热连轧精轧宽度控制技术的研究及应用

在热轧带钢其他尺寸精度普遍较高的情况下,宽度控制精度的提升变得越来越重要。提出了一种新的精轧带钢宽度控制综合解决方案:针对带钢头部宽度控制,开发精轧机架冲击速降自学习模型,以减少带钢头部拉窄现象;通过合理配置精轧活套张力稳定因子,减少带钢中部宽度波动现象;通过精轧宽度反馈控制和宽展预测模型修正功能,提高带钢全长宽度精度。相关研究成果已成功应用于宝钢集团某热轧产线三电自主集成改造项目中,改造后带钢宽度控制精度得到显著提高。     

热连轧带钢终轧温度的影响因素

在传统传热模型基础上开发了带钢热连轧精轧温度控制模拟软件,系统地分析了穿带速度、带钢粗轧出口温度、带钢机架间厚度、水冷换热系数和工作辊材质等7种因素对带钢精轧出口温度的影响规律;确定了影响带钢终轧温度的主要因素;使用现场实测数据对模拟软件计算精度进行了检验,表明开发的精轧温度控制模拟软件计算精度较高.为建立高精度热连轧带钢温度在线控制模型提供了理论依据.     

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.     

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.     

基于神经网络的热轧带钢宽度预报与设定

研究带钢热连轧生产线中成品带钢的宽度预报与设定.由于精轧道次带钢宽度变化与板坯化学成分、立辊侧压量、厚度压缩比、钢板温度、速度及张力等因素有关,所以在宽度预报中,按照轧制顺序将整个轧制过程分为两部分:狗骨轧制和随后的精轧道次,前者用数学机理模型建模,后者引入主成分分析-径向基函数(PCA-RBF)神经网络建模.应用效果表明,经过训练的神经网络模型能够有效提高带钢宽度的预报精度,减小成品带钢的宽度波动.     

热连轧带钢终轧温度控制样本跟踪策略

为了加强前馈控制在带钢终轧温度控制中的作用,提高机架间喷水冷却控制精度,分析了带钢在机架间运行过程中的速度变化规律,将带钢在精轧机架间的冷却过程划分为多个冷却计算单元,阐述了机架间微跟踪策略的原理,给出了合理的通条带钢机架间微跟踪方法.使用实验室已开发的热带终轧温度模拟运行软件,结合国内某厂现场数据,进行了机架间温度控制模拟计算,计算结果优于现场实测数据.     

基于有限元数值模拟的宽厚板热轧过程宽度控制ANN模型

利用商业有限元分析软件DEFORM-3D,建立宽厚板热轧过程中立辊侧压和随后平轧过程的三维热力耦合刚塑性有限元模型.模拟了不同板坯厚度、板坯宽度、立辊压下量和平辊压下率条件下320种立辊侧压和随后平轧过程,探讨了不同工艺参数对调宽效率的影响规律.模拟结果表明,调宽效率随着板坯宽度和立辊压下量的增加而升高,随着板坯厚度和平辊压下率的增加而降低.基于上述有限元数值模拟结果,借助BP人工神经网络,建立了热轧宽厚板立轧-平轧宽度控制模型,经测试,模型预测的调控效率与有限元数值模拟结果符合很好.将宽度控制模型用于宽厚板实际热轧过程的有限元数值模拟,模拟轧件宽度与实测宽度吻合很好.     

热连轧精轧自然宽展RBF网络预报模型

在分析精轧工艺的基础上,提出精轧自然宽展RBF网络模型,并对该模型进行了仿真验证,结果表明该模型提高了带钢成材率和宽度精度,预测精度高,具有应用价值.     

SI-FLAT板形仪激振频率设定

SI-FLAT板形仪是国内宽带钢冷连轧机首次采用的非接触式工业用板形仪,但实际使用过程中发现,对于常轧规格的带钢,其激振频率设定始终为同一固定值,激振力仅随张应力的变化而变化,导致板形控制不稳定,激振频率的设置严重影响着板形检测的精度.本文在分析现场实际生产数据的基础上,提出了激振频率的设置应该遵循的两个基本原则,即振幅控制原则和检测间隔控制原则.为了对带钢振动进行固有频率和受迫振动振幅的分析和计算,采用大型有限元软件ANSYS12.0建立了带钢振动仿真模型,分析了带钢板形、宽度、厚度、张应力等因素所导致的带钢固有频率波动对带钢振幅的影响.研究发现,张应力和板形对带钢固有频率的影响较大.最后,基于振幅控制原则和检测间隔控制原则提出了可行性方案,即通过限制最小张应力,减小板形对测量结果的影响;同时为了控制最小检测间隔,便于对板形的在线控制,激振频率的大小应根据带钢速度进行调节设定.     

