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.     

立辊形状对粗轧板坯侧弯的影响

在板坯两侧存在温度差的条件下,采用平立辊和孔型立辊轧边后板坯形成的狗骨坯形状是不同的,在其后的四辊轧机中轧制时产生的侧弯也不同·采用有限元对不同板坯两侧温度差的孔型立辊轧制过程进行了模拟和分析,得到了板坯狗骨形状的数学模型·并以此为基础,采用影响函数法对随后的四辊轧机轧制过程中的侧弯进行了解析计算,得到了不同板厚沿宽度方向的分布规律及在距轧机50m处的侧弯量·结果表明孔型立辊轧制后又经水平辊轧制的板坯侧弯量明显比平立辊时为小·所得结果对板坯粗轧过程侧弯的控制具有一定的指导意义·     

热带钢粗轧立辊调宽轧制过程变形研究及应用

针对工业现场热带钢轧机粗轧段立辊侧压调宽轧制的工艺特点,利用ANSYS/LS-DYNA建立了精确的立辊-水平辊三维轧制有限元仿真模型,模拟计算了不同工艺条件下轧件的变形,重点分析了横截面形状("狗骨形")变形特点和宽展变形特点,所建模型及计算结果已应用于粗轧段自动宽度控制(AWC)程序预设定值,应用效果良好.     

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.     

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.     

修正遗传神经网络预测中厚板轧机轧制力

在实际生产过程中,传统轧制力数学模型存在较大误差,影响计算精度.提出将BP网络与修正遗传算法相结合,利用BP网络的指导性搜索思想和遗传算法的全局搜索能力预测中厚板轧机轧制力,并建立预测模型.同时,根据模型编制相应的程序及界面.以邯钢中板厂、普阳中板厂现场数据为基础,通过数据优选,选择较优数据进行离线轧制力预测,预测精度优于传统的数学模型,预报精度的相对误差可以控制在4%以内,能够满足生产需要.     

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.     

立轧非稳态过程的3维刚塑性有限元分析

采用全３维刚塑性有限元法对热带粗轧机组平辊立轧非稳态过程进行了分析和比较,所得到的轧件形状、轧制力及轧制力矩与文献的实验结果吻合较好,计算精度比文献的理论结果有所提高·表明全３维模型具有明显的优越性,同时所采用的处理轧件入口处奇异点的方法是有效的·     

粗轧板坯镰刀弯控制模型的研究与应用

针对经常困扰热轧生产的粗轧板坯镰刀弯缺陷,本文结合弹跳方程和解析法,分析了引起板坯镰刀弯的主要因素——轧机两侧纵向刚度偏差、来料楔形及轧件运行走偏,分别计算了其对应的调整量,建立了基于轧机两侧轧制力差的镰刀弯调平控制模型.该模型可反映轧机两侧纵向刚度差、来料楔形及轧件运行走偏等主要因素与镰刀弯的定量关系,进而计算出控制镰刀弯的粗轧机各道次辊缝倾斜调整值.与现场实测值进行离线验证对比,实测值与计算值比值平均为0.977,结果表明镰刀弯调平模型能够预估板坯各道次辊缝倾斜调整值.将模型投入2250 mm热轧机组使用后,板坯镰刀弯弯曲量未达标率从24.88%下降到6.62%,提高了镰刀弯控制效果,使粗轧板坯镰刀弯问题得到了很大缓解.     

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     

带钢热连轧换规格轧制力自学习优化

热连轧带钢生产过程中,轧制力预报精度直接影响到带钢厚度的精度,而轧制力预报精度很大程度上依赖于轧制力自学习.针对换规格时轧制力预报精度偏低的问题,通过对产生轧制力偏差的原因分析,引入基于钢种变形抗力的抛物线偏差曲线的概念、机架设备自学习系数和机架设备状态影响系数.现场实际应用效果表明:换规格后的首块钢的轧制力预报精度与传统方法相比,带钢头部的轧制力预报相对误差减小4%,满足自动厚度控制系统的控制要求,提高了带钢的产品质量,取得了良好的经济价值,适于工业推广.     

