドの入口厚さであり、ｈ１ｉは各スタンドの出口厚さであり、ｋｃはエマルション濃度影響係数であり、θは潤滑剤の粘度圧縮係数であり、Ｋｉは各スタンドのストリップ鋼の変形抵抗であり、η０ｉは各スタンドのロールギャップにおけるエマルションの動粘性率であり、ｖ０ｉは各スタンドの入口速度であり、ｖｒｉは各スタンドのロールの表面線速であり、Ｔ０ｉは各スタンドの後方張力であり、Ｂはストリップ鋼の幅であり、ｋｒｇは、作業ロールおよびストリップ鋼の長手方向表面粗さによって潤滑剤のエントレインメントの強度の係数を表し、その値は０．０９〜０．１５であり、Ｋｒｓはインプレッションレート、すなわち、ストリップ鋼へと作業ロールの表面粗さを移送する割合を表し、Ｒａｉｒ０は各スタンドの作業ロールの元々の粗さであり、ＢＬは作業ロールの粗さ減衰係数であり、かつ、Ｌｉはロール交換後の各スタンドの作業ロールの圧延キロメートルである、
請求項１に記載の冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。
【請求項１０】
エマルション濃度総合的最適化目的関数が以下の式にしたがって計算され：
【数１２】
2021534000.tif 000037
であり、
Ｘ＝｛Ｃｉ｝は最適化変数であり、かつ、λは分配係数である、
請求項１に記載の冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷間連続圧延の分野に属し、とりわけ振動抑制を達成するための冷間圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
プロセス潤滑システムにおける重要なプロセスパラメーターとして、エマルション濃度は、冷間連続圧延ミルセットの各スタンドのロールギャップの潤滑ステータスにおいて決定的な役割を果たす。
【０００３】
同時に、ロールギャップの潤滑ステータスは、圧延ミルの振動の不具合の発生に直接的に影響を与える。
【０００４】
ロールギャップが過潤滑ステータスにあれば、摩擦係数が小さ過ぎ、このことは圧延プロセスにおいてスリップを引き起こしやすくなり、かつ、圧延ミルの自励振動をもたらす。ロールギャップが欠潤滑ステータスにあれば、ロールギャップにおける平均油膜厚さが必要とされる最小値未満であり、このことは、ロールギャップにおける油膜が圧延プロセスの最中に破断することを引き起こしやすくなり、かつ、摩擦係数の急激な増大をもたらし、したがって、圧延圧力を変化させて、システム剛性の周期的変動を引き起こし、かつ、圧延ミルの自励振動も引き起こす。
【０００５】
過去、現場は概して、振動の不具合の発生を抑制するために圧延ミルの速度に頼るが、このオペレーションは、冷間連続圧延ミルセットの生産効率の改善を制限し、かつ、企業の経済的利益に深刻な影響を与える。
【０００６】
承認公告番号がＣＮ１０３５４４３４０Ｂであり、かつ、承認公告日が２０１６年３月２日である中国特許は、「スタンドが５つある冷間連続圧延ミルセットの極薄ストリップ圧延におけるエマルション濃度を設定するための方法」を開示する。エマルション濃度を設定するための方法は、コンピューターによって実行される以下のステップを含んでおり、該ステップは：１）ミルセットの主たる設備、圧延されるストリップの特徴、主たる圧延プロセスおよびプロセス潤滑システムパラメーターを獲得するステップ；２）関連プロセスパラメーターを定めるステップ；３）ロール曲げ力およびロールシフト量を計算するステップ；４）関連調査プロセスパラメーターに値を割り当てるステップ；５）濃度プロセスパラメーターを計算するステップ；６）最大圧延速度の調査プロセス速度を計算するステップ；７）現在の条件下での摩擦係数を計算するステップ；８）現在の条件下での各スタンドの圧延荷重、圧下力、スリップ率、熱的スリップ損傷指標および振動係数を計算するステップ；９）各スタンドの作業ロールのサーマルクラウンを計算するステップ；１０）出口プレート形状および強制接触幅を計算するステップ；ならびに、１１）最適な割合濃度を取得および出力するステップである。該特許は、圧延速度を改善し、圧延効率を保証し、かつ、スリップ、熱的スリップ損傷および振動を回避して、最終スタンドの出口プレート形状および作業ロール端部における最小強制接触幅を保証することを目標とすることが理解され得る。
