JP7049520B6 - 冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法 - Google Patents

冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法 Download PDF

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Description

本発明は、冷間連続圧延の技術分野に関し、とりわけ、冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法に関する。
背景
圧延機の振動の不具合は常に、その場での冷間連続圧延機の、高速であり、かつ、安定的な生産を複雑にし、かつ、最終ストリップの表面品質を保証する、困難な課題の１つである。過去、圧延機の振動の不具合のその場での処置は概して、圧延機の速度に対する制御に依拠し、そのことによって振動の不具合は弱められ得るが、生産効率の改善は制限され、かつ、企業の経済的利益は深刻に影響を受ける。しかしながら、冷間連続圧延機については、そのデバイスおよびプロセスの特徴が、振動抑制の可能性を決定する。したがって、合理的なプロセスパラメーターを設定することは、振動抑制のための核となる手段である。理論的研究および現場での追跡を通して、圧延機の振動は、ロールギャップ間の潤滑状態に直接的に関連することが見出される。ロールギャップが過潤滑状態にあれば、摩擦係数が小さ過ぎることが示され、したがって、圧延プロセスにおいてスリップを引き起こして圧延機の自励振動を引き起こしやすくなり；ロールギャップが欠潤滑状態にあれば、ロールギャップ間の平均油膜厚さが必要とされる最小値未満であることが示され、したがって、圧延プロセスの最中のロールギャップにおける油膜の破断に起因する摩擦係数の急激な増大を引き起こしやすくなり、そのことは、圧延圧力の変化およびシステム剛性の周期的変動をもたらし、かつ、したがってまた、圧延機の自励振動を引き起こす。圧延機の振動を抑制するために重要なことは、ロールギャップ間の潤滑状態を制御することであることが理解され得る。圧延スケジュール、圧延プロセスならびにエマルション濃度および初期温度のようなプロセスパラメーターが決定されていることを前提として、エマルションフローレートの設定は、冷間連続圧延機の各圧延スタンドのロールギャップの潤滑状態を直接的に決定し、かつ、冷間連続圧延機の主たるプロセス制御手段である。
特許第２０１４１０５２２１６８．９号は、冷間連続圧延機振動抑制方法を開示し、該方法は以下のステップを有し、該ステップは：１）冷間連続圧延機の５番目または４番目の圧延スタンドの上に冷間圧延機振動モニタリングデバイスを配置し、かつ、圧延機が振動信号のエネルギーによって振動しそうであるか否かを判定するステップ、２）冷間圧延機の５番目または４番目の圧延スタンドの入口エマルション注入ビームの前にフローレートを独立して調節し得る液体注入デバイスを配置するステップ、および、３）前方スリップ値を計算して、液体注入デバイスをオンにするかオフにするかを決定するステップである。特許第２０１４１０５２２１６８．９号は、冷間連続圧延機の極薄ストリップ圧延のための総合的なエマルションフロー最適化方法を開示する。冷間連続圧延機制御システムの既存のデバイスパラメーターおよびプロセスパラメーターデータは、スリップ、振動および熱間スライド傷ならびに形状および圧力制御を考慮して総合的なエマルションフロー最適化のプロセスパラメーターを定め、かつ、現在の張力スケジュールおよび圧下スケジュールの下で各圧延スタンドの最適なフローレート分配値を決定するために用いられる。極薄ストリップ圧延のためのエマルションフローレートの総合的な最適化設定は、コンピュータープログラム制御によって実現される。上記の特許は主として、モニタリング設備、前方スリップ計算モデル、エマルションフローレート制御、および、圧延機振動制御を実現するためのその他の態様に焦点を合わせ；振動は、エマルションフローレート制御の制約条件に過ぎず、かつ、主たる処置対象ではない。
（Ｉ）解決される技術的課題
本発明の目的は、冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法を提供することである。当該方法は、振動を抑制することを目的とし、かつ、油膜厚さモデルおよび摩擦係数モデルによって、各圧延スタンドについてのエマルションフローレートのための総合的な最適化設定が、圧延機の振動の不具合を処置し、かつ、最終ストリップの表面品質を改善するという目標を達成するために提案された過潤滑膜厚さ臨界値および欠潤滑膜厚さ臨界値に基づいて実現される。
（ＩＩ）技術的解決策
冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
Ｓ１、冷間連続圧延機のデバイス特徴パラメーターを収集するステップであり、該デバイス特徴パラメーターとしては以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの作業ロールの半径Ｒｉ、各圧延スタンドのロールの表面線速ｖｒｉ、各圧延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、圧延スタンド間の距離ｌおよび各圧延スタンドの作業ロールのロール交換後の圧延キロメートルＬｉであり、ｉは１、２、...、ｎであり、かつ、冷間連続圧延機の圧延スタンドの序数を表し、かつ、ｎは圧延スタンドの総数であり；
Ｓ２、ストリップの重要な圧延プロセスパラメーターを収集するステップであり、該重要な圧延プロセスパラメーターとしては以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの入口厚さｈ０ｉ、各圧延スタンドの出口厚さｈ１ｉ、ストリップ幅Ｂ、各圧延スタンドの入口速度ｖ０ｉ、各圧延スタンドの出口速度ｖ１ｉ、入口温度Ｔ１ ｒ、各圧延スタンドのストリップ変形抵抗Ｋｉ、各圧延スタンドの圧延圧力Ｐｉ、各圧延スタンドの後方張力Ｔ０ｉ、各圧延スタンドの前方張力Ｔ１ｉ、エマルション濃度影響係数ｋｃ、潤滑剤の圧力粘度係数θ、ストリップ密度ρ、ストリップの比熱容量Ｓ、エマルション濃度Ｃ、エマルション温度Ｔｃおよび熱の仕事当量Ｊであり；
Ｓ３、エマルションフロー最適化の方法に関連するプロセスパラメーターを定めるステップであり、該プロセスパラメーターとしては、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ ＋であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ ＋であり、欠潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ －であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ －であり、圧下量が△ｈｉ＝ｈ０ｉ－ｈ１ｉであり、圧下率がεｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉであり、かつ、各圧延スタンドの入口温度がＴｉ ｒであり、圧延スタンド間の距離ｌが、ｍ個のセクションへと均等に分割され、かつ、該セクションにおける温度が、Ｔｉ, ｊ（ｌ≦ｊ≦ｍ）によって表され、かつ、Ｔｉ ｒ＝Ｔｉ-ｌ, ｍであり、過潤滑判断係数がＡ＋であり、かつ、欠潤滑判断係数がＡ－であることが挙げられ；
Ｓ４、振動抑制を達成することを目的とする冷間連続圧延機のエマルションフローレート総合的最適化目的関数の初期設定値をＦ０＝１．０×１０１０として設定するステップであり；
ステップＳ１～Ｓ４の実行順は限定されず；
Ｓ５、圧延理論にしたがって各圧延スタンドのバイト角αｉを計算するステップであり、計算式は以下の通りであり：
Ｒｉ’は、ｉ番目の圧延スタンドの作業ロールの平坦化半径であり、かつ、圧延圧力の計算プロセス値であり；
Ｓ６、各圧延スタンドの振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり；
Ｓ７、各圧延スタンドのエマルションフローレートｗｉを設定するステップであり；
Ｓ８、各圧延スタンドのストリップ出口温度Ｔｉを計算するステップであり；
Ｓ９、エマルションフローレート総合的最適化目的関数Ｆ（Ｘ）を計算するステップであり；
Ｓ１０、不等式Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０が確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｗｉ ｙ＝ｗｉであることを可能にし、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）であり、その後でステップ１１へと向かい（なぜなら、初期の状況下でのＦ０＝１．０×１０１０では値が非常に大きく、最初の計算プロセスでは、Ｆ（Ｘ）はＦ０より小さくなければならず、かつ、後に続くｘ回の計算プロセスでは、対応するＦ（Ｘ）はｗｉの変化を伴って得られ、かつ、ｘ番目のＦ０はｘ－１番目のＦ（Ｘ）であり、ｘ番目のＦ（Ｘ）がｘ－１番目のＦ（Ｘ）より小さければ、Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０が確立されていると判定され、かつ、ステップＳ１１へと向かうため）；そうでなければ、ステップＳ１１へと直接向かうステップであり；
Ｓ１１、エマルションフローレートｗｉが実行可能な領域範囲を越えているか否かを判定し、そうであればステップＳ１２へと向かい、そうでなければステップＳ７へと向かうステップであり、ｗｉの実行可能な領域は、０から圧延機によって許容される最大エマルションフローレート値の範囲であり；かつ、
Ｓ１２、最適なエマルションフローレート設定値ｗｉ ｙを出力するステップであり、ｗｉ ｙは、実行可能な領域におけるＦ（Ｘ）の計算値が最小である時のｗｉの値である。
本発明のある実施形態によれば、ステップＳ６は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
Ｓ６．１、各圧延スタンドの中立角γｉを計算するステップであり：
Ｓ６．２、γｉ／αｉ＝Ａ＋である時にロールギャップがちょうど過潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から：
を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．３、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ （式中、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、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ ＋を計算するステップであり：
