高精度薄带材冷连轧过程智能优化控制

带钢冷连轧控制是系统性极强、技术难度极大、精度要求极高的综合性技术,是保证冷轧带钢产品质量和生产效率的主要手段。东北大学自主开发了冷连轧全套自动化系统,涵盖了轧机主令控制、自动厚度控制、自动板形控制、物流跟踪、模型设定等功能,并研发了高精度数学模型、轧制规程多目标优化算法、加减速过程带钢厚度与张力补偿及轧制工艺优化等先进控制技术。所开发的系统已推广应用到多条冷连轧生产线中,现场应用表明,系统运行稳定,实现了0.17 mm极薄规格带钢高速稳定轧制,厚度偏差小于±2.5μm,板形标准差小于7 I。最后对轧制过程的智能化发展进行了展望。     

超低粗糙度高强滑轨钢生产研究与实践

冷连轧超低粗糙度高强滑轨钢生产难度较大,其中又以粗糙度、板形、表面质量等问题的控制尤为突出。通过冷连轧后段机架工作辊粗糙度的调整,配合原料厚度、轧制速度的优化可有助于获得高强滑轨钢低且窄幅波动的粗糙度。通过将前段冷连轧打滑机架工作辊变为毛化辊、将平整的控制方式改为恒轧制力等手段可有效杜绝打滑现象,改善板形。通过酸洗后、冷轧后带钢表面清洁度控制,脱脂处理,退火工艺优化等手段可有效提高板面反射率,使带钢基本达到镜面效果。     

高精度薄带材冷连轧过程智能优化控制

带钢冷连轧控制是系统性极强、技术难度极大、精度要求极高的综合性技术，是保证冷轧带钢产品质量和生产效率的主要手段。东北大学自主开发了冷连轧全套自动化系统，涵盖了轧机主令控制、自动厚度控制、自动板形控制、物流跟踪、模型设定等功能，并研发了高精度数学模型、轧制规程多目标优化算法、加减速过程带钢厚度与张力补偿及轧制工艺优化等先进控制技术。所开发的系统已推广应用到多条冷连轧生产线中，现场应用表明,系统运行稳定，实现了0. 17mm极薄规格带钢高速稳定轧制，厚度偏差小于±2. 5μm，板形标准差小于7I。最后对轧制过程的智能化发展进行了展望。     

基于模式识别的超宽带钢初始板形与连退跑偏

 针对超宽带钢在连续退火炉内跑偏所导致的产线降速、停车或断带等系列问题,首先通过现场试验确定带钢非对称初始板形是导致跑偏的关键因素。同时,为了定量分析超宽带钢初始板形形态与退火炉内跑偏的影响规律,对板形仪离线检测数据进行含有3次项的板形基本模式分解,统计分析各个阶次的基本模式板形与带钢连退炉内跑偏的对应关系,并制定防止带钢跑偏的板形控制标准和连退工艺制度。现场实际应用结果表明,超宽规格带钢月均跑偏率从72.5%下降到12.7%,且全年没有发生由于跑偏造成的停车或断带事故,取得了巨大的经济效益和社会效益。     

冷轧高强集装箱板轧制稳定性控制技术

 冷轧高强集装箱板由于其屈服强度、成形性能及尺寸精度的要求,对冷轧轧制稳定性和板形控制提出极大挑战。针对某钢厂薄规格冷轧高强集装箱板生产过程存在的肋浪和边裂情况进行分析,采用试验方法研究了热轧带钢库区冷却过程对钢卷温度及性能均匀性的影响,利用数值模拟的方法研究了该钢种在UCM机型冷轧轧制过程中带材变形特征,揭示了带材浪形和边裂的并发机理,同时分析了不同工艺对带钢变形均匀性的影响规律。结合理论及仿真分析,提出了针对热卷性能均匀性及酸轧轧制稳定性的优化方案,改进后冷轧板形质量明显提高,带材边裂缺陷完全消除,冷轧高强集装箱板的轧制稳定性及产品质量均得到大幅提升。     

非对称板形对连续退火炉内带钢跑偏的影响

 带有非对称板形缺陷的冷轧带钢在连续退火炉内运行时极易出现跑偏现象,尤其是单边浪的影响更为明显。为评价板形缺陷的非对称性,提出了板形不对称度评价指标,并通过对实际跑偏数据与不对称度的对比分析,发现当某段带钢的板形不对称度平均值超过0.5时,带钢极易跑偏,据此制定了连续退火生产线来料板形控制标准,实际应用后,因板形缺陷问题导致的连续退火炉内带钢跑偏断带事故次数由每年8次降至3次。     

