冷带非稳态轧制弯辊力设定值的研究与应用

为研究非稳态轧制状态下弯辊力对板形的影响,在理论分析和实际应用的基础上,应用力学和控制方法对在非稳态轧制状态下的弯辊力设定值进行了分析.针对在非稳态轧制状态下轧制力、摩擦力和加减速对冷轧弯辊力的影响,提出了冷轧非稳态弯辊力数学模型表达方式.研究表明,弯辊力通过轧制力对弯辊力的影响系数进行动态调整,轧制速度通过摩擦力来影响弯辊力.该模型成功应用于1450冷轧生产线且取得良好的控制效果,为现场调控非稳态弯辊力提供了有力的理论支持.     

冷轧机工作辊非对称弯辊的板形调控理论研究与应用

为减少冷轧带钢的非对称板形缺陷的产生,设计了工作辊非对称弯辊控制系统.应用影响函数法计算辊系变形,同时考虑辊缝中金属横向流动对带钢出口横向张力分布的影响,通过迭代法计算出工作辊两端施加不同弯辊力后的辊间压力分布、出口厚度横向分布以及出口横向张应力分布.理论分析结果表明,工作辊非对称弯辊可以在一定程度上改善辊间压力分布不均,减轻轧辊磨损和减少轧辊掉皮事故的发生,降低带钢边部的非对称板形缺陷.实际应用结果证明,当倾斜调整量小于10%时,应用工作辊非对称弯辊替代倾斜调整,可以获得更好的板形精度.     

异步冷轧轧制压力的近似解

本文运用平面应变剪切压缩模型导出了异步冷轧轧制力的近似上界解和全面考虑轧辊与轧件弹性变形的计算机辅助下界解,阐明了异步轧制降低冷轧压力的机理并给出了可供工程分析、计算之用的理论公式。本解的分析表明,异步冷轧的降力作用随两工作辊的差速比 i,摩擦系数μ及辊径与轧件厚度之比 R/h_0 值的增加而愈趋显著。比较理论计算结果与作者的实验数据,证明二者符合情况良好。本文还藉助计算机对“搓轧”区内的单位压力分布特征进行了分析,讨论了前人理论中的问题,并证明了本文所用下界解压力模型的正确性。     

唐钢单机架冷轧机板凸度调控的计算机模拟

利用金属模型与辊系变形模型耦合分析方法,对宽带钢冷轧过程进行了仿真模拟,对不同的辊错动量、弯辊力条件下的冷轧金属及辊系形变进行了计算,分析了辊错动量、弯辊力与轧后板凸度的关系,得到了板凸度的最大调控范围,研究结果对生产中的板形控制有一定的借鉴作用。     

唐钢单机架冷轧机板凸度调控的计算机模拟

利用金属模型与辊系变形模型耦合分析方法,对宽带钢冷轧过程进行了仿真模拟,对不同的辊错动量、弯辊力条件下的冷轧金属及辊系形变进行了计算,分析了辊错动量、弯辊力与轧后板凸度的关系,得到了板凸度的最大调控范围,研究结果对生产中的板形控制有一定的借鉴作用。     

冷轧薄带钢工作辊边部接触研究

为研究工作辊接触对冷轧带钢生产的影响,用影响函数法建立模型,并用现场生产数据模拟计算了四辊轧机的辊系变形.通过计算得到的接触压力、带钢厚度、张应力等分布数据分析了冷轧薄带时发生工作辊接触现象对轧制压力、出口厚度、出口张应力以及板形等的影响.结果表明,工作辊接触使带钢边部轧制压力降低,工作辊与支撑辊间接触压力增大.工作辊接触使带钢凸度和横向厚差减小,对降低边部减薄有利;使出口张应力分布更加均匀,减小了边浪,提高了带钢的平直度.     

