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．     

宽带钢热连轧机组的板形方程

以工业轧机为对象,建立了实用的板形方程即凸度传递模型,该方程能反映热连轧板形生成及控制的特点,并满足热连轧机组板形控制的需要,同时给出了建立板形方程所需的一整套完整分析工具,取样数据与该模型仿真计算结果的对比表明,该模型是可行的。     

2250 CVC热连轧机工作辊辊形改进与应用

针对2250热连轧机F5架(CVC)工作辊窜辊行程利用率低、窜辊分布曲线中心偏移,以及CVC工作辊磨损严重且不均匀等问题,建立CVC辊形设计数学模型,结合现场实际应用情况提出武钢2250热连轧机F5架改进的CVC辊形曲线,并给出改进CVC辊形的不同宽度带钢辊缝凸度调节能力的方法;在2250热连轧机下游F5架采用改进的CVC辊形曲线进行工业轧制实验。研究结果表明:CVC轧辊窜辊行程利用率由66%提高到80%,磨损更均匀化。     

遗传算法优化神经网络的热轧带钢弯辊力预报模型

针对传统弯辊力预设定模型的缺陷和带钢热连轧轧制特点,利用某钢铁公司1580mm热轧线生产数据,对精轧机组末机架进行了基于遗传算法优化神经网络的弯辊力预报模型研究.以大量实际数据作为神经网络训练输入,充分考虑了输入参数之间的影响作用,模型结构简单、容易实现,其整体性能用平均绝对百分误差、均方根误差和相关系数R评价.通过将预测结果与实测结果比较,验证了模型的精度.研究发现,提出的弯辊力预测模型相比于传统模型可实现高度非线性拟合,适用于提高热轧带钢头部板形控制精度,为实际弯辊力设定提供指导和试验基础.     

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．     

CVC热连轧机支持辊不均匀磨损及辊形改进

非对称的CVC工作辊与对称支持辊辊形配置易导致下游机架支持辊辊形自保持性差.利用ANSYS有限元软件分析F4机架常规支持辊磨损对轧机板形调控性能及辊间接触压力分布的影响,发现严重的支持辊不均匀磨损会影响轧机的板形控制稳定性,并导致支持辊剥落增加辊耗.基于有限元分析提出一种新的支持辊辊形,实验证明新辊形具有良好的自保持性,可在整个服役期内稳定发挥其性能,并在支持辊服役后期缓解辊间接触压力尖峰的出现.     

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.     

辊弯成型工艺设计及优化方法研究

计算机辅助设计技术在国内外辊弯成型工艺设计的研究与应用取得了一定的成果,但到目前为止,许多CAD软件通用性不高,现有研究都是针对成形工艺某一环节进行,未形成一套完善的设计方法,所以有必要对计算机辅助设计的方法和流程进行系统的研究,并提出一套完整的设计思路,并对现有的优化方法进行相应的研究。以缩短设计周期,提高设计可靠性;降低了设计过程中的经济损失,提高了长期生产的经济效益。     

宽带钢热连轧机板形板厚增益调度解耦控制

针对板形板厚综合控制的耦合问题，通过分析板形控制系统需要先后投入平坦度反馈控制和动态凸度控制的综合系统特性，采用前馈补偿综合法设计解耦网络以完成动态轧制过程的板形板厚解耦控制。结合1700mm热连轧机实际控制系统，提出采用板形板厚增益调度解耦控制方法适应板形板厚耦合特性随实际轧制条件变化的应用需要，建立的增益调度函数集已在大型工业轧机得到验证与应用。     

四辊轧机轧制工艺参数对工作辊有载辊缝凸度的影响

利用在ABAQUS下建立的二维变厚度等效模型,分析静态下轧制力、弯辊力、工作辊窜辊量对有载辊缝凸度的影响.结果显示,轧制力对辊缝凸度的影响大于弯辊力对辊缝凸度的影响,轧制力、弯辊力波动对辊缝凸度的影响是显著的,窜辊量波动对辊缝凸度的影响是微小的.     

