热轧带钢精轧过程考虑相变的轧制力模型

对部分在精轧过程发生相变的热轧钢种,当在双相区轧制时,因奥氏体与铁素体的变形抗力随轧制温度的变化规律不同,使得传统轧制力模型的预报误差很大,影响轧制过程参数控制精度.为此,研发了一种适用于精轧过程发生相变的热轧轧制力模型.首先建立了余弦形式的相变体积分数模型,算出不同轧制温度下奥氏体与铁素体的体积分数;接着,建立加权形式的轧制温度对变形抗力影响项的计算公式,较好地模拟出轧件在双相区轧制的变形特性;最后,把该模型用于宝钢1880热轧轧制力预报在线计算,实际生产表明,该模型显著提高了无取向电工钢等精轧相变带钢的轧制力预报精度,改善了轧制稳定性.     

热连轧粗轧区FES宽展模型及其优化

为了满足某厂1580热连轧机宽度控制精度需求,提高宽展模型的广泛适用性,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对热轧粗轧区立轧--平轧过程进行了模拟.根据模拟数据,系统地分析了轧件宽度、厚度、轧辊直径、立辊侧压量和厚度压下量对"狗骨"宽展、自然宽展和绝对宽展的影响规律.利用模拟数据并结合现场数据构造了FES(finite element simulation)"狗骨"宽展模型和自然宽展模型,并建立了PSO-BP神经网络(粒子群BP神经网络).最后,FES宽展模型与PSO--BP神经网络相结合预报第1、3和5道次的宽展,其预报值与实测值误差在1mm以内的均达到了99%以上,达到了宽度控制的精度要求.     

立轧对称-反对称抛物线狗骨模型轧制力的解析

为提高热轧产品质量,必须保证热轧带钢宽度尺寸精度,生产中多采用在粗轧机组处安装立辊轧机来进行控制,但立轧后板坯横断面会产生狗骨形状.首次建立了立轧对称-反对称抛物线狗骨函数模型和运动许可速度场.使用刚塑性第一变分原理,采用变上限积分得到立轧时总功率泛函和轧制力的解析解.将轧制力解析结果与有限元仿真值进行比较,误差在3%以内,与Yun模型比较误差不大于6.3%.采用本文模型预测现场轧制力的精度良好,可以满足现场控制要求.     

基于径向基函数神经网络的热轧产品性能预测

针对热连轧带钢生产过程中钢材内部一系列复杂的相变与物理变化以及涉及到的海量数据,可利用数据挖掘基本方法建立模型,提取规则,实现热连轧带钢生产的性能预测与评价功能。本文使用径向基函数神经网络建立模型,实现热轧产品性能预测。径向基函数神经网络在逼近能力、学习速度等方面都优于传统BP神经网络,本文将根据二者网络结构说明径向基函数神经网络的优越性。     

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     

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。     

基于模糊聚类的PSO-神经网络预测热连轧粗轧宽度

为了提高热连轧粗轧宽度的控制精度,以攀钢热轧板厂实测数据为基础,采用粒子群优化算法训练神经网络并将其用于热连轧粗轧宽度预报,通过模糊聚类分析方法进行数据分析,科学选取学习样本,解决了由于样本多、学习速度慢的问题.实测数据运算表明,这种方法可避免神经网络陷入局部极小,带钢粗轧宽度的预报精度控制在6 mm以内,并且训练速度也有很大程度的改善,神经网络结构也得到优化,具有很大的应用潜力.     

基于神经网络与线性回归的轧制力预报

通过将SIMS轧制力计算公式进行相应简约化处理,避免了模型软件在该公式计算时的重复迭代求解,缩短了计算时间,因此更适合在线软件计算.利用现场实际生产数据反向回归出变形抗力模型中的系数,提高了模型中系数的准确性.用神经网络对变形抗力与应力状态系数的乘积加以修正,进一步提高了轧制力预报的精度.预测结果与实测数据比较表明,轧制力预报误差基本在±5％以内,满足了轧制力预报的精度要求.     