【０００７】
研究を通して、圧延スケジュール、ロールプロセス、エマルションフローレートおよび初期温度のようなプロセスパラメーターを決定するという前提の下では、エマルション濃度の設定が、冷間連続圧延ミルセットの各スタンドのロールギャップの潤滑ステータスを直接的に決定し、かつ、圧延ミルの振動を抑制するための主たるプロセス制御手段として用いられ得ることが見出される。
【０００８】
しかしながら、現在、各スタンドにおいてエマルションの濃度を一定に制御するという従前の方式を変更し、各スタンドにおけるエマルションの濃度を最適化すべき変数として採用することによって、圧延ミルの振動を抑制するという技術的解決策を提供する報告は存在しない。
【発明の概要】
【０００９】
概要
本発明によって解決される技術的課題は、振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法を提供することである。当該方法は、各スタンドにおけるエマルションの濃度を一定に制御するという従前の方式を変更し、各スタンドにおけるエマルションの濃度を最適化すべき変数として採用し、エマルション濃度の総合的な最適化制御を実行する。各スタンドにおけるロールギャップの潤滑ステータスは、各スタンドにおけるエマルション濃度の合理的な割合を通して最適化され、したがって、圧延ミルの振動を抑制し、製品品質および生産効率を改善し、かつ、企業に経済的利益をもたらすという目的を達成する。
【００１０】
本発明の技術的解決策は、振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法を提供することであり、当該方法は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
（ａ）冷間連続圧延ミルセットの装置特徴パラメーターを獲得するステップであり；
（ｂ）ストリップ材料の重要な圧延プロセスパラメーターを獲得するステップであり；
（ｃ）エマルション濃度最適化のプロセスに伴うプロセスパラメーターを獲得するステップであり；
（ｄ）振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度総合的最適化目的関数の初期設定値Ｆ０＝１．０×１０１０を設定するステップであり；
ステップ（ａ）〜（ｄ）の実行順は限定されず；
（ｅ）各スタンドのバイト角αｉを計算するステップであり；
（ｆ）各スタンドの振動判定指標基準値ξ０ｉを計算するステップであり；
（ｇ）各スタンドのエマルション濃度Ｃｉを設定するステップであり；
（ｈ）各スタンドのストリップ鋼の出口温度Ｔｉを計算するステップであり；
（ｉ）各スタンドのロールギャップにおけるエマルションの動粘性率η０ｉを計算するステップであり；
（ｊ）各スタンドのロールギャップにおける油膜厚さξｉを計算するステップであり；
（ｋ）エマルション濃度総合的最適化目的関数Ｆ（Ｘ）を計算するステップであり；
（ｌ）不等式Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０が確立されているか否かを判定するステップであり、確立されていれば、その後、Ｃｉy＝Ｃｉ、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）に設定し、かつ、ステップ（ｍ）へと向かい；確立されていなければ、ステップ（ｍ）へと直接的に向かい；
（ｍ）エマルション濃度Ｃｉが実行可能な領域の範囲を超えているか否かを判定するステップであり、超えていればステップ（ｎ）へと向かい；超えていなければステップ（ｇ）へと向かい、実行可能な領域は、０から装置によって許容される最大エマルション濃度までの領域のことをいい、かつ、装置の許容されるエマルション濃度は通常１０％以内であり、かつ、０〜１０％が実行可能な領域として設定され得；
（ｎ）最適なエマルション濃度設定値Ｃｉyを出力するステップであり、Ｃｉyは、Ｆ（Ｘ）の計算値が実行可能な領域において最小であるときのＣｉの値であり；かつ、
（ｏ）冷間連続圧延ミルセットの制御システムによってステップ（ｎ）における最適なエマルション濃度設定値Ｃｉyにしたがって各スタンドのエマルション濃度を調整および制御するステップであり；