冷轧目标板形设定技术的研究与应用

针对冷轧机经常出现的带头带尾板形不良的问题,介绍了一种目标板形动态设定技术,根据轧制过程中轧制力变化和轧制速度变化情况,并考虑带钢边部覆盖率和出口厚度等工艺参数,对目标板形进行动态设定,以改善带头带尾板形并减少断带率。该技术在单机架可逆轧机上已成功应用,改善了带钢头尾边部板形质量,减少了断带率并提高了机组产能,应用效果显著。     

数据挖掘技术在冷连轧机板形控制系统中的应用研究

根据冷连轧板形控制系统中数据采集、数据存储及数据使用的特点,以板形控制优化为目标,通过对轧制生产过程的数据采集、转换和处理,建立轧制过程数据库,利用数据挖掘技术对过程数据进行数据挖掘,提取板形控制经验信息,获取知识模型,为提高带钢板形质量提供有利保障。     

冷连轧升降速过程板形控制工艺润滑制度优化

 冷连轧机组在带钢升降速过程中,轧制速度会出现频繁的、较大程度的波动,轧制变形区的摩擦因数也会随之发生较大的波动,引起轧制压力来回波动,从而造成升降速阶段的板形相较平稳阶段的板形而言呈现出大幅度变差的问题。工艺制度优化对于摩擦因数引起的板形问题非常有效,因此,首先分析了不同乳化液浓度、初始温度和流量下的带钢在升降速过程中板形的变化过程。针对升降速阶段板形缺陷,采用分段离散法将带钢分别沿横向和纵向分成若干条元,提出升降速过程中板形横向目标函数和纵向目标函数,进而构造出升降速过程中板形动态变化目标函数,实现对轧制过程中板形波动在横向和纵向上的综合控制。由于乳化液浓度和初始温度在轧制过程中无法改变,所以结合板形目标函数,以带钢不发生打滑和热划伤、各机架轧制力不超过限定轧制力为约束条件,提出乳化液浓度和初始温度优化设定函数;乳化液流量优化针对频繁变化的局部浪形缺陷能够起到有效控制,因此乳化液流量一般随轧制速度呈非线性变化,以出口板形波动最小为控制函数,以不发生打滑和热划伤、各机架乳化液总量不超限为约束条件,提出乳化液流量跟随速度优化函数。最后将优化模型应用于国内某钢厂冷连轧机组,根据优化前后轧制力分布、带钢板形云图可知现场应用效果良好。     

冷轧机组带钢跑偏断带原因浅析

冷轧带钢的主要特点是采用大张力轧制,当机组设备功能精度下降、生产工艺参数调整不当时,在张力的作用下,带钢极易发生跑偏断带事故,所以分析带钢发生跑偏断带的原因,需从设备功能精度、生产工艺制度、原料质量状况等方面入手,找出带钢发生跑偏断带的根本原因并制定相应的整改措施.     

高强DP钢的关键轧制技术开发与应用

为了解决高强钢生产过程中的诸多问题，从热轧、冷轧制中存在的问题以及工序管理控制的角度出发，制定了先进高强钢关键轧制技术研究方案，最终解决了热轧带钢性能稳定性控制、带头上翘、冷轧带钢厚度波动、冷轧板形突变等问题。另外，在热轧轧制工艺、温度精准控制、冷轧轧制力模型优化，一级AGC厚度自动控制系统开发、全流程压下负荷分配优化等方面开展了大量研究工作，积极探索创新，开发了一系列先进高强钢轧制关键技术，并在产线生产中得到应用，取得良好效果。     

980 MPa级冷轧超高强度双相钢边裂原因分析与工艺优化

汽车用超高强度双相钢CR550/980DP冷轧边裂问题,严重影响热轧/冷轧工序界面生产顺行,易造成冷轧机架间及连退炉内断带事故,成为超高强度双相钢生产的难题。基于高温热塑性曲线和热轧动态CCT曲线,采用对显微组织、力学性能、裂纹扩展分析等手段明确冷轧边裂产生原因。试验结果分别指出,精轧阶段带钢横向温度分布不均匀、边部温降大,导致在第Ⅲ脆性区轧制;同时,受Nb作用再结晶温度提高,边部低温区为未再结晶区轧制;当应变量超过塑性极限、轧制力超过边部热强度时,形成热轧卷边裂。边部形成细小弥散的铁素体(F)和马氏体(M)两相组织,不协调应变将导致F/M相界面产生应力集中而形成裂纹;裂纹以微孔聚集方式进行扩展,形成热轧卷无边裂-冷轧边裂现象。通过投用边部加热器和优化初轧定宽量、精轧入口温度、精轧机架间冷却水、终轧温度、卷取温度等措施,实现热轧卷边部质量改善、解决边裂问题。     