であり；
Ｓ６．４、γｉ／αｉ＝Ａ－である時にロールギャップがちょうど欠潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から：
を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．５、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ にしたがって、各圧延スタンドの欠潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ －を計算するステップであり：
であり；かつ、
Ｓ６．６、各圧延スタンドの振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり、ξ ０ｉ＝（ξ ｉ ＋＋ξ ｉ －）／２である。
本発明のある実施形態によれば、ステップＳ８は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
Ｓ８．１、第１の圧延スタンドの出口温度Ｔ１を計算するステップであり：
であり；
Ｓ８．２、ｉ＝１であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．３、ｉ番目の圧延スタンドの出口の後ろのストリップの第１のセクションの温度Ｔｉ， １を計算するステップであり、すなわち、Ｔｉ， １＝Ｔｉであり；
Ｓ８．４、ｊ＝２であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．５、以下の式によって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を示すステップであり：
ｋ０は、ノズル形状および噴霧角度の影響係数であり、かつ、０．８＜ｋ０＜１．２であり；
Ｓ８．６、不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｊ＝ｊ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．５ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．７へと向かうステップであり；
Ｓ８．７、反復計算によってｍ番目のセクションの温度Ｔｉ， ｍを得るステップであり；
Ｓ８．８、ｉ＋１番目の圧延スタンドの入口温度Ｔｉ＋１ ｒを計算するステップであり：Ｔｉ＋１ ｒ＝Ｔｉ， ｍであり；
Ｓ８．９、ｉ＋１番目の圧延スタンドの出口温度Ｔｉ＋１を計算するステップであり：
であり；
Ｓ８．１０、不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｉ＝ｉ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．３ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．１１へと向かうステップであり；かつ、
Ｓ８．１１、各圧延スタンドの出口温度Ｔｉを得るステップである。
本発明のある実施形態によれば、ステップＳ９は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
Ｓ９．１、各圧延スタンドのロールギャップ間のエマルションの動粘性率η０ｉを計算するステップであり、η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（－ａ・Ｔｉ）であり、式中、ａ，ｂは、気圧下での潤滑油の動粘性率パラメーターであり；
Ｓ９．２、各圧延スタンドのロールギャップ間の油膜厚さξ ｉを計算するステップであり、計算式は以下の通りであり：
式中、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、かつ、０．０９～０．１５の範囲内であり、かつ、Ｋｒｓはインプレッションレート、すなわち、ストリップへと作業ロールの表面粗さを移送する割合を表し；かつ、
Ｓ９．３、エマルションフローレート総合的最適化目的関数を計算するステップであり：
式中、Ｘ＝｛ｗｉ｝は最適化可変値であり、かつ、λは分配係数である。
本願では、次のステップが先行するステップの結果を条件としない限り、次のステップが先行するステップに依拠するのでなければ、ステップにしたがう必要はない。
（ＩＩＩ）有益な効果
本発明の技術的解決策が採用され、かつ、冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法は、冷間連続圧延機のデバイスおよびプロセスの特徴を完全に組み合わせ、かつ、振動の不具合の課題を目的とし、各圧延スタンドのエマルションフローレートについての総合的な最適化設定から始まり、かつ、冷間連続圧延機の各圧延スタンドについての一定のエマルションフロー制御の先行するアイデアを変更し、当該方法は、最適化によって振動抑制を達成することを目的とする各圧延スタンドについてのエマルションフローレートの最適な設定値を得；かつ、当該方法は大いに、圧延機の振動の不具合の発生を減少させ、生産効率および製品品質を改善し、企業にとっていっそう大きい経済的利益をもたらし、圧延機の振動の不具合を処置し、かつ、冷間連続圧延機の最終ストリップの表面品質および圧延プロセスの安定性を改善する。
本発明では、同一の参照数字は常に、同一の特徴を表す。
図１は、本発明のエマルションフロー最適化方法のフローチャートである。 図２は、振動判定指標基準値を計算するフローチャートである。 図３は、各圧延スタンドのストリップ出口温度を計算するフローチャートである。 図４は、エマルションフローレート総合的最適化目的関数を計算するフローチャートである。
詳細な説明
本発明の技術的解決策は、図面および実施形態と組み合わせて、さらに説明されるであろう。
圧延機の振動の不具合は、過潤滑状態であっても欠潤滑状態であっても、冷間連続圧延機の各圧延スタンドのロールギャップ間で非常に容易に引き起こされ、かつ、エマルションフローレートの設定は、各圧延スタンドのロールギャップ間の潤滑状態に直接影響を与える。圧延機の振動の不具合の処置を実現するために、エマルションフローレートから開始して、本特許は、冷間連続圧延機の全体の潤滑状態および個別の圧延スタンドの潤滑状態が、冷間連続圧延機のエマルションフローレートの総合的な最適分配を通して最適であり得、圧延機の振動の不具合を処置し、かつ、冷間連続圧延機の最終ストリップの表面品質および圧延プロセスの安定性を改善するという目標を達成することを保証する。
図１を参照すると、冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
Ｓ１、冷間連続圧延機のデバイス特徴パラメーターを収集するステップであり、該デバイス特徴パラメーターとしては以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの作業ロールの半径Ｒｉ、各圧延スタンドのロールの表面線速ｖｒｉ、各圧延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、圧延スタンド間の距離ｌおよび各圧延スタンドの作業ロールのロール交換後の圧延キロメートルＬｉであり、ｉは１、２、...、ｎであり、かつ、冷間連続圧延機の圧延スタンドの序数を表し、かつ、ｎは圧延スタンドの総数であり；
Ｓ２、ストリップの重要な圧延プロセスパラメーターを収集するステップであり、該重要な圧延プロセスパラメーターとしては以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの入口厚さｈ０ｉ、各圧延スタンドの出口厚さｈ１ｉ、ストリップ幅Ｂ、各圧延スタンドの入口速度ｖ０ｉ、各圧延スタンドの出口速度ｖ１ｉ、入口温度Ｔ１ ｒ、各圧延スタンドのストリップ変形抵抗Ｋｉ、各圧延スタンドの圧延圧力Ｐｉ、各圧延スタンドの後方張力Ｔ０ｉ、各圧延スタンドの前方張力Ｔ１ｉ、エマルション濃度影響係数ｋｃ、潤滑剤の圧力粘度係数θ、ストリップ密度ρ、ストリップの比熱容量Ｓ、エマルション濃度Ｃ、エマルション温度Ｔｃおよび熱の仕事当量Ｊであり；
Ｓ３、エマルションフロー最適化の方法に関連するプロセスパラメーターを定めるステップであり、該プロセスパラメーターとしては、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ ＋であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ ＋であり、欠潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ －であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ －であり、圧下量が△ｈｉ＝ｈ０ｉ―ｈ１ｉであり、圧下率がεｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉであり、各圧延スタンドの入口温度がＴｉ ｒであり、圧延スタンド間の距離ｌがｍ個のセクションへと均等に分割され、かつ、該セクションにおける温度が、Ｔｉ, ｊ（ｌ≦ｊ≦ｍ）によって表され、かつ、Ｔｉ ｒ＝Ｔｉ-ｌ, ｍであり、過潤滑判断係数がＡ＋であり、かつ、欠潤滑判断係数がＡ－であることが挙げられ；
Ｓ４、振動抑制を達成することを目的とする冷間連続圧延機のエマルションフローレート総合的最適化目的関数の初期設定値をＦ０＝１．０×１０１０として設定するステップであり；
ステップＳ１～Ｓ４の実行順は限定されず、かつ、いくつかの場合には、ステップＳ１～Ｓ４は同時に実行され得、
Ｓ５、圧延理論にしたがって各圧延スタンドのバイト角αｉを計算するステップであり、計算式は以下の通りであり：
Ｒｉ’は、ｉ番目の圧延スタンドの作業ロールの平坦化半径であり、かつ、圧延圧力の計算プロセス値であり；
Ｓ６、各圧延スタンドの振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり、計算フローチャートは図２に示されており：
Ｓ６．１、各圧延スタンドの中立角γｉを計算するステップであり：
Ｓ６．２、γｉ／αｉ＝Ａ＋である時にロールギャップがちょうど過潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から：