ステップ（ｆ）において各スタンドの振動判定指標基準値ξ０ｉを計算することが、以下のステップを有し、該ステップは：
（ｆ１）各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋を以下のように計算するステップであり：
γｉ／αｉ＝Ａ＋である時にロールギャップがちょうど過潤滑ステータスにあると仮定して、γｉは各スタンドの中立角であり、かつ、Ａ＋は過潤滑判定係数であり；
【００１１】
【数１】
2021534000.tif 000003
【００１２】
にしたがって
【００１３】
【数２】
2021534000.tif 000004
【００１４】
を得るために計算し、
△ｈｉは圧下量であり、△ｈｉ＝ｈ０ｉ−ｈ１ｉであり、ｈ０ｉは各スタンドの入口厚さであり、ｈ１ｉは各スタンドの出口厚さであり、かつ、Ｒｉ’はｉ番目のスタンドの作業ロールの平坦化半径であり、かつ、
【００１５】
【数３】
2021534000.tif 000005
【００１６】
であり、
Ｔ０ｉは各スタンドの後方張力であり、Ｔ１ｉは各スタンドの前方張力であり、かつ、Ｐｉは各スタンドの圧延圧力であり；
摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式：ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ（ａｉは液体摩擦影響係数であり、ｂｉは乾燥摩擦影響係数であり、かつ、Ｂｉは摩擦係数減衰指標である）にしたがって、各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋が
【００１７】
【数４】
2021534000.tif 000006
【００１８】
によって計算され；
（ｆ２）各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ−を以下のように計算するステップであり：
γｉ／αｉ＝Ａ−である時にロールギャップがちょうど欠潤滑ステータスであると仮定して、Ａ−は欠潤滑判定係数であり、以下の等式が取得され得：
【００１９】
【数５】
2021534000.tif 000007
【００２０】
かつ、各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ−は；
【００２１】
【数６】
2021534000.tif 000008
【００２２】
によって計算され；かつ、
（ｆ３）各スタンドの振動判定指標基準値ξ０ｉを以下のように計算するステップであり：
ξ０ｉ＝（ξｉ＋＋ξｉ−）／２であり；
ステップ（ｈ）において各スタンドのストリップ鋼の出口温度Ｔｉを計算することが、以下のステップを有し、該ステップは：
（ｈ１）第１のスタンドの出口温度Ｔ１を計算するステップであり：
【００２３】
【数７】
2021534000.tif 000009
【００２４】
であり、
Ｔ１ｉｎｌｅｔは各スタンドの入口温度であり、εｉ＝△ｈｉ／ｈ０iであり、△ｈｉ＝ｈ０i−ｈ１iであり、ｈ０i は各スタンドの入口厚さであり、ｈ１i は各スタンドの出口厚さであり、ρはストリップ鋼の密度であり、Ｓはストリップ鋼の比熱容量であり、Ｊは熱の仕事当量であり、かつ、Ｋｉは各スタンドのストリップ鋼の変形抵抗であり；
（ｈ２）ｉを１に設定するステップであり；
（ｈ３）ｉ番目のスタンドの出口の後ろのストリップ鋼の第１のセクションの温度をＴｉ，  １に設定するステップであり、すなわち、Ｔｉ，  １＝Ｔｉであり；
（ｈ４）ｊを２に設定するステップであり；
（ｈ５）ｊ番目のセクションの温度とｊ−１番目のセクションの温度との間の関係が、以下の等式を満たし：
【００２５】
【数８】
2021534000.tif 000010
【００２６】
であり、
ｋ０はノズル形状および噴霧角度の影響係数であり、０．８＜ｋ０＜１．２であり、ｗはエマルションのフローレートであり、ｌはスタンド間の距離であり、かつ、スタンド間の距離ｌはｍ個のセクションへと均等に分割され、該セクションにおける温度はＴｉ, ｊによって表され、ｖ１ｉは各スタンドの出口速度であり、ｈ１ｉは各スタンドの出口厚さであり、ρはストリップ鋼の密度であり、Ｓはストリップ鋼の比熱容量であり、Ｔｉは各スタンドの出口温度であり、かつ、Ｔｃはエマルションの温度であり；