模糊小脑模型神经网络在多辊冷连轧机轧制力预报模型中的应用

针对宽带钢多辊冷连轧机组特点,为提高轧制力的预报精度,在结合传统轧制压力模型的基础上把模糊算法和神经网络有机结合,设计出基于模糊小脑模型神经网络的多辊冷连轧机轧制力预报模型.通过对传统轧制力模型计算值、小脑模型预报计算值与实测值进行对比分析可知,基于模糊小脑模型神经网络的多辊冷连轧机轧制力预报模型具有较高的计算精度,更适合于多辊轧机在线计算机过程控制的应用,满足现场在线生产的要求,取得良好的板形板厚控制效果.     

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。     

热连轧机轧制力和轧制力矩模型研究

研究了一种适用于热连轧机的新型高精度轧制力和轧制力矩模型,建立了一个轧制力功系数和轧制力矩功系数的新型指数公式,将两个系数的表达式统一起来,仅含"压下率"和"压扁半径与出口厚度之比"两个影响因子,形式简洁,物理意义明显.给出了新型指数公式中待定参数的确定方法,求得的待定参数值对不同钢种和不同精轧机架具有通用性.预测实践表明,新型轧制力和轧制力矩模型提高了热连轧过程中轧制力和轧制力矩的预报精度,可用于热轧板带生产线精轧机架的在线控制.     

基于改进广义预测算法的精轧宽度控制方法

为了提高热连轧带钢成材率和宽度精度,在精轧末机架后一般配置了测宽仪,利用机架间张力对宽度动态控制,达到调整带钢宽度目的;由于精轧末机架中心线到测宽仪的距离较远,使得系统具有大滞后性及时变性等特点,很难建立精确的数学模型.采用对模型要求宽松的广义预测控制方法,基于广义误差估计值对控制器参数进行自适应调整,直接辨识控制律参数,省略Diophantine方程的求解、矩阵的求逆,缩短在线计算的时间,适用于快速的轧钢过程.仿真结果表明,该方法对精轧宽度这一大时滞、不确定性系统有较好的控制效果.     

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.     

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.     

大型工业轧机的三维板带轧制解析

针对传统理论的不足，并考虑到板带的横向流动，建立了板带轧制的三维解析模型，数值解析给出了单位轧制压力，出口断面形状，边部减薄及宽展等计算结果，且不同轧制条件下的计算实例与实际相吻合，表明所开发的三维程序适用于单机架或连轧机组等不同型式的宽、窄带钢轧制解析。     

基于主成分分析协同随机森林算法的热连轧带钢宽度预测

为提高热连轧粗轧带钢生产过程中换钢种、换规格及换辊后的首块带钢宽度设定模型精度,本文提出一种基于主成分分析协同随机森林(PCA-RF)算法的宽度预测模型.采用主成分分析法对数据样本合理分析,通过计算特征值、主成分贡献度及累计贡献度进行特征选择.在PCA筛选的变量数据集上训练最佳随机森林宽度预测模型.同时,使用支持向量机回归(SVR)、K-最近邻(KNN)模型进行对比验证.通过实际应用表明,PCA-RF各道次宽度模型R-squared值控制在99.9%~1,且96%以上样本点预测误差在-5~5mm,从而证明该模型实现了换钢种、换规格及换辊后的首块钢宽度的高精度预测.     

中厚板角轧过程的形状预测模型研究

大单重或小展宽比的中厚钢板,可以采用角轧技术进行生产,以解决因设备限制无法生产或由于多次转钢导致生产效率低的问题.基于体积不变原理和三角函数关系,推导了中厚板角轧过程的轧件形状尺寸变化公式,获得角轧实现矩形化的转角和压下量关系,建立了角轧过程转角、压下量与宽展之间的预测模型.设计了中厚板角轧过程形状预测计算程序流程,简化角轧过程的宽展计算,进行角轧形状预测程序的开发.利用角轧实验对形状预测模型进行验证,模型计算尺寸数据与实际轧制尺寸数据的最大误差为6.22%,表明角轧形状预测模型具有较高精度.