を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．３、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ （式中、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、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ ＋を計算するステップであり：
であり；
Ｓ６．４、γｉ／αｉ＝Ａ－である時にロールギャップがちょうど欠潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から：
を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．５、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ にしたがって、各圧延スタンドの欠潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ －を計算するステップであり：
であり；かつ、
Ｓ６．６、各圧延スタンドの振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり、ξ ０ｉ＝（ξ ｉ ＋＋ξ ｉ －）／２であり；
Ｓ７、各圧延スタンドのエマルションフローレートｗｉを設定するステップであり；
Ｓ８、各圧延スタンドのストリップ出口温度Ｔｉを計算するステップであり、計算フローチャートは図３に示されており、
Ｓ８．１、第１の圧延スタンドの出口温度Ｔ１を計算するステップであり：
であり；
Ｓ８．２、ｉ＝１であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．３、ｉ番目の圧延スタンドの出口の後ろのストリップの第１のセクションの温度Ｔｉ， １を計算するステップであり、すなわち、Ｔｉ， １＝Ｔｉであり；
Ｓ８．４、ｊ＝２であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．５、以下の式によって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を示すステップであり：
ｋ０は、ノズル形状および噴霧角度の影響係数であり、かつ、０．８＜ｋ０＜１．２であり；
Ｓ８．６、不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｊ＝ｊ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．５ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．７へと向かうステップであり；
Ｓ８．７、反復計算によってｍ番目のセクションの温度Ｔｉ， ｍを得るステップであり；
Ｓ８．８、ｉ＋１番目の圧延スタンドの入口温度Ｔｉ＋１ ｒを計算するステップであり：Ｔｉ＋１ ｒ＝Ｔｉ， ｍであり；
Ｓ８．９、ｉ＋１番目の圧延スタンドの出口温度Ｔｉ＋１を計算するステップであり：
であり；
Ｓ８．１０、不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｉ＝ｉ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．３ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．１１へと向かうステップであり；かつ、
Ｓ８．１１、各圧延スタンドの出口温度Ｔｉを得るステップであり；
Ｓ９、エマルションフローレート総合的最適化目的関数Ｆ（Ｘ）を計算するステップであり、計算フローチャートは図４に示されており：
Ｓ９．１、各圧延スタンドのロールギャップ間のエマルションの動粘性率η０ｉを計算するステップであり、η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（－ａ・Ｔｉ）であり、式中、ａ，ｂは、気圧下での潤滑油の動粘性率パラメーターであり；
Ｓ９．２、各圧延スタンドのロールギャップ間の油膜厚さξ ｉを計算するステップであり、計算式は以下の通りであり：
式中、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、かつ、０．０９～０．１５の範囲内であり、かつ、Ｋｒｓはインプレッションレート、すなわち、ストリップへと作業ロールの表面粗さを移送する割合を表し；かつ、
Ｓ９．３、エマルションフローレート総合的最適化目的関数を計算するステップであり：
式中、Ｘ＝｛ｗｉ｝は最適化可変値であり、かつ、λは分配係数であり；
Ｓ１０、不等式Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０が確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｗｉ ｙ＝ｗｉであることを可能にし、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）であり、かつ、その後でステップＳ１１へと向かい；そうでなければ、ステップＳ１１へと直接向かうステップであり；
Ｓ１１、エマルションフローレートｗｉが実行可能な領域範囲を越えているか否かを判定し、そうであればステップＳ１２へと向かい、そうでなければステップＳ７へと向かうステップであり、ｗｉの実行可能な領域は、０から圧延機によって許容される最大エマルションフローレート値の範囲であり；かつ、
Ｓ１２、最適なエマルションフローレート設定値ｗｉ ｙを出力するステップであり、ｗｉ ｙは、実行可能な領域におけるＦ（Ｘ）の計算値が最小である時のｗｉの値である。
実施形態１
本願の関連技術の適用プロセスをさらに説明するために、振動抑制を達成することを目的とする冷間連続圧延機のためのエマルションフロー最適化方法の適用プロセスは、例として冷間圧延プラントにおいて１７３０冷間連続圧延機を採用することによって説明される。
冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
Ｓ１、冷間連続圧延機のデバイス特徴パラメーターを収集するステップであり、冷間圧延プラントにおける１７３０冷間連続圧延機は、合計５つの圧延スタンドを有し、かつ、該デバイス特徴パラメーターとしては主として以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの作業ロールの半径Ｒｉ＝｛２１０， ２１２， ２３０， ２３０， ２２８｝ｍｍ、各圧延スタンドのロールの表面線速ｖｒｉ＝｛１８０， ３２０， ５００， ８００， １１５０｝ｍ／分、各圧延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、圧延スタンド間の距離ｌ＝２７００ｍｍおよび各圧延スタンドの作業ロールのロール交換後の圧延キロメートルＬｉ＝｛１００， １１０， ２３０， １８０， ９０｝ｋｍであり、ｉは１、２、...、ｎであり、かつ、冷間連続圧延機の圧延スタンドの序数を表し、かつ、ｎ＝５は圧延スタンドの総数であり、以下でも同様であり；
Ｓ２、ストリップの重要な圧延プロセスパラメーターを収集するステップであり、該重要な圧延プロセスパラメーターとしては主として以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの入口厚さｈ０ｉ＝｛２．０， １．１４， ０．６３， ０．４３， ０．２８｝ｍｍ、各圧延スタンドの出口厚さｈ１ｉ＝｛１．１４， ０．６３， ０．４３， ０．２８， ０．１８｝ｍｍ、ストリップ幅Ｂ＝９６６ｍｍ、各圧延スタンドの入口速度ｖ０ｉ＝｛１１０， １９０， ３４２， ５５２， ８４８｝ｍ／分、各圧延スタンドの出口速度ｖ１ｉ＝｛１９０， ３４２， ５５２， ８４８， １２１４｝ｍ／分、入口温度Ｔ１ ｒ＝１１０℃、各圧延スタンドのストリップ変形抵抗Ｋｉ＝｛３６０， ４００， ４８０， ５９０， ６５０｝ＭＰａ、各圧延スタンドの圧延圧力Ｐｉ＝｛１２８００， １１３００， １０５００， ９６００， ８８００｝ｋＮ、各圧延スタンドの後方張力Ｔ０ｉ＝｛７０， １４５， ２０８， ２０２， ２２９｝ＭＰａ、各圧延スタンドの前方張力Ｔ１ｉ-＝｛１４５， ２０８， ２０２， ２２９， ５６｝ＭＰａ、エマルション濃度影響係数ｋｃ＝０．９、潤滑剤の圧力粘度係数θ＝０．０３４、ストリップ密度ρ＝７８００ｋｇ／ｍ３、ストリップの比熱容量Ｓ＝０．４７ｋＪ／（ｋｇ・℃）、エマルション濃度Ｃ＝４．２％、エマルション温度Ｔｃ＝５８℃および熱の仕事当量Ｊ＝１であり；
Ｓ３、エマルションフロー最適化の方法に関連するプロセスパラメーターを定めるステップであり、該プロセスパラメーターとしては主に、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ ＋であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ ＋であり、欠潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ －であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ －であり、圧下量が△ｈｉ＝ｈ０ｉ－ｈ１ｉであり、圧下率がεｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉであり、各圧延スタンドの入口温度がＴｉ ｒであり、かつ、圧延スタンド間の距離ｌ＝２７００ｍｍがｍ＝３０個のセクションへと均等に分割され、かつ、該セクションにおける温度がＴｉ, ｊ（ｌ≦ｊ≦ｍ）によって表され、かつ、Ｔｉ ｒ＝Ｔｉ-ｌ, ｍであり、過潤滑判断係数がＡ＋であり、かつ、欠潤滑判断係数がＡ－であることが挙げられ；
Ｓ４、振動抑制を達成することを目的とする冷間連続圧延機のエマルションフローレート総合的最適化目的関数の初期設定値をＦ０＝１．０×１０１０として設定するステップであり；
Ｓ５、圧延理論にしたがって各圧延スタンドのバイト角αｉを計算するステップであり、計算式は：
であり、そこから、αｉ＝｛０．０５５６， ０．０４２７， ０．０２５８， ０．０２２３， ０．０１８４｝であることが得られ得；
Ｓ６、各圧延スタンドの振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり；
Ｓ６．１、各圧延スタンドの中立角γｉを計算するステップであり、計算式は：
であり；
Ｓ６．２、γｉ／αｉ＝Ａ＋＝１である時にロールギャップがちょうど過潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から式：