（ｈ６）不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かを判定するステップであり、確立されていれば、その後、ｊ＝ｊ＋１に設定し、かつ、ステップ（ｈ５）ヘと向かい；確立されていなければ、ステップ（ｈ７）へと向かい；
（ｈ７）反復計算を介してｍ番目のセクションの温度Ｔｉ，  ｍを得るステップであり；
（ｈ８）ｉ＋１番目のスタンドの入口温度Ｔｉ＋１Ｉｎｌｅｔを計算するステップであり：
Ｔｉ＋１Ｉｎｌｅｔ＝Ｔｉ，  ｍであり；
（ｈ９）ｉ＋１番目のスタンドの出口温度Ｔｉ＋１を計算するステップであり：
【００２７】
【数９】
2021534000.tif 000011
【００２８】
であり；
（ｈ１０）不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かを判定するステップであり、確立されていれば、ｉ＝ｉ＋１に設定し、かつ、ステップ（ｈ３）ヘと向かい；そうでなければ、ステップ（ｈ１１）へと向かい；かつ、
（ｈ１１）各スタンドの出口温度Ｔｉを得るステップである。
【００２９】
とりわけ、冷間連続圧延ミルセットの装置特徴パラメーターは、少なくとも以下の項目を含んでおり、該項目は：
各スタンドの作業ロールの半径Ｒｉ；各スタンドのロールの表面線速ｖｒｉ；各スタンドの作業ロールの元々の粗さＲａｉｒ０；作業ロールの粗さ減衰係数ＢＬ；スタンド間の距離ｌ；および、ロール交換後の各スタンドの作業ロールの圧延キロメートルＬｉであり；ｉ＝１、２、...、ｎであり；ｉは冷間連続圧延ミルセットのスタンドの序数を表し、かつ、ｎはスタンドの総数である。
【００３０】
とりわけ、ストリップ材料の重要な圧延プロセスパラメーターは、少なくとも以下の項目を含んでおり、該項目は：
各スタンドの入口厚さｈ０ｉ；各スタンドの出口厚さｈ１ｉ；ストリップ鋼の幅Ｂ；各スタンドの入口速度ｖ０ｉ；各スタンドの出口速度ｖ１ｉ；入口温度Ｔ１Ｉｎｌｅｔ；各スタンドのストリップ鋼の変形抵抗Ｋｉ；各スタンドの圧延圧力Ｐｉ；各スタンドの後方張力Ｔ０ｉ；各スタンドの前方張力Ｔ１ｉ；エマルションの濃度影響係数ｋｃ；潤滑剤の粘度圧縮係数θ；ストリップ鋼の密度ρ；ストリップ鋼の比熱容量Ｓ；エマルションのフローレートｗ；エマルションの温度Ｔｃ；および、熱の仕事当量Ｊである。
【００３１】
とりわけ、エマルション濃度最適化のプロセスに伴うプロセスパラメーターは、少なくとも：各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋および対応する摩擦係数ｕｉ＋を含んでおり；各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ−および対応する摩擦係数ｕｉ−を含んでおり；振動判定指標基準値ξ０ｉを含んでおり；圧下量△ｈｉ＝ｈ０ｉ−ｈ１ｉを含んでおり；圧下率εｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉを含んでおり；各スタンドの入口温度ＴｉＩｎｌｅｔを含んでおり；かつ、各スタンドの出口温度Ｔｉを含んでおり；ｍ個のセクションへと均等に分割されたスタンド間の距離ｌを含んでおり；Ｔｉ, ｊによって表されるセクションにおける温度を含んでおり、ｌ＜ｊ＜ｍであり、かつ、ＴｉＩｎｌｅｔ＝Ｔｉ−ｌ, ｍであり；過潤滑判定係数Ａ＋を含んでおり；かつ、欠潤滑判定係数をＡ−を含んでいる。
【００３２】
さらに、各スタンドのバイト角αｉを計算するための計算式は以下の通りであり：
【００３３】
【数１０】
2021534000.tif 000012
【００３４】
であり、
Ｒｉ’は、ｉ番目のスタンドの作業ロールの平坦化半径であり、かつ、圧延圧力計算におけるプロセス値である。
【００３５】
さらに、各スタンドのロールギャップにおけるエマルションの動粘性率η０ｉを計算するための計算式は次の通りであり：
η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（−ａ・Ｔｉ）であり、
ａおよびｂは、気圧下での潤滑剤の動粘性率パラメーターである。
【００３６】
さらに、各スタンドのロールギャップにおける油膜厚さξｉを計算するための計算式は次の通りであり：
【００３７】
【数１１】
2021534000.tif 000013
【００３８】
