基于轧前凸度信息的冷连轧机板形平坦度前馈控制方法

提出了基于冷轧前带钢板凸度在线实测信息的板形平坦度前馈控制方法,建立了冷连轧板形平坦度预测控制模型,通过与实际值比较验证了其正确性,并对板形平坦度前馈控制策略和板形平坦度前馈控制模型进行了研究.在此基础上以国内某条在轧机入口装备有板廓检测仪的1550mm五机架六辊UCMW冷连轧机组为对象,建立了一套完整的板形平坦度前馈控制模型和离线仿真系统.仿真结果表明,在前馈控制模型投入的情况下,由于来料带钢板凸度变化所造成的成品带钢板形平坦度波动明显减弱,达到了进一步提高成品带钢板形质量的目的.     

基于混沌优化支持向量机的板形预测与优化

针对带钢热连轧中板形控制问题, 提出了一种基于最小二乘支持向量机模型的预测和优化算法. 在分析最小二乘支持向量机数学预测模型的基础上, 提出了一种改进的变尺度混沌优化方法, 结合实数编码遗传算法, 进行最优模型参数的搜索. 利用在线实测数据对模型进行训练并进行带钢平直度指数的预测, 并对模型输入参数中的控制参数进行优化以实现板形控制的优化. 仿真结果表明, 与BP神经网络相比, 板形预测精度得到提高, 平直度指数优化约40%, 为进一步提高热连轧板形控制精度提供了一种新的有效方法.     

宽带钢冷连轧机动态板形控制策略

在板形板厚解耦设计的基础上,分析了不同控制方案下凸度平坦度控制之间的耦合影响关系,建立了相应的凸度平坦度耦合模型,并对其耦合特性进行了分析比较.然后针对耦合模型特点进行凸度平坦度半解耦设计,以补偿凸度控制和平坦度控制之间的耦合影响关系,进而设计凸度平坦度解耦控制系统,并给出冷连轧机组凸度平坦度解耦控制应用策略,组成完整的动态板形控制系统.控制系统在某厂1 420 mm五机架UCMW冷连轧机组投入使用后,较好地补偿了板形板厚控制、凸度平坦度控制之间的耦合影响关系,板形控制精度明显提高.     

考虑来料板形遗传影响的带钢平直度模型

根据轧制理论中的体积不变原理和平直度的基本定义,考虑来料板形的遗传影响,推导出了以入口和出口带钢相对凸度差表示的带钢平直度模型.该模型在连轧机参数优化设计和辊型配置优化设计系统中均得到应用,效果良好.     

超宽带钢典型板形缺陷向量提取方法

提出了从带钢板形数据中提取典型板形缺陷向量的方法,即先对带钢板形缺陷进行初级分类,再根据带钢应力之间的相似度提取出单位典型板形向量,最后采用k均值聚类算法求解出典型比值系数.针对提取出的带钢单位典型板形向量而设计出的单侧倒角工作辊,经过大规模的轧制试验,所轧宽带钢板形质量较好,综合平坦度均小于5 IU(1 IU=10-5),基本消除边中复合浪为主的复杂浪形缺陷.     

热带钢轧机板形综合控制技术开发

为了改善热带钢轧机的板形控制性能、提高产品的板形质量、降低生产消耗,针对工作辊可轴向窜动的热带钢轧机,在大量有限元模拟基础上开发了特殊的工作辊辊形技术和支持辊辊形技术及相应的板形控制模型,包括过程控制系统(L2级)的板形设定控制模型和基础自动化系统(L1级)的弯辊力前馈控制模型、凸度反馈控制模型及平坦度反馈控制模型.在经历离线模型建立、在线编程和调试等诸多复杂过程后,辊形技术及板形控制模型在工业宽带钢热轧机上进行了长期、稳定的应用.生产实践表明,采用这些板形控制技术后,凸度偏差控制在±18 μm的比例超过93%,平坦度偏差控制在±25 IU的比例超过94%,同时实现了自由规程轧制.     