にしたがってｕｉ ＋＝｛０．０２４８， ０．０１８６， ０．０１３２， ０．０１３６， ０．０１９１｝を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．３、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ （式中、ａｉは液体摩擦影響係数であり、ａｉ＝０．０１２６であり、ｂｉは乾燥摩擦影響係数であり、ｂｉ＝０．１４１６であり、かつ、Ｂｉは摩擦係数減衰指標であり、Ｂｉ＝－２．４２９７である）にしたがって、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ ＋を計算するステップであり、 計算式は：
であり、そこからξ ｉ ＋＝｛１．００９， １．３０１， ２．２４９， ２．０３９，
１．２６８｝μｍであることが得られ得；
Ｓ６．４、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状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から式：
にしたがってｕｉ －＝｛０．１２４０， ０．０９３０， ０．０６６０， ０．０６８０， ０．０９５５｝を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．５、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ にしたがって、各圧延スタンドの欠潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ －を計算するステップであり、計算式は：
であり、そこからξ ｉ －＝｛０．０９８， ０．２３３， ０．４０１， ０．３８６，
０．２２０｝μｍであることが得られ得；
Ｓ６．６、振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり、ξ ０ｉ＝（ξ ｉ ＋＋ξ ｉ －）／２であり、そこからξ ０ｉ＝｛０．５５４， ０．７６７， １．３２５， １．２１３， ０．７４４｝であることが得られ得；
Ｓ７、各圧延スタンドのエマルションフローレートをｗｉ＝｛９００， ９００， ９００， ９００， ９００｝Ｌ／分となるように設定するステップであり；
Ｓ８、各圧延スタンドのストリップ出口温度Ｔｉを計算するステップであり、
Ｓ８．１、第１の圧延スタンドの出口温度Ｔ１を計算するステップであり：
であり；
Ｓ８．２、ｉ＝１であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．３、第１の圧延スタンドの出口の後ろのストリップの第１のセクションの温度Ｔｉ， １を計算するステップであり、すなわち、Ｔｉ， １＝Ｔｉ＝１７２．７６℃であり；
Ｓ８．４、ｊ＝２であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．５、以下の式によって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式を示すステップであり：
ｋ０＝１.０であり；
Ｓ８．６、不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｊ＝ｊ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．５ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．７へと向かうステップであり；
Ｓ８．７、最終的に反復計算によってｍ＝３０番目のセクションの温度Ｔｉ， ３０＝１０３．３２℃を得るステップであり；
Ｓ８．８、第２の圧延スタンドの入口温度Ｔ２ ｒを計算するステップであり：Ｔ２ ｒ＝Ｔｉ， ｍ＝１０３．３２℃であり；
Ｓ８．９、第２の圧延スタンドの出口温度Ｔ２を計算するステップであり：
Ｓ８．１０、不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｉ＝ｉ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．３ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．１１へと向かうステップであり；
Ｓ８．１１、各圧延スタンドの出口温度Ｔｉ＝｛１７２．７６， １７８．０２， １８６．５９， １９４．３５， ２０６．３３｝℃を得るステップであり；
Ｓ９、エマルションフローレート総合的最適化目的関数Ｆ（Ｘ）を計算するステップであり；
Ｓ９．１、各圧延スタンドのロールギャップ間のエマルションの動粘性率η０ｉを計算するステップであり、η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（－ａ・Ｔｉ）であり、式中、ａ，ｂは、気圧下での潤滑油の動粘性率パラメーターであり、かつ、ａ＝０．０５，ｂ＝２．５からη０ｉ＝｛５．３９， ５．４６， ５．５９， ５．６９， ５．８４｝であることが得られ得；
Ｓ９．２、以下の式にしたがって各圧延スタンドのロールギャップ間の油膜厚さξ ｉを計算するステップであり：
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、ｋｒｇ＝1．１８３であり、かつ、Ｋｒｓはインプレッションレート、すなわち、ストリップ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、そこからξ ｉ＝｛０．７８４， ０．９６３， ２．１０１， ２．０４３， １．３２６｝μｍであることが得られ得；
Ｓ９．３、エマルションフローレート総合的最適化目的関数を計算するステップであり：
式中、Ｘ＝｛ｗｉ｝は最適化可変値であり、かつ、λ＝０.５は分配係数であり、したがって、Ｆ（Ｘ）＝０．９４であり；
Ｓ１０、Ｆ（Ｘ）＝０．９４＜Ｆ０＝１×１０１０が確立されていれば、ｗｉ ｙ-＝ｗｉ＝｛９００， ９００， ９００， ９００， ９００｝Ｌ／分であることを可能にし、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）＝０．９４であり、ステップＳ１１へと向かうステップであり、後に続くｘ回の計算プロセスでは、対応するＦ（Ｘ）は、ｗｉの変化を伴って得られ、かつ、ｘ番目のＦ０は、ｘ－１番目のＦ（Ｘ）である。ｘ番目のＦ（Ｘ）がｘ－１番目のＦ（Ｘ）より小さければ、Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０であると判断され、かつ、ステップＳ１１へと向かい；
Ｓ１１、エマルションフローレートｗｉが実行可能な領域範囲を越えているか否かを判定し、そうであればステップＳ１２へと向かい、そうでなければステップＳ７へと向かうステップであり；かつ、
Ｓ１２、最適なエマルションフローレート設定値ｗｉ ｙ＝｛１０２２， １０５０， １２５５， １６９８， １１０２｝Ｌ／分を出力するステップである。
実施形態２
本願の関連技術の適用プロセスをさらに説明するために、振動抑制を達成することを目的とする冷間連続圧延機のためのエマルションフロー最適化方法の適用プロセスは、例として冷間圧延プラントにおいて１４２０冷間連続圧延機を採用することによって説明される。
冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
Ｓ１、前記冷間連続圧延機のデバイス特徴パラメーターを収集するステップであり、冷間圧延プラントにおける１４２０冷間連続圧延機は、合計５つの圧延スタンドを有し、かつ、該デバイス特徴パラメーターとしては主として以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの作業ロールの半径Ｒｉ＝｛２１１， ２１３， ２３３， ２３３，２２９｝ｍｍ、各圧延スタンドのロールの表面線速ｖｒｉ＝｛１８２， ３２２， ５０４， ８０５， １１５３｝ｍ／分、各圧延スタンドの作業ロールの元々の粗さＲａｉｒ０＝｛１．０， １．０， ０．９， ０．９， １．０｝μｍ、作業ロールの粗さ減衰係数ＢＬ＝０．０１５、圧延スタンド間の距離ｌ＝２７５０ｍｍおよび各圧延スタンドの作業ロールのロール交換後の圧延キロメートルＬｉ＝｛１２０， １３０， ２３０， １９０， ２００｝ｋｍであり、ｉは１、２、...、ｎであり、かつ、前記冷間連続圧延機の前記圧延スタンドの序数を表し、かつ、ｎ＝５は圧延スタンドの総数であり、以下でも同様であり；
Ｓ２、ストリップの重要な圧延プロセスパラメーターを収集するステップであり、該重要な圧延プロセスパラメーターとしては主として以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの入口厚さｈ０ｉ＝｛２．１， １．１５， ０．６５， ０．４５， ０．３｝ｍｍ、各圧延スタンドの出口厚さｈ１ｉ＝｛１．１５， ０．６５， ０．４５， ０．３， ０．１５｝ｍｍ、ストリップ幅Ｂ＝９５５ｍｍ、各圧延スタンドの入口速度ｖ０ｉ＝｛１１５， １９３， ３４６， ５５５， ８５２｝ｍ／分、各圧延スタンドの出口速度ｖ１ｉ＝｛１９１， ３４４， ５５６， ８４９， １２１７｝ｍ／分、入口温度Ｔ１ ｒ＝１１５℃、各圧延スタンドのストリップ変形抵抗Ｋｉ＝｛３７０， ４１０，
４９０， ５９０， ６６０｝ＭＰａ、各圧延スタンドの圧延圧力Ｐｉ＝｛１２８２０， １１３３０， １０５１０， ９６３０， ８８２０｝ｋＮ、各圧延スタンドの後方張力Ｔ０ｉ＝｛７３， １４８， ２１０， ２０５， ２３２｝ＭＰａ、各圧延スタンドの前方張力Ｔ１ｉ-＝｛１４７， ２１２， ２０６， ２３１， ６０｝ＭＰａ、エマルション濃度影響係数ｋｃ＝０．９、潤滑剤の圧力粘度係数θ＝０．０３６、ストリップ密度ρ＝７８００ｋｇ／ｍ３、ストリップの比熱容量Ｓ＝０．４９ｋＪ／（ｋｇ・℃）、エマルション濃度Ｃ＝４．５％、エマルション温度Ｔｃ＝５９℃および熱の仕事当量Ｊ＝１であり；
Ｓ３、エマルションフロー最適化の方法に関連するプロセスパラメーターを定めるステップであり、該プロセスパラメーターとしては主として、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ ＋であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ ＋であり、欠潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ －であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ －であり、圧下量が△ｈｉ＝ｈ０ｉ－ｈ１ｉであり、圧下率εｉがεｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉであり、各圧延スタンドの入口温度がＴｉ ｒであり、圧延スタンド間の距離ｌ＝２７５０ｍｍがｍ＝３０個のセクションへと均等に分割され、過潤滑判断係数Ａ＋、ならびに、欠潤滑判断係数Ａ－を有し、かつ、圧延スタンド間の距離ｌ＝２７５０ｍｍをｍ＝３０個のセクションへと均等に分割するステップであり、かつ、該セクションにおける温度が、Ｔｉ, ｊ（ｌ≦ｊ≦ｍ）によって表され、かつ、Ｔｉ ｒ＝Ｔｉ-ｌ, ｍであり、過潤滑判断係数がＡ＋であり、かつ、欠潤滑判断係数がＡ－であることが挙げられ；