であり、
ｈ０ｉは各スタンドの入口厚さであり、ｈ１ｉは各スタンドの出口厚さであり、ｋｃはエマルション濃度影響係数であり、θは潤滑剤の粘度圧縮係数であり、Ｋｉは各スタンドのストリップ鋼の変形抵抗であり、η０ｉは各スタンドのロールギャップにおけるエマルションの動粘性率であり、ｖ０ｉは各スタンドの入口速度であり、ｖｒｉは各スタンドのロールの表面線速であり、Ｔ０ｉは各スタンドの後方張力であり、Ｂはストリップ鋼の幅であり、ｋｒｇは、潤滑剤をエントレインするための作業ロールおよびストリップ鋼の表面長手方向粗さの強度の係数を表し、その値は０．０９〜０．１５であり、Ｋｒｓはインプレッションレート、すなわち、ストリップ鋼へと作業ロールの表面粗さを移送する割合を表し、その値は０．２〜０．６であり、Ｒａｉｒ０は各スタンドの作業ロールの元々の粗さであり、ＢＬは作業ロールの粗さ減衰係数であり、かつ、Ｌｉはロール交換後の各スタンドの作業ロールの圧延キロメートルである。
【００３９】
さらに、エマルション濃度総合的最適化目的関数は以下の式にしたがって計算され：
【００４０】
【数１２】
2021534000.tif 000014
【００４１】
であり、
Ｘ＝｛Ｃｉ｝は最適化された変数であり、かつ、λは分配係数である。
【００４２】
本開示では、次のステップの実行が先行するステップの結果を条件としない限り、次のステップの実行が先行するステップに依拠するのでなければ、上記順番にしたがって進行する必要はない。
【００４３】
先行技術と比較して、本発明は以下の利点を有する：
１．各スタンドにおけるロールギャップの潤滑ステータスが、各スタンドのエマルション濃度の合理的な割合を通して最適化され、したがって、圧延ミルの振動を抑制し、かつ、製品品質および生産効率を改善するという目的を達成する。
２．多数の野外試験および理論的研究の結果として、冷間連続圧延ミルセットの装置特徴および圧延プロセス特徴に基づいて、振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法が提唱される。当該方法は、冷間連続圧延ミルセットの各スタンドについてのエマルション濃度の最適比を実現し、圧延ミルの振動を抑制すること、ならびに、製品品質および生産効率を改善することを達成し、かつ、企業に大きな経済的利益をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明による全般的な技術的解決策の概略的なフロー図である。
【図２】図２は、本発明による振動判定指標の基準値の計算プロセスの概略図である。
【図３】図３は、本発明による各スタンドのストリップ鋼出口温度の計算プロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
詳細な説明
本発明は、添付の図面および実施形態とともに、以下でさらに説明されるであろう。
【００４６】
本発明において言及される関連技術の適用プロセスをさらに説明するために、冷間圧延プラントの１７３０冷間連続圧延ミルセットが例として採用される。振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度最適化の方法の適用プロセスが、詳細に説明される。
【００４７】
まず、図１に示されている種々のステップによれば、関連パラメーターが順に決定される。その後、パラメーターが計算のための対応式に代入され、かつ、所望の最適なエマルション濃度設定値Ｃｉｙが決定され、または、得られる。最後に、各スタンドのエマルション濃度が、決定された最適エマルション濃度設定値にしたがって制御され、かつ、総合的最適化制御が実行されて、圧延ミルの振動を抑制することが達成される。
【００４８】
とりわけ、ステップ（ａ）において、冷間連続圧延ミルセットの獲得される装置特徴パラメーターは、主に以下の項目を含んでおり、該項目は：
各スタンドの作業ロールの半径：Ｒｉ＝｛２１０，  ２１２，  ２３０，  ２３０，  ２２８｝ｍｍ；
各スタンドのロールの表面線速：ｖｒｉ＝｛１８０，  ３２０，  ５００，  ８００，  １１５０｝ｍ／分；
各スタンドの作業ロールの元々の粗さ：Ｒａｉｒ０＝｛１．０，  １．０，  ０．８，  ０．８，  １．０｝μｍ；
作業ロールの粗さ減衰係数：ＢＬ＝０．０１；
