二次曲线模型求解中厚板轧制过程中的温度场

针对中厚板轧制过程中温度场不易精确模拟,普通温度模型计算存在误差较大的问题,通过建立二次曲线模型来计算中厚板轧制过程中的温度场,即对中厚板的轧制过程进行一定的简化,用二次曲线逼近中厚板轧制时沿厚度方向上的温度场,并在该曲线的基础上得出二次曲线模型和其计算方法．利用该二次曲线模型对Q235轧制过程中的温度场进行解析．结果表明,二次曲线模型预报精度的相对误差可以控制在3％以内,完全能够满足中厚板在线实际生产的需求．二次曲线模型同时也为其他热轧的温度场解析控制提供了范例．     

中厚板热轧过程中的温度场模拟

针对中厚板轧制过程中温度场不易精确确定,普通温度计算模型计算误差较大或计算较为繁琐的问题,以传热学基本理论为基础,建立了热平衡方程,采用完全隐式差分法对首钢中厚板轧制及冷却过程中的板坯中心温度和表面温度变化进行了模拟.可以得到以下结论:①在轧制过程中,中厚板上表面温度急剧下降,道次间歇期间又有回升的趋势;在层冷过程中,板坯上表面温度迅速下降;②计算的板坯表面温度与实测的表面温度吻合较好,表明该模型可以用来模拟中厚板轧制过程中的温度变化.     

多道次中厚板热轧过程的综合数值解析法模拟

采用微分方程的解析解法和数值解法相结合的思路建立了中厚板热轧过程温度场、变形场和轧制力的综合求解模型.在该模型中,考虑到轧件厚度方向的温度梯度远大于沿宽度和长度方向的温度梯度,因而将热传导方程简化为一维微分方程,基于拉格朗日坐标建立了温度场的级数解法.针对中厚板轧制的速度场特点设定了速度场函数,基于欧拉坐标架建立了应变速率和应变的数值解法,从而解决了多道次轧制过程的温度场与变形场连续计算问题.利用该模型模拟了中厚板12道次热轧的成形过程,给出了轧件温度随时间的连续变化曲线以及各道次的轧制力、应变和应变速率的分布和大小.模拟结果与工业现场实测数据吻合较好.     

基于遗传规划的中厚板轧制力矩的非线性回归

研究热轧中厚板轧制力矩的计算方法. 运用遗传规划法分析中厚板轧制过程的现场数据,找出与轧制力矩密切相关的因素,将其作为自变量生成函数表达式,体现轧制力矩的变化规律,得出轧制力矩非线性回归计算模型和相关参数, 并完成了算法设计和编程实验. 实验结果表明,计算值与实测值的平均相对误差为6.23%. 该模型已应用于临汾钢铁公司2800mm中厚板的轧制生产中.     

扩展卡尔曼滤波在中厚板轧制道次修正中的应用

大量中厚板轧制的现场实践表明,高精度的厚度尺寸必须通过稳定的在线道次辊缝修正获得.扩展卡尔曼滤波在轧制道次修正中的应用,不但解决了仪表反馈数据的处理问题,并为道次状态的更新提供了一个更为精确的预报模型.对轧制过程中主要模型进行线性化的推导,使得该预报模型可以准确地预报轧制过程中的关键参数,并可通过这些关键参数计算出后续道次的辊缝修正值.研究结果应用于安钢中板厂后,厚度控制命中率提高了14.2%     

中厚板轧线的坯料出炉时间控制

针对中厚板轧线,研究了在实行控制轧制工艺时,如何对坯料的出炉时间进行合理控制,以满足多坯交叉轧制过程轧制节奏控制的需要.介绍了典型单机架中厚板轧线的设备布置情况,并根据不同交叉轧制情况下的轧制节奏控制状态确定坯料之间的轧制间隔时间;根据具体轧线布局计算坯料的出炉运输时间,并确定坯料的出炉剩余时间.考虑其他非理想状况的影响因素,设置坯料出炉剩余时间极限值,实际控制中通过调整该值,保证坯料出炉时间控制的最佳效果.     

控制轧制节奏的优化

针对单机架中厚板轧制过程中,不同轧制及控制轧制方式下轧机的利用率等问题进行分析.在一组组板坯轧制生产方式的基础上,提出了板坯交替轧制的生产方式,并在此基础上,进一步研究了根据不同的轧制时间、待温时间等条件优化控制轧制节奏的方法.该方法可以有效地提高中厚板轧机的利用率.     

凸度板形矢量法在中厚板中的应用

为了有效控制中厚板板形和发挥轧机生产能力,将凸度 板形矢量分析法应用于中厚板轧制规程的计算·首先分析板凸度计算模型并给出相应的在线数学模型,然后分析了凸度 板形矢量法的机理·并基于该方法分析中厚板伸长阶段的轧制特点,将伸长阶段的规程计算分解成三步:伸长阶段前几个道次在轧机能力允许范围内采用大压下量,减少轧制道次;伸长阶段的后3,4个轧制道次,采用凸度 板形矢量法,控制轧件凸度和板形;通过调节总轧制道次数或最大轧制力限制系数,使得最后道次的出口厚度等于目标厚度·通过长期在线应用,表明该方法对板形有较强的控制能力,适合于中厚板的在线计算机过程控制·     

中厚板残余应变的工程计算方法

对于合金元素较多的中厚板,如果采用TMCP轧制工艺,残余应变将使得轧制力的计算误差达到30%以上·分析常规变形抗力模型,将温度作为影响变形抗力模型的关键因素,并结合大量实验数据,得出残余应变的大致温度影响区间,并分析残余应变在该温度区间对中厚板变形抗力的影响,然后提出残余应变的建模方法和工程计算模型·通过在线应用证明,该模型大幅度提高了变形抗力计算精度,使得计算误差控制在7%以内·     

中厚板宽板轧制中边浪的产生机理与抑制措施

针对中厚板生产过程中出现的边浪问题,采用高次三角函数对其浪形函数进行了描述,更好地反映了中厚板边浪未覆盖全板宽的实际情况.在此基础上应用能量法通过解析计算获得了中厚板边浪产生的临界屈曲条件,同时比较了现场实际边浪板材的计算结果与实测数据,发现其实测的凸度大于边浪发生屈曲的临界凸度值,表明文中对于边浪的解析计算过程正确.为了解决高次形式的边浪问题,在对边浪解析计算结果的基础上设计了六次辊形曲线,仿真结果表明其对边浪问题的控制能力有了明显提高.此外,对机组工作辊的弯辊力制定了新的投入制度.上述工艺改进措施在现场获得了实际应用,效果显著,验证了中厚板轧制过程边浪产生机理阐述的正确性.