Ｓ４、振動抑制を達成することを目的とする冷間連続圧延機のエマルションフローレート総合的最適化目的関数の初期設定値をＦ０＝１．０×１０１０として設定するステップであり；
Ｓ５、圧延理論にしたがって各圧延スタンドのバイト角αｉを計算するステップであり、計算式は：
であり、そこから、αｉ＝｛０．０５６６， ０．０４３１， ０．０２６１， ０．０２２７， ０．０１８８｝であることが得られ得；
Ｓ６、各圧延スタンドの振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり：
Ｓ６．１、各圧延スタンドの中立角γｉを計算するステップであり、計算式は：
であり；
Ｓ６．２、γｉ／αｉ＝Ａ＋＝１である時にロールギャップがちょうど過潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から式：
にしたがってｕｉ ＋＝｛０．０２５１， ０．０１８７， ０．０１３５， ０．０１３８， ０．０１９３｝を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．３、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ （式中、ａｉは液体摩擦影響係数であり、ａｉ＝０．０１２８であり、ｂｉは乾燥摩擦影響係数であり、ｂｉ＝０．１４２６であり、かつ、Ｂｉは摩擦係数減衰指標であり、Ｂｉ＝－２．４３０７である）にしたがって、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ ＋を計算するステップであり、 計算式は：
であり、そこからξ ｉ ＋＝｛１．０１１， １．３２１， ２．２５３， ２．０４１，
１．２７２｝μｍであることが得られ得；
Ｓ６．４、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状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から式：
にしたがってｕｉ －＝｛０．１２４３， ０．０９３６， ０．０６６４， ０．０６８５， ０．０９５５｝を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．５、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ にしたがって、各圧延スタンドの欠潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ －を計算するステップであり、計算式は：
であり、そこからξ ｉ －＝｛０．１０１， ０．２３６， ０．４１１， ０．３８９，
０．２２３｝μｍであることが得られ得；
Ｓ６．６、振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり、ξ ０ｉ＝（ξ ｉ ＋＋ξ ｉ －）／２であり、そこからξ ０ｉ＝｛０．５５７， ０．７６９， １．３２７， １．２１５， ０．７４６｝であることが得られ得；
Ｓ７、各圧延スタンドのエマルションフローレートをｗｉ＝｛９００， ９００， ９００， ９００， ９００｝Ｌ／分となるように設定するステップであり；
Ｓ８、各圧延スタンドのストリップ出口温度Ｔｉを計算するステップであり、
Ｓ８．１、第１の圧延スタンドの出口温度Ｔ１を計算するステップであり：
であり；
Ｓ８．２、ｉ＝１であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．３、第１の圧延スタンドの出口の後ろのストリップの第１のセクションの温度Ｔｉ， １を計算するステップであり、すなわち、Ｔｉ， １＝Ｔｉ＝１７５．８１℃であり；
Ｓ８．４、ｊ＝２であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．５、以下の式によって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を示すステップであり：
ｋ０＝１．０であり；
Ｓ８．６、不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｊ＝ｊ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．５ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．７へと向かうステップであり；
Ｓ８．７、最終的に反復計算によってｍ＝３０番目のセクションの温度Ｔｉ， ３０＝１０５．４１℃を得るステップであり；
Ｓ８．８、第２の圧延スタンドの入口温度Ｔ２ ｒを計算するステップであり：Ｔ２ ｒ＝Ｔｉ， ｍ＝１０５．４１℃であり；
Ｓ８．９、第２の圧延スタンドの出口温度Ｔ２を計算するステップであり：
Ｓ８．１０、不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｉ＝ｉ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．３ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．１１へと向かうステップであり；
Ｓ８．１１、各圧延スタンドの出口温度Ｔｉ＝｛１７５．８６， １７９．３６， １８９．７７， １９６．６５， ２０７．５４｝℃を得るステップであり；
Ｓ９、エマルションフローレート総合的最適化目的関数Ｆ（Ｘ）を計算するステップであり；
Ｓ９．１、各圧延スタンドのロールギャップ間のエマルションの動粘性率η０ｉを計算するステップであり、η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（－ａ・Ｔｉ）であり、式中、ａ，ｂは、気圧下での潤滑油の動粘性率パラメーターであり、かつ、ａ＝０．１５，ｂ＝３．０からη０ｉ＝｛５．４５， ５．７８， ５．６５， ５．７５， ５．８９｝であることが得られ得；
Ｓ９．２、以下の式にしたがって各圧延スタンドのロールギャップ間の油膜厚さξ ｉを計算するステップであり：
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、ｋｒｇ＝1．１９６であり、かつ、Ｋｒｓはインプレッションレート、すなわち、ストリップへと作業ロールの表面粗さを移送する割合を表し、Ｋｒｓ＝０．５８４であり、そこからξ ｉ＝｛０．７９５， ０．９６７， ２．１３２， ２．０５６， １．３３７｝μｍであることが得られ得；
Ｓ９．３、エマルションフローレート総合的最適化目的関数を計算するステップであり：
式中、Ｘ＝｛ｗｉ｝は最適化可変値であり、かつ、λ＝０.５は分配係数であり、したがって、Ｆ（Ｘ）＝０．９８であり；
Ｓ１０、Ｆ（Ｘ）＝０．９８＜Ｆ０＝１×１０１０が確立されていれば、ｗｉ ｙ-＝ｗｉ＝｛９００， ９００， ９００， ９００， ９００｝Ｌ／分であることを可能にし、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）＝０．９８であり、ステップＳ１１へと向かうステップであり、後に続くｘ回の計算プロセスでは、対応するＦ（Ｘ）は、ｗｉの変化を伴って得られ、かつ、ｘ番目のＦ０は、ｘ－１番目のＦ（Ｘ）である。ｘ番目のＦ（Ｘ）がｘ－１番目のＦ（Ｘ）より小さければ、Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０であると判断され、ステップＳ１１へと向かい；
Ｓ１１、エマルションフローレートｗｉが実行可能な領域範囲を越えているか否かを判定し、そうであればステップＳ１２へと向かい、そうでなければステップＳ７へと向かうステップであり；かつ、
Ｓ１２、最適なエマルションフローレート設定値ｗｉ ｙ＝｛１０２９， １０５５， １２６１， １７０３， １１０９｝Ｌ／分を出力するステップである。
実施形態３
本願の関連技術の適用プロセスをさらに説明するために、振動抑制を達成することを目的とする冷間連続圧延機のためのエマルションフロー最適化方法の適用プロセスは、例として冷間圧延プラントにおいて１２２０冷間連続圧延機を採用することによって説明される。
冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法は以下のステップを含んでおり、該ステップは：
Ｓ１、冷間連続圧延機のデバイス特徴パラメーターを収集するステップであり、冷間圧延プラントにおける１２２０冷間連続圧延機は、合計５つの圧延スタンドを有し、かつ、該デバイス特徴パラメーターとしては主として以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの作業ロールの半径Ｒｉ＝｛２０８， ２１０， ２２７， ２２６， ２２５｝ｍｍ、各圧延スタンドのロールの表面線速ｖｒｉ＝｛１７６， ３１７， ４９５， ７８９， １１４６｝ｍ／分、各圧延スタンドの作業ロールの元々の粗さＲａｉｒ０＝｛０．９， ０．９， ０．７， ０．７， ０．８｝μｍ、作業ロールの粗さ減衰係数ＢＬ＝０．０１、圧延スタンド間の距離ｌ＝２７００ｍｍおよび各圧延スタンドの作業ロールのロール交換後の圧延キロメートルＬｉ＝｛１５２， １０２， ２１５， １６５， ７０｝ｋｍであり、ｉは１、２、...、ｎであり、かつ、冷間連続圧延機の圧延スタンドの序数を表し、かつ、ｎ＝５は圧延スタンドの総数であり、以下でも同様であり；
Ｓ２、ストリップの重要な圧延プロセスパラメーターを収集するステップであり、該重要な圧延プロセスパラメーターとしては主として以下の項目が挙げられ、該項目は：各圧延スタンドの入口厚さｈ０ｉ＝｛１．８， １．０５， ０．５７， ０．３９， ０．２５｝ｍｍ、各圧延スタンドの出口厚さｈ１ｉ＝｛１．０５， ０．５７， ０．３６， ０．２２， ０．１３｝ｍｍ、ストリップ幅Ｂ＝８７６ｍｍ、各圧延スタンドの入口速度ｖ０ｉ＝｛１０４， １８５， ３３７， ５４６， ８４４｝ｍ／分、各圧延スタンドの出口速度ｖ１ｉ＝｛１８８， ３３７， ５４８， ８４５， １２０１｝ｍ／分、入口温度Ｔ１ ｒ＝１１０℃、各圧延スタンドのストリップ変形抵抗Ｋｉ＝｛３５５， ３９５， ４７６， ５８０， ６４０｝ＭＰａ、各圧延スタンドの圧延圧力Ｐｉ＝｛１２９００， １１２００， １０４００， ９６００， ８９００｝ｋＮ、各圧延スタンドの後方張力Ｔ０ｉ＝｛７４， １４１， ２０３， ２０１， ２１９｝ＭＰａ、各圧延スタンドの前方張力Ｔ１ｉ-＝｛１４０， ２０３， １９９， ２２４， ５０｝ＭＰａ、エマルション濃度影響係数ｋｃ＝０．８、潤滑剤の圧力粘度係数θ＝０．０３５、ストリップ密度ρ＝７８００ｋｇ／ｍ３、ストリップの比熱容量Ｓ＝０．４５ｋＪ／（ｋｇ・℃）、エマルション濃度Ｃ＝３．７％、エマルション温度Ｔｃ＝５５℃および熱の仕事当量Ｊ＝１であり；