スタンド間の距離：ｌ＝２７００ｍｍ；および、
ロール交換後の各スタンドの作業ロールの圧延キロメートル：Ｌｉ＝｛１００，  １１０，  ２３０，  １８０，  ９０｝ｋmであり；ｉ＝１、２、...、ｎであり；ｉは冷間連続圧延ミルセットのスタンドの序数を表し；かつ、ｎ＝５であり、これはスタンドの総数であり、以下でも同様であり；
後に続いて、ステップ（ｂ）において、ストリップ材料の獲得される重要な圧延プロセスパラメーターは、主に以下の項目を含んでおり、該項目は：
各スタンドの入口厚さ：ｈ０ｉ＝｛２．０，  １．１４，  ０．６３，  ０．４３，  ０．２８｝ｍｍ；
各スタンドの出口厚さ：ｈ１ｉ-＝｛１．１４，  ０．６３，  ０．４３，  ０．２８，  ０．１８｝ｍｍ；
ストリップ鋼の幅：Ｂ＝９６６ｍｍ；
各スタンドの入口速度：ｖ０ｉ＝｛１１０，  １９０，  ３４２，  ５５２，  ８４８｝ｍ／分；
各スタンドの出口速度：ｖ１ｉ＝｛１９０，  ３４２，  ５５２，  ８４８，  １２１４｝；ｍ／分；
入口温度：Ｔ１Ｉｎｌｅｔ＝１１０℃； 
各スタンドのストリップ鋼の変形抵抗：Ｋｉ＝｛３６０，  ４００，  ４８０，  ５９０，  ６５０｝ＭＰａ；
各スタンドの圧延圧力：Ｐｉ＝｛１２８００，  １１３００，  １０５００，  ９６００，  ８８００｝ｋＮ；
各スタンドの後方張力：Ｔ０ｉ＝｛７０，  １４５，  ２０８，  ２０２，  ２２９｝ＭＰａ；
各スタンドの前方張力：Ｔ１ｉ＝｛１４５，  ２０８，  ２０２，  ２２９，  ５６｝ＭＰａ；
エマルションの濃度影響係数：ｋｃ＝０．９；
潤滑剤の粘度圧縮係数：θ＝０．０３４；
ストリップ鋼の密度：ρ＝７８００ｋｇ／ｍ３；
ストリップ鋼の比熱容量：Ｓ＝０．４７ｋＪ／（ｋｇ・℃）；
エマルションのフローレート：ｗ＝９００ｍ／分；
エマルションの温度：Ｔｃ＝５８℃；
熱の仕事当量：Ｊ＝１；および、
ｉ番目のスタンドの作業ロールの平坦化半径：Ｒｉ’＝｛２７８．２，  ２７９．７，  ３００．５，  ３０１．６，  ２９５．４｝であり；
後に続いて、ステップ（ｃ）において、エマルション濃度最適化のプロセスに伴う獲得されるプロセスパラメーターは、主に以下の項目を含んでおり、該項目は；各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋および対応する摩擦係数ｕｉ＋であり；各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ−および対応する摩擦係数ｕｉ−であり；振動判定指標基準値ξ０ｉであり；圧下量：△ｈｉ＝ｈ０ｉ−ｈ１ｉ＝｛０．８６，  ０．５１，  ０．２，  ０．１５，  ０．１｝であり；圧下率：εｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉ＝｛０．４３，  ０．４５，  ０．３２，  ０．３５，  ０．３６｝であり；各スタンドの入口温度ＴｉＩｎｌｅｔであり；かつ、各スタンドの出口温度Ｔｉであり；m＝３０個のセクションへと均等に分割されたスタンド間の距離ｌが２７００ｍｍであり、該セクションにおける温度がＴｉ，  ｊ（１＜ｊ＜ｍ）によって表され、かつ、Ｔｉｉｎｌｅｔ＝Ｔｉ−ｌ，  m であり；過潤滑判定係数Ａ＋であり；かつ、欠潤滑判定係数Ａ−であり；
後に続いて、ステップ（ｄ）において、振動抑制を達成するための冷間連続圧延ミルセットのためのエマルション濃度総合的最適化目的関数の初期設定値Ｆ０＝１．０×１０１０が設定され；
後に続いて、ステップ（ｅ）において、各スタンドのバイト角αｉが、計算式：
【００４９】
【数１３】
2021534000.tif 000015
【００５０】
を用いて圧延理論にしたがって計算され、αｉ＝｛０．０５５６，  ０．０４２７，  ０．０２５８，  ０．０２２３，  ０．０１８４｝が得られ；
後に続いて、ステップ（ｆ）において、各スタンドの振動判定指標基準値ξ０ｉが、図２に示されているサブステップにしたがって計算され：
（ｆ１）各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋を計算するステップであり：
γｉ／αｉ＝Ａ＋＝１である時にロールギャップがちょうど過潤滑ステータスであると仮定して；
【００５１】
【数１４】