热连轧宽度自适应模型优化

为提高热连轧粗轧宽度控制精度,提出了一种宽展模型参数自适应方法.该方法将宽展模型中自然宽展系数和狗骨宽展系数作为待优化参数向量,以此为基础对自适应目标函数进行构建,并使用Nelder-Mead算法进行目标函数的最优化求解,得到了满足条件的最优化参数向量,进而完成了宽展系数的优化,提高了轧件的宽度控制精度.本方法已应用于某850 mm热轧粗轧控制系统中,并与传统自适应模型精度进行比较,采用所提出的参数自适应方法后,宽度模型预测值与实测值的偏差由3.05 mm降至1.28 mm,有效地提高了宽度质量.     

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.     

数据挖掘在热轧平整机轧制力计算偏差补偿模型中的应用

分析了数据库技术及数据挖掘常用算法,以热轧平整机轧制力计算偏差补偿为例,建立了数据挖掘的热轧平整机轧制力补偿模型．经实际检验,模型在生产应用中完全满足生产实际要求,对现有的基于二级数学模型计算的薄规格板带后期工艺再处理生产的进一步优化具有深远的意义．     

热轧带钢精轧过程高精度轧制力预测模型

轧制力模型的计算精度直接影响热轧带钢厚度控制精度,目前大多数轧制力模型都把轧制压力分解成应力状态影响系数和变形抗力的乘积.选用与西姆斯公式吻合较好美坂佳助公式作为应力状态影响系数模型,并考虑残余应变的影响,建立了高精度轧制力预测模型.分析了残余应变对普碳钢和合金钢轧制力的影响,给出了带钢热连轧机组残余应变工程计算方法.现场应用结果表明,该轧制力模型具有较高的预测精度,可以满足在线要求.     

热连轧前馈厚度控制系统的研究与应用

某热连轧机原本使用的厚度自动控制(AGC)模型,不论是轧制力AGC还是监控AGC都属于反馈式控制系统,因此轧机辊缝调节都有不同程度的时间滞后,从而也限制了厚度控制精度的进一步提高.采用冷连轧机前馈控制的基本思想,用前机架的出口带钢计算厚度作为前馈控制的检测厚度,并经过跟踪移位处理,设计出了前馈AGC控制模型,针对带钢厚度波动及时调节本机架的轧制辊缝,实现提前预控的目的.实验结果表明,前馈AGC控制模型投入使用之后,带钢厚度精度得到明显提高.     

热轧带钢短行程控制自适应策略

热连轧生产过程中,短行程是控制轧件头尾宽度的重要手段.为提高短行程的控制精度,提出了一种短行程自适应策略,以短行程关键坐标位置为优化变量并建立目标函数,使用单纯形替换法对目标函数求解,得到了最优宽度补偿曲线,进一步对短行程关键参数进行平滑处理,实现了对短行程曲线关键参数的优化过程,提高了轧件头尾的宽度控制精度.本优化策略已成功应用于某热连轧生产线,实际生产数据表明,采用自适应优化策略之后轧件头尾与中部稳定段的宽度偏差控制在2.0 mm之内达到了90%左右,提高了宽度控制精度,具有良好的实际应用效果.     

板坯在立轧、平轧道次中的变形研究

作者以纯铅模拟轧制试验为基础,分析了板坯在立轧、平轧时的变形情况,建立了板坯在立轧、平轧时试样宽展的新模型。试验表明,该模型精度较高,可为热轧窄带钢实施计算机宽度的设定及宽度的自动控制提供技术依据。     

基于置信度和自学习校正的热轧轧制节奏计算

针对目前国内大多数热连轧厂传统在线轧制节奏计算模型控制精度偏低的问题,在宝钢宁波钢铁热连轧厂对传统轧制节奏计算模型进行了分析与研究,提出一种基于置信度和自学习校正的热连轧轧制节奏计算模型改进算法.经过现场大量实测数据验证,采用新算法的轧制节奏计算模型的预报精度较传统模型算法有了大幅度的提高,偏差在±5s范围内的频率达到97.94%,大致成正态分布.新算法在预报带钢在线运行时间上优于传统模型算法.