Ｓ３、エマルションフロー最適化の方法に関連するプロセスパラメーターを定めるステップであり、該プロセスパラメーターとしては主として、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ ＋であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ ＋であり、欠潤滑膜厚さ臨界値がξ ｉ －であり、かつ、この時における摩擦係数がｕｉ －であり、圧下量が△ｈｉ＝ｈ０ｉ－ｈ１ｉであり、圧下率εｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉであり、各圧延スタンドの入口温度がＴｉ ｒであり、圧延スタンド間の距離ｌ＝２７００ｍｍがｍ＝３０個のセクションへと均等に分割され、かつ、該セクションにおける温度がＴｉ, ｊ（ｌ≦ｊ≦ｍ）によって表され、かつ、Ｔｉ ｒ＝Ｔｉ-ｌ, ｍであり、する過潤滑判断係数がＡ＋であり、かつ、欠潤滑判断係数がＡ－であることが挙げられ；
Ｓ４、振動抑制を達成することを目的とする冷間連続圧延機のエマルションフローレート総合的最適化目的関数の初期設定値をＦ０＝１．０×１０１０として設定するステップであり；
Ｓ５、圧延理論にしたがって各圧延スタンドのバイト角αｉを計算するステップであり、計算式は：
であり、そこから、αｉ＝｛０．０５４６， ０．０４０６， ０．０２４７， ０．０２２０， ０．０１７９｝であることが得られ得；
Ｓ６、各圧延スタンドの振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり：
Ｓ６．１、各圧延スタンドの中立角γｉを計算するステップであり、計算式は：
であり；
Ｓ６．２、γｉ／αｉ＝Ａ＋＝１である時にロールギャップがちょうど過潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から式：
にしたがってｕｉ ＋＝｛０．０２４２， ０．０１７９， ０．０１２７， ０．０１３０， ０．０１８５｝を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．３、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ （式中、ａｉは液体摩擦影響係数であり、ａｉ＝０．０１２５であり、ｂｉは乾燥摩擦影響係数であり、ｂｉ＝０．１４１４であり、かつ、Ｂｉは摩擦係数減衰指標であり、Ｂｉ＝－２．４２８０である）にしたがって、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ ＋を計算するステップであり、 計算式は：
であり、そこからξ ｉ ＋＝｛１．００１， １．２８９， ２．２３２， ２．０３７，
１．２６８｝μｍであることが得られ得；
Ｓ６．４、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状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から式：
にしたがってｕｉ －＝｛０．１２４１， ０．０９２２， ０．０６１０， ０．０６３０， ０．０９３５｝を得るために計算するステップであり；
Ｓ６．５、摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ にしたがって、各圧延スタンドの欠潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ －を計算するステップであり、計算式は：
であり、そこからξ ｉ －＝｛０．０９７， ０．２２３， ０．３９８， ０．３８５，
０．２１０｝μｍであることが得られ得；
Ｓ６．６、振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり、ξ ０ｉ＝（ξ ｉ ＋＋ξ ｉ －）／２であり、そこからξ ０ｉ＝｛０．５４８， ０．７６２， １．３２１， １．２０７， ０．７３６｝であることが得られ得；
Ｓ７、各圧延スタンドのエマルションフローレートをｗｉ＝｛９００， ９００， ９００， ９００， ９００｝Ｌ／分となるように設定するステップであり；
Ｓ８、各圧延スタンドのストリップ出口温度Ｔｉを計算するステップであり、
Ｓ８．１、第１の圧延スタンドの出口温度Ｔ１を計算するステップであり：
であり；
Ｓ８．２、ｉ＝１であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．３、第１の圧延スタンドの出口の後ろのストリップの第１のセクションの温度Ｔｉ， １を計算するステップであり、すなわち、Ｔｉ， １＝Ｔｉ＝１６９．９６℃であり；
Ｓ８．４、ｊ＝２であることを可能にするステップであり；
Ｓ８．５、以下の式によって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を示すステップであり：
ｋ０＝１．０であり；
Ｓ８．６、不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｊ＝ｊ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．５ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．７へと向かうステップであり；
Ｓ８．７、最終的に反復計算によってｍ＝３０番目のセクションの温度Ｔｉ， ３０＝１０１．２５℃を得るステップであり；
Ｓ８．８、第２の圧延スタンドの入口温度Ｔ２ ｒを計算するステップであり：Ｔ２ ｒ＝Ｔｉ， ｍ＝１０１．２５℃であり；
Ｓ８.９、第２の圧延スタンドの出口温度Ｔ２を計算するステップであり：
Ｓ８．１０、不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｉ＝ｉ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．３ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．１１へと向かうステップであり；
Ｓ８．１１、各圧延スタンドの出口温度Ｔｉ＝｛１７７．９６， １７２．７８， １８４．５９， １９１．７７， ２０３．３３｝℃を得るステップであり；
Ｓ９、エマルションフローレート総合的最適化目的関数Ｆ（Ｘ）を計算するステップであり；
Ｓ９．１、各圧延スタンドのロールギャップ間のエマルションの動粘性率η０ｉを計算するステップであり、η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（－ａ・Ｔｉ）であり、式中、ａ，ｂは、気圧下での潤滑油の動粘性率パラメーターであり、かつ、ａ＝０．１５，ｂ＝２．０からη０ｉ＝｛５．４５， ５．０２， ５．９８， ５．４５， ５．７６｝であることが得られ得；
Ｓ９．２、以下の式にしたがって各圧延スタンドのロールギャップ間の油膜厚さξ ｉを計算するステップであり：
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、ｋｒｇ＝1．１６５であり、かつ、Ｋｒｓはインプレッションレート、すなわち、ストリップへと作業ロールの表面粗さを移送する割合を表し、Ｋｒｓ＝０．５６６であり、そこからξ ｉ＝｛０．７７４， ０．９２６， ２．０８８， ２．０３２， １．３１８｝であることが得られ得；
Ｓ９．３、エマルションフローレート総合的最適化目的関数を計算するステップであり：
式中、Ｘ＝｛ｗｉ｝は最適化可変値であり、かつ、λ＝０.５は分配係数であり、したがって、Ｆ（Ｘ）＝０．９１であり；
Ｓ１０、Ｆ（Ｘ）＝０．９１＜Ｆ０＝１×１０１０が確立されていれば、ｗｉ ｙ-＝ｗｉ＝｛９００， ９００， ９００， ９００， ９００｝Ｌ／分であることを可能にし、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）＝０．９１であり、ステップＳ１１へと向かうステップであり、後に続くｘの計算プロセスでは、対応するＦ（Ｘ）は、ｗｉの変化を伴って得られ、かつ、ｘ番目のＦ０は、ｘ－１番目のＦ（Ｘ）である。ｘ番目のＦ（Ｘ）がｘ－１番目のＦ（Ｘ）より小さければ、Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０であると判断され、ステップＳ１１へと向かい；
Ｓ１１、エマルションフローレートｗｉが実行可能な領域範囲を越えているか否かを判定し、そうであればステップＳ１２へと向かい、そうでなければステップＳ７へと向かうステップであり；かつ、
Ｓ１２、最適なエマルションフローレート設定値ｗｉ ｙ＝｛１０１６， １０４０， １２６６， １６８１， １１１１｝Ｌ／分を出力するステップである。
本発明は、冷間圧延プラントにおける５つの機枠の冷間連続圧延機１７３０、１４２０および１２２０に適用される。冷間圧延プラントの生産経験によれば、本発明の解決策は実現可能であり、かつ、効果は非常に自明である。本発明は、その他の冷間連続圧延機にさらに適用され得、かつ、大衆化の見込みは比較的広範である。
要すれば、本発明の技術的解決策が採用され、かつ、冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法は、冷間連続圧延機のデバイスおよびプロセスの特徴を組み合わせ、かつ、振動の不具合の課題を目的とし、各圧延スタンドのエマルションフローレートの総合的な最適化設定から開始して、当該方法は、冷間連続圧延機の各圧延スタンドについての一定のエマルションフロー制御の先行するアイデアを変更し、かつ、最適化によって振動抑制を達成することを目的とする各圧延スタンドについてのエマルションフローレートの最適な設定値を得；かつ、当該方法は大いに、圧延機の振動の不具合の発生を減少させ、生産効率および製品品質を改善し、かつ、企業にとっていっそう大きい経済的利益をもたらし；かつ、圧延機の振動の不具合についての処置を達成し、かつ、冷間連続圧延機の最終ストリップの表面品質および圧延プロセスの安定性を改善する。