2021534000.tif 000016
【００５２】
および各スタンドの中立角γｉの計算式にしたがい、
【００５３】
【数１５】
2021534000.tif 000017
【００５４】
が得られ、ｕｉ＋＝｛０．０２４８，  ０．０１８６，  ０．０１３２，  ０．０１３６，  ０．０１９１｝が得られ；
摩擦係数と油膜厚さの関係：ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ（実施形態では、ａｉ＝０．０１２６であり、ｂｉ＝０．１４１６であり、かつ、Ｂｉ＝−２．４２９７である）にしたがって、各スタンドの過潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ＋が計算式：
【００５５】
【数１６】
2021534000.tif 000018
【００５６】
によって計算され、ξｉ＋＝｛１．００９，  １．３０１，  ２．２４９，  ２．０３９，  １．２６８｝μｍが得られ；
（ｆ２）各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ−を計算するステップであり：
γｉ／αｉ＝Ａ−＝０．６である時にロールギャップがちょうど欠潤滑ステータスであると仮定して、
【００５７】
【数１７】
2021534000.tif 000019
【００５８】
であり、かつ、ｕｉ−＝｛０．１２４０，  ０．０９３０，  ０．０６６０，  ０．０６８０，  ０．０９５５｝であり；
摩擦係数と油膜厚さの関係：ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉにしたがって、各スタンドの欠潤滑油膜厚さ臨界値ξｉ−が計算式：
【００５９】
【数１８】
2021534000.tif 000020
【００６０】
によって計算され、ξｉ−＝｛０．０９８，  ０．２３３，  ０．４０１，  ０．３８６，  ０．２２０｝μｍが得られ；
後に続いて、ステップ（ｆ３）において、振動判定指標基準値ξ０ｉが計算され、ξ０ｉ＝（ξｉ＋＋ξｉ−）／２であり、ξ０ｉ＝｛０．５５４，  ０．７６７，  １．３２５，  １．２１３，  ０．７４４｝が得られ；
後に続いて、ステップ（ｇ）において、各スタンドのエマルション濃度が、Ｃｉ＝｛４．２，  ４．２，  ４．２，  ４．２，  ４．２｝％として設定される。
【００６１】
その後、ステップ（ｈ）において、各スタンドのストリップ鋼の出口温度Ｔｉが、図３に示されているサプステップにしたがって計算される。
【００６２】
後に続いて、ステップ（ｈ１）において、第１のスタンドの出口温度Ｔ１が以下のように計算される：
【００６３】
【数１９】
2021534000.tif 000021
【００６４】
後に続いて、ステップ（ｈ２）において、ｉが１に設定される。
【００６５】
後に続いて、ステップ（ｈ３）において、ｉ番目のスタンドの出口の後ろのストリップ鋼の第１のセクションの温度がＴｉ，  ｌに設定され、すなわち、Ｔｉ，  ｌ＝Ｔｉ＝１７２．７６℃である。
【００６６】
後に続いて、ステップ（ｈ４）において、ｊが２に設定される。
【００６７】
後に続いて、ステップ（ｈ５）において、ｊ番目のセクションの温度とｊ−１番目のセクションの温度との間の関係が以下の等式を満たし：
【００６８】
【数２０】
2021534000.tif 000022
【００６９】
であり、
ｋ０は、ノズル形状および噴霧角度の影響係数であり、かつ、ｋ０＝１である。
【００７０】
後に続いて、ステップ（ｈ６）において、不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かが判定され、確立されていれば、その後、ｊ＝ｊ＋１に設定し、かつ、ステップ（ｈ５）へと向かい；確立されていなければ、ステップ（ｈ７）へと向かう。
【００７１】
後に続いて、ステップ（ｈ７）において、３０番目のセクション（ｍ＝３０である時）の温度が反復計算を介して得られる：Ｔ１，  ３０＝１０３．３２℃。
【００７２】
後に続いて、ステップ（ｈ８）において、第２のスタンドの入口温度Ｔ２ｉｎｌeｔが以下のように計算される：Ｔ２ｉｎｌeｔ＝Ｔ１，  ｍ＝１０３．３２℃。
【００７３】
後に続いて、ステップ（ｈ９）において、第２のスタンドの出口温度Ｔ２が以下のように計算される：