热带钢轧机非对称工作辊的研制与应用

热轧精轧机组下游机架既要实现板形控制,又要均匀化轧辊磨损以实现自由规程轧制.同时,硅钢、集装箱用钢等专用钢边部减薄严重,常规的板形控制手段难将凸度控频侥勘曛开发了非对称工作辊,辊身一端带特殊曲线,上下工作辊成反对称放置.改变轧辊的轴向位置,带钢凸度变化量可超过150μm.设计了针对该工作辊的特定窜辊策略,带钢边部板形可得到有效控制.改善了轧辊磨损辊形,有利于实现自由规程轧制.在鞍钢1700ASP生产线上的使用实绩表明,采用非对称工作辊后,硅钢凸度降低了29.8%,高强度钢的凸度可降至50μm以下,且凸度控制稳定.     

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.     

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.     

热轧轧辊磨损模型研究及轧辊横移影响分析

在对热轧带钢精轧工作辊磨损影响因素进行分析的基础上,采用"切片法"建立考虑横移影响的轧辊磨损模型,给出磨损模型的参数优化方法。实验验证表明,优化后的模型计算精度得到显著提高,计算偏差的标准差控制在15μm以内,轧辊磨损轮廓形状更加符合实际。采用逐步累计-叠加方法,对一个换辊周期内的轧辊磨损进行数值模拟,发现实施轧辊横移后,轧辊磨损在带钢宽度方向趋于均匀,磨损辊型曲线更加光滑、平缓,消除了轧件边部附近轧辊的局部严重磨损造成的猫耳现象,有利于热连轧机组实施自由程序轧制。     

热轧带钢横截面多参数表示及高精度板形控制

以带钢宽度为坐标的带钢横截面与带钢平坦度控制密切相关.常规的带钢横截面表示方法不能精确描述不规则带钢横截面情况,影响板形质量及控制精度.建立多参数带钢横截面表示方法,可以对带钢横截面做更准确全面的描述.以CVC轧机为例,利用ANSYS有限元模型对各横截面参数之间的耦合关系进行分析,提出各板形因素的综合控制以及与平坦度的解耦控制是进一步提高热轧带钢板形控制精度的难点亦是关键所在.     

降低热带精轧堆钢技术攻关

研究了热带精轧堆钢的原因 ,采取了有效措施 ,取得了明显效果。     

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。     

基于TDC的1 500热连轧卷取机助卷辊自动踏步控制系统

莱钢1 500 mm热连轧是一套国内自主设计生产的全自动化热连轧机组,卷取机助卷辊自动踏步控制(automatic jump control,AJC)功能对于产品的最终质量及相关设备具有重要影响. 该套AJC系统是国内自主开发的基于SIEMENS TDC系统的宽带钢热连轧机AJC系统. 在西门子STEP开发平台完成所有的软件编程,并利用西门子WinCC设计了界面友好的人机接口系统,实现了系统的全自动控制. 系统功能完善,控制精度高,在莱钢1 500 mm热连轧卷取机上得到了应用,并取得了良好的效果.     

2250 CVC热连轧机支持辊辊形研究

针对2250 CVC热连轧机支持辊磨损严重、不均匀且出现剥落问题,提出与2250热连轧机CVC工作辊相匹配的支持辊新辊形CVR（CVC-VCR Compounded Roll）,采用通用有限元软件ANSYS建立辊系三维弹性变形模型,并在F3机架上进行工业轧制试验。研究结果表明：与原辊形配置相比,CVR辊形配置不仅增加了弯辊力的调控范围,辊缝横向刚度增加11.5%以上,而且轧制过程服役前期和后期的辊间压力分布不均匀度分别降低28.17%和29.1%,辊间压力峰值分别下降27.56%和24.49%;新支持辊CVR自保持性较好,可稳定发挥其性能。     

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.