平直度离线显示和板形识别统计软件开发

在某冷轧厂收集到的平直度仪记录数据基础上,结合冷轧带钢平直度测量原理,在VB6.0环境下采用VBA技术开发了冷连轧带钢平直度数据离线动态显示分析软件,将轧机出口处平直度仪实时记录数据和末架轧辊转速等数据离线动态显示.根据板形识别原理,对板形进行识别统计,统计结果和现场实际情况相吻合.该软件对评估平直度控制效果、分析和解决冷连轧带钢板形问题具有重要意义.     

宝钢1420冷连轧机边降控制功能的拓展

为了开发提升1420冷连轧机组的带钢边降控制功能,拓展生产DI材等对边降有特殊要求的高端产品,提出了专门用于控制边降的工作辊辊形设计思路与方法,同时专门针对DI材轧制的板形需求,对连轧机第一机架的板形平坦度控制目标曲线进行了修改完善.实践表明,该方案实现了对该机组边降功能的拓展.     

热带钢轧机平坦度控制补偿策略

在带钢热连轧平坦度控制系统中,平坦度实测信号通常包含精轧后带钢横向温差引起的附加干扰.针对鞍钢ASP1700热连轧机组,利用红外热像仪测量精轧后带钢横向温度场.通过具体分析温差附加干扰对带钢平坦度控制的影响,采用最小二乘法拟合得到带钢横向温度场分布规律,建立了平坦度控制目标设定的温差补偿模型.     

超宽冷轧机带钢板形特征聚类分析

为准确掌握超宽冷轧机不同宽度带钢的板形特征,以某2180 mm超宽冷轧机1900 mm宽度带钢实测板形数据为研究对象,借鉴“大数据”的思想,结合数据挖掘领域中聚类分析方法,提出基于网格和密度的板形特征聚类方法,并以此方法对几种典型带钢宽度的大量板形实测数据进行分析,得到不同宽度带钢的板形特征。以分段函数对板形特征进行多项式表达,得到不同宽度带钢的板形特征参数化分析结果。提出的基于网格和密度的板形特征聚类与分析方法,能够快速准确地对大量板形实测数据进行分析,提取出长期生产过程中板形缺陷特征并得到参数化表达,从而为冷连轧机,特别是超宽带钢冷连轧机的辊形改进和控制策略优化提供数据基础。     

SmartCrown四辊冷连轧机工作辊辊形

针对宽带钢冷连轧机首次应用的SmartCrown板形控制新技术,通过对SmartCrown辊形的函数结构和特征参数进行研究,推导出了SmartCrown辊形设计式,分析了辊形特征参数对辊缝形状的影响.该研究可用于SmartCrown工作辊的磨削及板形控制.     

热轧AGC控制的效用性问题

减小带钢上不同位置的厚度差以及不同带钢之间的厚度差,是在未来板带轧制过程中优先解决的问题.本文介绍了热轧带钢AGC自动厚度控制方法,实验研究将压力AGC和监控AGC结合使用,实现对带钢厚度的控制.现场应用加入监控AGC的控制系统后,带钢的厚度差明显缩小,整体厚度十分均匀.生产实践表明,AGC控制系统设计合理,控制效果令人满意,值得在带钢热轧中推广.     

板带轧制断面形状控制的矩阵模型

为了提高带钢断面形状的控制精度,提出一种新的带钢断面形状在线控制矩阵模型。采用1次、2次、3次和4次曲线精确描述带钢断面形状,根据影响函数法的原理,给出断面形状控制影响矩阵的概念,并建立断面形状控制方程。以机理模拟数据为基础,对断面形状控制的矩阵模型进行了仿真实验,结果表明该模型具有较高的控制精度,控制效果良好,适合现代轧机带钢断面形状高精度控制,为带钢断面形状在线控制提供了一种新方法。     

冷连轧机轧制力在线计算模型

通过将轧制变形区离散化的方法,在考虑变形区内横截面上张应力、摩擦应力等影响因素沿带钢轧制方向分布规律及其与带钢厚度及压下量的关系的基础上,采用数学模型和神经网络相结合的方法计算了金属变形抗力,建立了冷连轧机轧制力在线计算数学模型. 经大型工业轧机生产实践数据检验,该冷连轧机在线轧制力计算模型预报误差控制在6.1%以内,满足模型在线控制要求,可提高在线控制轧制力模型的计算精度.     