【００７４】
【数２１】
2021534000.tif 000023
【００７５】
後に続いて、ステップ（ｈ１０）において、不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かが判定され；確立されていれば、ｉ＝ｉ＋１に設定し、かつ、ステップ（ｈ３）へと向かい；確立されていなければ、ステップ（ｈ１１）へと向かう。 
【００７６】
後に続いて、ステップ（ｈ１１）において、各スタンドの出口温度が得られる：Ｔｉ＝｛１７２．７６，  １７８．０２，  １８６．５９，  １９４．３５，  ２０６．３３｝℃。
【００７７】
後に続いて、ステップ（ｉ）において、各スタンドのロールギャップにおけるエマルションの動粘性率η０ｉが等式によって計算され：η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（−ａ・Ｔｉ）（等式中、ａおよびｂは、気圧下での潤滑剤の動粘性率パラメーターであり、ａ＝０．０５であり、ｂ＝２．５である）、η０ｉ＝｛５．３９，  ５．４６，  ５．５９，  ５．６９，  ５．８４｝が得られる。
【００７８】
後に続いて、ステップ（ｊ）において、各スタンドのロールギャップにおける油膜の厚さξｉが以下の計算式によって計算され：
【００７９】
【数２２】
2021534000.tif 000024
【００８０】
であり、
ｋｒｇは、潤滑剤をエントレインするための作業ロールおよびストリップ鋼の表面縦方向粗さの強度の係数を表し、ｋｒｇ＝１．１８３であり、Ｋｒｓは、インプレッションレート、すなわち、ストリップ鋼へと作業ロールの表面粗さを移送する割合を表し、Ｋｒｓ＝０．５７６であり、かつ、ξｉ＝｛０．７８４，  ０．９６３，  ２．１０１，  ２．０４３，  １．３２６｝μｍが得られる。
【００８１】
後に続いて、ステップ（ｋ）において、エマルション濃度総合的最適化目的関数が以下の通り計算され：
【００８２】
【数２３】
2021534000.tif 000025
【００８３】
であり、
Ｘ＝｛Ｃｉ｝は最適化された可変値であり、かつ、λ＝０．５は分配係数であり、かつ、Ｆ（Ｘ）＝０．９４が得られる。
【００８４】
後に続いて、ステップ（ｌ）において、等式Ｆ（Ｘ）＝０．９４＜Ｆ０＝１×１０１０が確立されていれば、その時はＣｉｙ＝Ｃｉ＝｛４．２，  ４．２，  ４．２，  ４．２，  ４．２｝％であり、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）＝０．９４であり、かつ、ステップ（ｍ）が実行される。
【００８５】
後に続いて、ステップ（ｍ）において、エマルション濃度Ｃｉが実行可能な領域の範囲を超えているか否かが判定され、超えていればステップ（ｎ）が実行され；超えていなければステップ（ｇ）が実行される。
【００８６】
後に続いて、ステップ（ｎ）において、最適なエマルション濃度設定値Ｃｉｙ＝｛４．２，  ４．２，  ４．５，  ４．６，  ４．３｝％が出力され、Ｃｉｙは、実行可能な領域におけるＦ（Ｘ）の計算値が最小であるときのＣｉの値である。
【００８７】
最後に、全圧延プロセスの最中、冷間連続圧延ミルセットの制御システムは、ステップ（ｎ）において得られた最適なエマルション濃度設定値にしたがって、各スタンドのエマルション濃度をそれぞれ調整および制御する。
【００８８】
要すれば、本発明の技術的解決策は、各スタンドにおけるエマルションが一定の濃度制御を採用する先行技術における様式を変更し、各スタンドにおけるエマルションの濃度を最適化されるべき変数として採用し、かつ、エマルション濃度に対する総合的最適化制御を実行し、したがって、圧延ミルの振動を抑制することを達成する。
【００８９】
本発明の方法は、冷間連続圧延ミルセットのエマルション濃度を制御する分野において広範に用いられ得る。
【図１】
2021534000.tif 000038
【図２】
2021534000.tif 000039
【図３】
2021534000.tif 000040
【国際調査報告】
2021534000.tif 000041
2021534000.tif 000042
2021534000.tif 000043
2021534000.tif 000044