Claims (5)

  1. 以下のステップを有することによって特徴付けられる、冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法であって、該ステップは：
    （Ｓ１）冷間連続圧延機のデバイス特徴パラメーターを収集するステップであり、該デバイス特徴パラメーターは以下の項目を有し、該項目は：各圧延スタンドの作業ロールの半径Ｒｉ、各圧延スタンドのロールの表面線速ｖｒｉ、各圧延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、圧延スタンド間の距離ｌおよび各圧延スタンドの作業ロールのロール交換後の圧延キロメートルＬｉであり、ｉは１、２、...、ｎであり、かつ、冷間連続圧延機の圧延スタンドの序数を表し、かつ、ｎは圧延スタンドの総数であり；
    （Ｓ２）ストリップの重要な圧延プロセスパラメーターを収集するステップであり、該重要な圧延プロセスパラメーターは以下の項目を有し、該項目は：各圧延スタンドの入口厚さｈ０ｉ、各圧延スタンドの出口厚さｈ１ｉ、ストリップ幅Ｂ、各圧延スタンドの入口速度ｖ０ｉ、各圧延スタンドの出口速度ｖ１ｉ、入口温度Ｔ１ ｒ、各圧延スタンドのストリップ変形抵抗Ｋｉ、各圧延スタンドの圧延圧力Ｐｉ、各圧延スタンドの後方張力Ｔ０ｉ、各圧延スタンドの前方張力Ｔ１ｉ、エマルション濃度影響係数ｋｃ、潤滑剤の圧力粘度係数θ、ストリップ密度ρ、ストリップの比熱容量Ｓ、エマルション濃度Ｃ、エマルション温度Ｔｃおよび熱の仕事当量Ｊであり；
    （Ｓ３）エマルションフロー最適化方法に関連するプロセスパラメーターを定めるステップであり、該プロセスパラメーターは、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ ＋、この時における摩擦係数ｕｉ ＋、欠潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ －、および、この時における摩擦係数ｕｉ －、圧下量△ｈｉ（△ｈｉ＝ｈ０ｉ－ｈ１ｉ）、圧下率εｉ（εｉ＝△ｈｉ／ｈ０ｉ）、各圧延スタンドの入口温度Ｔｉ ｒ、過潤滑判断係数Ａ＋、ならびに、欠潤滑判断係数Ａ－を有し、かつ、圧延スタンド間の距離ｌをｍ個のセクションへと均等に分割するステップであり、該セクションにおける温度は、Ｔｉ, ｊ（ｌ≦ｊ≦ｍであり、かつ、Ｔｉ ｒ＝Ｔｉ-ｌ, ｍである）によって表され；
    （Ｓ４）振動抑制を達成するための冷間連続圧延機のエマルションフローレート総合的最適化目的関数の初期設定値をＦ０＝１．０×１０１０として設定するステップであり；
    ステップＳ１～Ｓ４の実行順は限定されず；
    （Ｓ５）圧延理論にしたがって各圧延スタンドのバイト角αｉを計算するステップであり、計算式は以下の通りであり：