单位宽度轧制力对热轧带钢凸度的影响规律

为了建立高精度的热轧带钢凸度计算数学模型 ,根据带钢凸度计算理论 ,采用影响函数法开发了四辊轧机带钢凸度影响率计算软件 ,系统地分析了单位宽度轧制力、轧辊直径和压下量对单位宽度轧制力影响率的影响规律·结果表明单位宽度轧制力影响率随带钢宽度的增加呈抛物线变化 ;轧辊直径和压下量对单位宽度轧制力影响率有一定的影响 ;建立了高精度单位宽度轧制力影响率的数学模型 ,确定了单位宽度轧制力影响率基本值及工作辊直径、支撑辊直径、压下量对单位宽度轧制力影响率修正系数的 6次拟合系数 ,为板形控制系统模型的建立及参数优化提供了理论依据     

四辊冷轧机轧辊弯曲和压扁变形的有限元分析

借助Marc有限元软件,采用三维弹塑性有限元法对四辊冷轧机冷轧过程进行了模拟,同时对轧辊变形进行了分析·计算模型中将辊系变形与带钢变形统一考虑,并解决了轧件与辊系之间的耦合问题,避免了采用假定或迭代方法确定轧制力分布时产生的误差·采用逐步收敛的求解过程使计算结果精确、可靠·在不同的轧制条件下,得出了带钢宽度、弯辊力等参数对辊系弯曲、工作辊接触弧上的压扁变形、板宽方向的压扁变形和有载辊缝的影响,为板形分析与控制提供了一种新的计算方法和参考数据·     

四辊轧机工作辊辊端压靠板形控制模型

为了研究工作辊辊端接触对冷轧带钢板形的影响,本文基于有限长半无限体压扁模型,耦合了轧辊挠屈变形模型与板带塑性变形模型,建立了更加精确的四辊轧机辊端压靠模型。对比了考虑压靠和未考虑压靠模型的计算结果,发现考虑压靠现象后,工作辊辊端压靠力导致端部辊间压力增大,同时改善了带钢边部减薄现象。运用该压靠模型研究了不同板宽、弯辊力对轧制力、压靠力、辊间压力、张力及出口厚度分布的影响,从中发现带材宽度存在一个易发生压靠的宽度范围,以及正弯辊力有利于改善压靠现象。     

UCM轧机板形调控机构对轧制压力分布影响

以某1420mm带钢冷连轧机为原型,采用三维弹塑性有限元法对UCM轧机冷轧过程进行了模拟,分析了不同板形调控机构对轧制压力分布的影响.结果表明:在工作辊弯辊作用下,轧制压力在带钢边部的峰值消失且在中部逐渐增加,使马鞍型三维分布变为凸型分布;中间辊弯辊对轧制压力的影响相对较小,基本没有改变其分布形式;中间辊横移消除了轧制压力在带钢边部骤增的趋势,使其在接触变形区的分布更平缓.三者对轧制压力的影响程度:工作辊弯辊>中间辊横移>中间辊弯辊,这与其调控功效对比结果一致,表明板形调控机构通过影响轧制压力分布来改变带钢板形的工作机理.     

四辊可逆冷轧机轧制润滑工艺实验研究

在四辊可逆冷轧机上用A,B,C和D 4种冷轧乳化液对St12带钢进行了轧制润滑工艺实验,分析比较了在相同轧制条件下4种轧制乳化液对轧制力、带钢表面反射率、带钢和轧辊表面温度等的影响规律.分析了轧制力和轧制速度的关系,利用实测轧制力数据和数学模型计算得到了摩擦因数.较好的油品润滑能力顺序为B,C,D和A,冷却能力顺序是A,C,D和B,带钢表面反射率顺序是B,D,C和A.实验研究结果对油品开发与评价,优化轧制润滑工艺参数和提高板面质量具有重要的理论和实际意义.     

高抗力金属板带材多辊冷轧机特点分析

掌握生产板带材的金属的特性和变形特点是进行高精度多辊可逆冷轧机设计的基础。针对多品种,多规格和板卷共线的生产工艺需求,通过对比分析选择了六辊辊系的可逆冷轧机。该冷轧机主要用来生产厚度薄至0.3～0.4 mm的钛及钛合金,镍及镍合金,铜及铜合金,不锈钢,高温合金以及精密合金板带材。冷轧机的最大轧制力35 000 kN,最高轧制速度480 m/min,最大轧制力矩320 kN·m。机组主要由皮带运输机,开卷和卷取机,主轧机,除油装置,矫直机,移动和固定辊道等设备组成。同时,也包括消防系统,液压系统,电控系统等。重点对冷轧机的工艺设计要求,机组组成特点,关键设备部件,典型技术参数等进行了介绍和分析。     