冷连轧机带钢单锥度辊边降控制

针对冷连轧机带钢边降板形控制问题,研究了单锥度工作辊的辊形构成、特点和控制策略,建立有限元模型对比分析了单锥度、常规凸度和SmartCrown工作辊板形控制性能,并结合大型工业轧机调试实验分析了该板形控制新技术在实际生产中的使用情况.结果表明,应用单锥度辊可以有效降低带钢边降,减小带钢总凸度.     

热轧辊形配置对无取向硅钢板形控制性能的影响

通过现场跟踪测试,分析了常规支持辊、常规工作辊和自主开发应用的VCR变接触支持辊和ASR非对称自补偿工作辊在服役期内的辊形变化特点,建立有限元模型分析了常规支持辊/工作辊、变接触支持辊VCR/常规工作辊和变接触支持辊VCR/非对称自补偿工作辊ASR三种代表性热轧辊形配置对硅钢热轧板形控制性能的影响. 与常规辊形配置相比,VCR/ASR新辊形配置的辊缝凸度调节域提高12.79%,辊缝横向刚度提高25.30%,服役前期和后期辊间接触压力峰值分别下降40.23%和41.40%. VCR/ASR新辊形配置在武钢1 700 mm热连轧机连续稳定工业应用表明,无取向硅钢板形质量提高,轧制单位扩大,有效改善工作辊严重磨损对硅钢边降板形控制性能影响.     

热轧带钢横向温度研究方法及测量分析

对目前带钢横向温度分布的研究方法和结论进行了分析;对1800热连轧机精轧出口带钢的横向温度进行测量,针对典型的分布规律,提出了描述参数,并用该参数就其分布规律以及分布与带钢宽度、纵向温度的关系进行了讨论,为建立热连轧带钢横向温度控制模型提供了依据.     

宽带钢热连轧机自由规程轧制的板形控制技术

针对无取向硅钢连续自由编排"批量同宽"的自由规程轧制要求,自主开发了ASR-C非对称自补偿工作辊技术.采用ANSYS建立了三维辊系有限元模型.有限元分析和工业应用试验发现,ASR-C工作辊无论是在带钢宽度变化时,还是在轧制单位完整服役期内,均具有稳定的凸度和磨损控制双重能力,同时ASR-C工作辊增强了辊缝横向刚度和弯辊力的调节效率.在武钢1 700 mm热连轧机进行了2.55 mm×1 280 mm宽幅无取向硅钢"批量同宽"轧制的ASR-C工作辊工业试验.结果表明,凸度≤45μm的带钢比例由常规工作辊的41.8%提高到98.2%,凸度>53μm的带钢比例从33.9%下降到1.8%,ASR-C工作辊辊形自保持性达到88%.ASR-C技术取得显著稳定的凸度和磨损控制效果,实现了"批量同宽"的自由规程轧制.     

Backup roll contour in finishing trains of hot rolling based on hybrid genetic algorithm

On the basis of integrating two-dimensional varying thickness finite element method with hybrid genetic algorithm, a precise model was developed to design ideal backup roll contour (Varying Contact Backup Roll, in short VCR) in finishing trains of hot rolling rapidly and efficaciously. Additionally, a lot of good actual effects of VCR, such as evident improvement of profile and flatness of strip, remarkable decrease of roll consume, excellent maneuverability and maintenance, and so on, were validated by long-term industrial tests in hot rolling strip plant of Wuhan Iron and Steel Group Corporation (WISCO).     

冷连轧机动态变规格机架速度控制策略及规律

针对冷连轧机动态变规格特性,提出了以变规格前的带钢张力设定值为控制目标的变规格机架速度控制策略. 通过建立张力作用下带钢弹性变形的数学解析模型,推导计算了单步小压下变规格时变规格机架的速度控制规律,并根据流量相等原则对变规格后的冷连轧机前面机架进行速度设定. 当变规格前后带钢的几何尺寸或材料特性差异较大时,提出利用楔形段方式完成动态变规格,采用上述张力控制目标策略推导计算了楔形段动态变规格方式每个中间厚度的轧制速度和辊缝设定值控制规律. 本策略可将变规格造成的厚度偏差控制在变规格机架之间,同时避免了变规格机架与其他机架轧制因素通过张力的耦合,使轧制过程的动态变规格控制易于实现.