新一代高技术宽带钢冷轧机全机组一体化板形控制

针对新一代高技术宽带钢冷轧机冷轧薄板高精度板形质量边降、凸度、同板差和平坦度等多指标日趋严苛难题,结合生产实践分析宽带钢冷轧机国际主流机型及其板形控制特点,提出宽带钢冷连轧"门户机架""中间机架组"和"成品机架"全机组一体化板形控制策略。研究结果表明:从四辊和六辊冷轧机的凸度和边降构成特征可知,四、六辊轧机轧辊压扁的不均匀变形和"有害接触区"弯矩在带钢凸度和边降构成均占主要比例,四辊轧机板形控制能力随着宽度的增加而显著增强,且对四辊和六辊轧机高精度一体化板形控制应采取明显不同的实现途径。     

梅钢1422精轧机组工作辊辊型优化与应用

梅钢1422轧机经改造后,板形控制水平有了明显提高,但轧制到计划的中尾部便出现不稳定,产品的凸度和平直度不能满足市场要求,尤其是供冷轧基板的大凸度要求,而且板形模型也无法正常工作.为解决这一问题,在理论分析的基础上,通过对精轧机组F1～F3机架CVC工作辊辊型曲线优化以及F4～F6机架工作辊辊型的优化,使得带钢凸度命中率由原来的87%左右提高到98%,而且降低了工作辊的辊耗,提高了一个计划的同宽公里数与总公里数.同时由于提高了轧制稳定性,稳定批量生产出1.6mm×1185mm的箱板.     

HC—400冷轧机液压辊缝微调控制的研究

介绍了ＨＣ—４００六辊冷轧机的液压辊缝微调控制系统及为提高板带村出口厚度精度所采取的技术措施．建立了系统的数学模型．并进行了仿真研究．对理论分析和实验结果进行了比较．结果表明：由于采用了自行研制的辊缝仪组成主要的位置闭环直接检测辊缝位置，所以有效地消除了各种因素尤其是支撑辊偏心所带来的对出口厚度精度的影响，经在线轧制生产检验．该系统可满足轧制高精度板带材的需要．     

带有中间辊横移的新型六辊轧机的刚度特性

板带轧机的纵刚度和横刚度对于厚度控制和板形控制是十分重要的,在实际操作过程中,板厚和板形控制存在着耦合作用,研究轧机不同状态下的刚度变化规律对于实现板厚和板形的精确控制具有重要的意义·为此,采用压靠法和轧制法研究了带有中间辊横移的ＨＣ和ＵＣ六辊轧机的刚度特性·结果表明,六辊轧机中间辊横移对轧机的纵刚度和横刚度均有影响·给出了刚度值与横移量之间的定量关系,为厚度控制和板形控制量的调整提供了参考依据·     

基于多值编码GA-BP混合算法的板形板厚综合预测控制

为克服BP神经网络存在的收敛速度慢、易于陷入局部极值等不足,提出了可以同时优化BP神经网络的结构和参数的基于多值编码方式的嵌入梯度下降算子的混合遗传算法(GA-BP).并在此基础上针对板形板厚综合系统(AFC-AGC)具有强非线性、强耦合而难以建立精确的数学模型的问题,设计了基于BP网络板形板厚综合预测模型,引入了反馈校正的方法来提高板形板厚控制系统的抗干扰能力.仿真结果表明,该模型可以实现板形板厚的精确控制,为热连轧板形板厚综合控制提供了一个新的有效的方法.     

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.     

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.     

UCMW轧机的边缘降控制性能和影响因素分析

建立了UCMW冷连轧机辊系与轧件一体化仿真模型. 由工作辊弯辊、中间辊弯辊、工作辊轴向移位、中间辊轴向移位确定不同仿真工况,分析了各调控手段对带钢中心凸度和边缘降的调控能力. 详细研究了带钢厚度、张力、压下率、变形抗力等对边缘降的影响. 结果表明,工作辊弯辊对带钢中心凸度的控制能力最强,工作辊轴向移位对带钢边缘降的控制能力最强,各影响因素对边缘降的影响程度都大于对中心板凸度的影响. 说明带钢边部对轧制因素的变化更敏感.     

UCM六辊冷轧机中间辊辊形研究

针对1500UCM宽带钢冷轧机轧制薄规格带钢易出现板形缺陷和轧辊剥落等问题,采用有限元软件ANSYS建立六辊轧机辊系弹性变形三维有限元模型,并利用UCM轧机窜辊特性和轧机板形控制性能指标设计中间辊新辊形.有限元仿真研究表明:UCM轧机中间辊新辊形与原辊形相比,轧机板形控制能力明显提高,工作辊弯辊调控功效提高35.21%,辊缝横向刚度增强12.25%,常轧宽度1 280 mm薄板的辊缝凸度调节域面积增大75.26%;且UCM轧机辊间压力分布得到改善,中间辊和工作辊的辊间接触压力峰值和辊间接触压力不均匀度系数分别下降3.16%和253%,支持辊和中间辊辊间接触压力峰值和辊间接触压力不均匀度系数分别下降13.29%和17.45%.研究结果为开展UCM轧机中间辊新辊形工业实验提供了理论依据.