多层蚁群算法在中厚板负荷分配中的应用研究

为改善某厂3800mm单机架中厚板负荷分配制度,采用多层蚁群算法对其内外两层实现分配设定:外层对轧制道次数进行迭代求解,内层根据建立的兼顾负荷均衡和板形良好的目标函数进行智能负荷分配.结果表明,基于多层蚁群算法的分配制度优于基于经验法的负荷分配制度.     

中厚板精轧机轧制力预报综合模型研究

为提高中厚板精轧机轧制力的预报精度,建立了Sims公式简化式与人工神经网络相结合的轧制力预报综合模型.以3 000 mm中厚板精轧机实测数据为基础,用Sims公式简化式计算轧制力主值,利用MATLAB人工神经网络工具箱,建立BP神经网络模型预报轧制力的偏差值,用提前结束的方法来训练网络.模型的综合采用加法和乘法两种方式.结果表明,与单独采用Sims公式简化式相比,综合模型的预报精度提高很多,而且加法网络算法的预报效果比乘法网络算法更好.     

超快速冷却装置的开发及其在管线钢生产中的应用

考虑到传统层流冷却装置的冷却能力低、冷却均匀性差,无法满足中厚板低成本减量化的生产需求,因此开发出超快速冷却装置.超快速冷却装置的喷嘴与钢板的距离较近,以一定的角度沿轧制方向将一定压力的水喷射到板面,将板面残存水与钢板之间形成的气膜吹扫掉,从而达到钢板和冷却水之间的完全接触,实现核沸腾,进而大幅度提高冷却效率和冷却均匀性.将超快速冷却装置应用于国内某宽厚板生产线,并在此冷却装置上开发出低成本管线钢.与传统层流冷却装置生产的管线钢相比,采用超快冷工艺可大幅降低管线钢的合金含量并提高板形合格率.     

中厚板辊式淬火机淬火过程的温度场分析

通过建立中厚板辊式淬火机淬火过程的热传导控制方程,分析了热交换系数、淬火方式对中厚钢板淬火过程中温度场的影响.分析表明,淬火过程中,一定厚度的钢板,换热系数在一定范围内增大时,对流换热边界条件对钢板表面及内部温度变化影响效果显著;中厚板辊式淬火机淬火过程的特点在于,钢板首先通过冷却强度很大的高压淬火区冷却,使板材内部保持很大的温度梯度,从而保证板材获得较大的冷却速度;在较低冷却强度的低压淬火区完成淬火过程,板材内部温度梯度减小,可降低板材内部热应力.     

用边界元法求解分层弹性地基上的中厚板

针对弹性地基上的中厚板，提供了一种内力和位移计算的新方法，将地基取为有限分层弹性体，利用Businesq空间解答计算地基接口刚度矩阵，并采用边界元法推导了求解中厚板内力和位移的数值解模型，算例结果表明，采用边界元法在收敛性和计算精度方面都有更大的优势。     

热轧中厚板显微组织和平均流变应力的预测与优化

在考虑动态、亚动态再结晶及静态再结晶的基础上,建立了Nb-V微合金钢物理冶金模型,并在线应用于中厚板热轧过程奥氏体再结晶、晶粒尺寸和流变应力的预测与控制.结果表明,对30 mm板材,待温温度900~950℃,待温厚度为成品厚度的2~2.7倍时,待温后采用中间冷却,奥氏体平均晶粒尺寸可以细化到30μm左右,同时残余应变在0.08~0.4的范围内.在平均流变应力模型中引入了晶粒尺寸和残余应变的影响,提高了精轧阶段的预测精度.     

模拟层流冷却方式对厚板微观组织和性能的影响

为了研究层流冷却方式对中厚板组织和性能的影响,用耦合有限差分和微观组织演变模型模拟计算了中厚板层流冷却过程中的温度和组织变化,预测出了不同冷却方式下的铁素体晶粒尺寸和相组成.在此基础上,利用组织-性能关系模型对产品的屈服强度、抗拉强度进行了预报,并进行了实验验证.模拟结果和轧制实验表明,对于低碳中厚板,层流冷却方式对最终相组成的影响较小,而对产品的铁素体晶粒尺寸有较大的影响.两段冷却方式能获得较好的组织和力学性能.     

中厚板控冷过程的温度-应力耦合计算与翘曲分析

以集管冷却时钢板表面的对流换热边界条件为基础,利用ANSYS软件,采用间接热力耦合法对三种冷却模式下钢板冷却过程的温度场和应力/应变场进行数值模拟,分别对模拟得到的横断面上的温度时间历程曲线和应力应变曲线进行比较,在此基础上进行了三种冷却模式下钢板翘曲变形的分析.分析结果表明,交替冷却方式有助于减小钢板厚度方向的温度梯度,温度梯度对钢板的翘曲变形影响不大,上下表面的冷却均匀性是钢板翘曲的主要原因.此分析结果为中厚板控冷获得平直板形提供了理论基础.     

中厚板轧制过程头部弯曲成因分析及其控制

针对国内中厚板轧机普遍存在的头部弯曲问题,通过对轧制过程进行分析,得出轧件上下表面温差和上下辊辊径比对轧件头部弯曲的影响规律,建立轧件头部弯曲曲率、轧机上下辊辊径比和轧件上下表面温差之间的关系模型.利用该模型可以根据轧制参数预测轧件弯曲曲率,为现场配辊提供理论依据.提出一种采用CCD摄像机测量轧件弯曲曲率的测量方法.     

基于等稳定水准的中厚板加劲肋优化设计

在柔性加劲理论的基础上,以单轴均匀受压板件为对象,利用小刚度加劲厚板极限强度公式,提出了基于等稳定水准的中厚板加劲肋优化设计的具体方法.优化过程以加劲肋尺寸和数量为决策变量,以单位重量母板的加劲肋用钢量为目标函数,并以加劲板发生整体失稳破坏、肋间母板和加劲肋不发生局部屈曲、加劲板极限强度满足设计要求等作为约束条件.优化工作采用有约束混合整数非线性规划和有约束非线性规划理论,并结合MATLAB和YALMIP优化工具箱进行.算例分析表明,对中厚板采用基于等稳定水准的加劲肋优化设计是安全可行的.在满足相同的加劲板极限强度需求条件下,给出的加劲肋布置形式具有比刚性加劲设计更好的工程经济效益,且板件宽厚比越小,加劲肋用钢量的节约效果就越明显.