冷连轧过程控制变形抗力模型的自适应学习

以考虑冷连轧带钢轧制过程变形区金属塑性变形以及入口、出口弹性变形的变形抗力模型和Bland Ford Hill轧制力模型为基础,将实测轧制力值代入轧制力计算模型建立起以变形抗力后计算值为未知量的非线性方程,求解该方程可以得到变形抗力后计算值,进而通过指数平滑法计算出变形抗力模型中的自适应学习系数·实际应用表明,由该方法得到的变形抗力后计算值的精度和稳定性能满足模型在线控制要求,可以提高在线控制变形抗力模型和轧制力模型的计算精度·     

冷连轧机组弯辊力自动设定的实现

针对大型宽带钢冷连轧机组广泛采用的液压弯辊技术,深入分析了弯辊力对于板形的调控机理．在分析轧辊辊形、带钢宽度和轧制力等因素对弯辊力设定值影响的基础上,建立弯辊力自动设定模型,并得到了现场实测结果的验证．该模型成功地投入运行,实现了冷连轧机弯辊力的计算机自动设定．     

基于神经网络的冷连轧机轧制力预报模型

为了提高冷连轧机轧制力预报精度，提出一种解析数学模型结合神经网络校正模型的计算方法，建立冷连轧机轧制力预报模型。采用径向基函数的局部映射和全局线性映射相结合的神经网络校正模型求解带钢变形抗力和轧制变形区的摩擦因数；并采用轧制变形区离散化方法分析轧制变形区内张力、摩擦力及金属变形抗力等在带钢轧制方向上的分布规律，从而建立轧制力在线计算数学模型。现场实测数据离线仿真结果表明，采用此基于神经网络的冷连轧机轧制力预报模型预测轧制力，其预测误差小于8．9％，此模型能用于指导生产实践。     

乳化液性能对摩擦系数影响机理及工程实用模型的研究

以往现场对冷连轧过程中摩擦系数的研究主要偏重于带钢特性、轧制工艺以及工艺润滑制度,乳化液的pH值、铁粉含量、皂化值等性能参数对摩擦系数的影响以定性研究为主且不能定量分析,本文以某冷轧薄板厂1220五机架冷连轧机组为研究对象,在大量的现场实验与理论研究的基础上,充分结合冷连轧机组的设备与工艺特点,定量研究了乳化液性能对摩擦系数的影响,建立了相应的工程实用模型,并将其应用到生产实践,使得轧制压力的预报精度控制在15%以内。     

薄铝带轧制工作辊边部接触的建模与仿真

为研究冷轧机在轧制薄铝带时工作辊边部接触对辊系受力和铝带断面形状的影响,借鉴弹性悬臂梁法和影响函数法的处理思想,建立了适用于实际生产在线控制的铝冷轧机辊系变形模型,并对不同入口铝带厚度、弯辊力、工作辊的接触状态进行仿真研究.仿真结果表明:工作辊边部接触力随入口厚度增加而增加、随弯辊力增加而减小;工作辊边部接触轧制时,轧机出口铝带凸度和横向厚差小于非边部接触轧制,有利于铝带边部减薄控制,但降低了铝轧机边部板型调控能力,在轧制中应尽量避免.     

带钢热连轧过程轧制力有限元模拟

应用DEFORM-2D软件对带钢热连轧过程的轧制力进行了有限元模拟,并与宝钢轧制力模型进行了比较。模拟结果表明,有限元模型计算的轧制力与现场实测数据接近,且计算精度高于宝钢轧制力模型,该模拟对现场轧制工艺参数的调整优化有重要的参考价值。     

基于遗传算法的UCM双机架冷轧机弯辊力设定模型

建立了宽带铜6辊紧凑式冷轧机组弯辊力设定综合模型,以提高带铜板形质量．采用大型通用有限元软件建立了辊系弹性变形三维有限元模型,结合工业轧机整体取样,分析了双机架冷轧机多轧程各道次带铜板形比例凸度变化,确定了板形的主要影响因素;以板形良好为目标、双机架弯辊力的相对余量均匀作为约束条件,建立了基于遗传算法的工作辊和中间辊的弯辊力设定数学模型．本模型应用于1500mm6辊UCM大型工业轧机连续轧制试验取得明显改善带钢板形和提高对带钢来料凸度波动变化适应能力的实际效果．