    Ｒｉ’は、ｉ番目の圧延スタンドの作業ロールの平坦化半径であり、かつ、圧延圧力の計算プロセス値であり；
    （Ｓ６）各圧延スタンドの振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり；
    （Ｓ７）各圧延スタンドのエマルションフローレートｗｉを設定するステップであり；
    （Ｓ８）各圧延スタンドのストリップ出口温度Ｔｉを計算するステップであり；
    （Ｓ９）エマルションフローレート総合的最適化目的関数Ｆ（Ｘ）を計算するステップであり：

    （Ｓ１０）不等式Ｆ（Ｘ）＜Ｆ０が確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｗｉ ｙ-＝ｗｉであることを可能にし、Ｆ０＝Ｆ（Ｘ）であり、かつ、ステップＳ１１へと向かい；そうでなければ、ステップＳ１１へと直接向かうステップであり；
    （Ｓ１１）エマルションフローレートｗｉが実行可能な領域範囲を越えているか否かを判定し、そうであればステップＳ１２へと向かい、そうでなければステップＳ７へと向かうステップであり、ｗｉの実行可能な領域は、０から圧延機によって許容される最大エマルションフローレートの範囲であり；かつ、
    （Ｓ１２）最適なエマルションフローレート設定値ｗｉ ｙを出力するステップであり、ｗｉ ｙは、実行可能な領域におけるＦ（Ｘ）の計算値が最小である時のｗｉの値である、
    前記の冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法。
  2. ステップＳ６が以下のステップを有することを特徴とし、該ステップは：
    （Ｓ６．１）各圧延スタンドの中立角γｉを計算するステップであり：

    （Ｓ６．２）γｉ／αｉ＝Ａ＋である時にロールギャップがちょうど過潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から：

    を得るために計算するステップであり；
    （Ｓ６．３）摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ （式中、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、各圧延スタンドの過潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ ＋を計算するステップであり：

    であり；
    （Ｓ６．４）γｉ／αｉ＝Ａ－である時にロールギャップがちょうど欠潤滑状態であると仮定して、ステップＳ５およびＳ６．１から：

    を得るために計算するステップであり；
    （Ｓ６．５）摩擦係数と油膜厚さとの間の関係式、すなわち、ｕｉ＝ａｉ＋ｂｉ・ｅＢｉ・ξｉ にしたがって、各圧延スタンドの欠潤滑膜厚さ臨界値ξ ｉ －を計算するステップであり、

    であり；かつ、
    （Ｓ６．６）振動判定指標基準値ξ ０ｉを計算するステップであり、ξ ０ｉ＝（ξ ｉ ＋＋ξ ｉ －）／２である、
    請求項１に記載の冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法。
  3. ステップＳ８が以下のステップを有することを特徴とし、該ステップは：
    （Ｓ８．１）第１の圧延スタンドの出口温度Ｔ１を計算するステップであり：

    であり；
    （Ｓ８．２）ｉ＝１であることを可能にするステップであり；
    （Ｓ８．３）ｉ番目の圧延スタンドの出口の後ろのストリップの第１のセクションの温度Ｔｉ， １を計算するステップであり、すなわち、Ｔｉ， １＝Ｔｉであり；
    （Ｓ８．４）ｊ＝２であることを可能にするステップであり；
    （Ｓ８．５）以下の式によって示されている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：

    ,
    ｋ０は、ノズル形状および噴霧角度の影響係数であり；
    （Ｓ８．６）不等式ｊ＜ｍが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｊ＝ｊ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．５ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．７へと向かうステップであり；
    （Ｓ８．７）反復計算によってｍ番目のセクションの温度Ｔｉ， ｍを得るステップであり；
    （Ｓ８．８）ｉ＋１番目の圧延スタンドの入口温度Ｔｉ＋１ ｒを計算するステップであり：Ｔｉ＋１ ｒ＝Ｔｉ， ｍであり；
    （Ｓ８.９）ｉ＋１番目の圧延スタンドの出口温度Ｔｉ＋１を計算するステップであり、

    であり；
    （Ｓ８．１０）不等式ｉ＜ｎが確立されているか否かを判定し、そうであれば、ｉ＝ｉ＋１であることを可能にし、かつ、その後でステップＳ８．３ヘと向かい；そうでなければ、ステップＳ８．１１へと向かうステップであり；かつ、
    （Ｓ８．１１）各圧延スタンドの出口温度Ｔｉを得るステップである、
    請求項２に記載の冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法。
  4. ステップＳ９が以下のステップを有することを特徴とし、該ステップは：
    （Ｓ９．１）各圧延スタンドのロールギャップ間のエマルションの動粘性率η０ｉを計算するステップであり、η０ｉ＝ｂ・ｅｘｐ（－ａ・Ｔｉ）であり、式中、ａ，ｂは、気圧下での潤滑油の動粘性率パラメーターであり；
    （Ｓ９．２）各圧延スタンドのロールギャップ間の油膜厚さξ ｉを計算するステップであり、計算式は以下の通りであり：

    式中、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、かつ、０．０９～０．１５の範囲内であり、Ｋｒｓはインプレッションレート、すなわち、ストリップへと作業ロールの表面粗さを移送する割合を表し；かつ、
    （Ｓ９．３）エマルションフローレート総合的最適化目的関数を計算するステップであり：

    式中、Ｘ＝｛ｗｉ｝は最適化可変値であり、かつ、λは分配係数である、
    請求項３に記載の冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法。
  5. ０．８＜ｋ０＜１．２であることを特徴とする、請求項３に記載の冷間連続圧延機の振動を抑制するためのエマルションフロー最適化方法。
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