热轧高强带钢氧化铁皮的去除方法

热轧板坯中添加硅元素,有利于热轧产品强度提升、制造成本降低,同时提高产品的塑性及韧性。但是,随着硅元素的添加,热轧高强带钢的生产过程中会出现典型的红锈表面缺陷。研究表明,硅与铁生成的2FeO·SiO2化合物是形成红锈的主要原因。采用常规热连轧除鳞系统(系统压力约为22 MPa)很难将红锈彻底清除,要除掉这种氧化铁皮采取超高压除鳞系统除鳞(系统压力约为40 MPa)是最为有效的办法之一。重点介绍了针对去除红锈缺陷,超高压除鳞系统在新建热连轧生产线及热连轧生产线改造中的应用。     

0.23mm厚度高磁感取向硅钢片生产中的技术改进

0．23mm厚度高磁感取向硅钢片生产中存在的问题有：板坯加热温度太高，热轧板偏厚，边裂太多，需要多次常化、冷轧，表面质量不稳定。采取的措施是：研制低温板坯加热用钢，在钢中添加Cr，减薄热轧板的厚度，调整热轧、冷轧工艺，在MgO中添加适宜的添加剂，优化酸洗工艺等。     

高强双相钢DP1180的平整轧制

高强双相钢 DP1180 兼有高强度和一定成形性,是汽车结构件的重要材料。由于高强双相钢DP1180抗拉强度在1 180 MPa以上,因此平整难度极大,在轧制过程中易出现轧制力大、边浪和伸长率不合格等问题。通过对该钢种在平整轧制过程中出现的问题进行剖析,提出了相应的针对性措施,解决了高强双相钢DP1180在轧制过程中出现的问题,获得了良好的实践效果。     

980 MPa级冷轧超高强度双相钢边裂原因分析与工艺优化

汽车用超高强度双相钢CR550/980DP冷轧边裂问题,严重影响热轧/冷轧工序界面生产顺行,易造成冷轧机架间及连退炉内断带事故,成为超高强度双相钢生产的难题。基于高温热塑性曲线和热轧动态CCT曲线,采用对显微组织、力学性能、裂纹扩展分析等手段明确冷轧边裂产生原因。试验结果分别指出,精轧阶段带钢横向温度分布不均匀、边部温降大,导致在第Ⅲ脆性区轧制;同时,受Nb作用再结晶温度提高,边部低温区为未再结晶区轧制;当应变量超过塑性极限、轧制力超过边部热强度时,形成热轧卷边裂。边部形成细小弥散的铁素体(F)和马氏体(M)两相组织,不协调应变将导致F/M相界面产生应力集中而形成裂纹;裂纹以微孔聚集方式进行扩展,形成热轧卷无边裂-冷轧边裂现象。通过投用边部加热器和优化初轧定宽量、精轧入口温度、精轧机架间冷却水、终轧温度、卷取温度等措施,实现热轧卷边部质量改善、解决边裂问题。     

通钢SPA-H集装箱钢板边部缺陷原因分析及控制

通钢FTSR薄板坯生产线生产SPA-H钢,原来存在严重的边部缺陷。为了消除SPA-H钢的边部缺陷,从理论上分析了边裂产生的原因,认为边部缺陷产生的主要原因是二冷水给水模式不合理、扇形段运行不良、夹持辊扭矩偏大及扇形段静态一次压下、钢水中酸溶铝和氮质量分数偏高。通过二冷水给水模式优化、更换扇形段、多段缓慢压下及将钢水中酸溶铝和氮质量分数降低等措施,将集装箱板SPA-H热轧板卷的边部缺陷比例由14.9%降到0.9%。     

980 MPa级双相钢边裂致断带原因分析

980 MPa级双相钢在冷轧工序轧制过程中易在热轧下线卷的带尾发生边裂,主要原因为贝氏体的生成和碳化物的不均匀析出。贝氏体的产生主要原因为热轧卷取温度高于贝氏体相区,钢卷边部温度较低,进入贝氏体相区。碳化物的不均匀析出的原因为钢卷在热轧工序下线后,温度下降通过铁素体区,铁素体生成,碳化物析出;同时,边部冷速较快,碳化物无法完成均匀化分布和球化。贝氏体、铁素体与贝氏体结合处和碳化物偏聚区在冷轧轧制过程中容易形成裂纹。在后续生产过程中,裂纹在带钢张力和辊面剪切应力的作用下,沿原裂纹形成方向扩展,严重时导致断带。通过提高热轧带尾卷取温度,下线后进入缓冷坑或降低热轧卷取温度可以抑制以上3种裂纹源的产生,减少边裂,降低断带风险。     

750MPa级高强汽车大梁钢冲压开裂原因及机制

 700MPa以上级高强汽车大梁钢的冲压开裂现象一直是困扰该类钢种使用的主要问题。控制夹杂物、中心偏析及剪切面修磨等手段可以降低冲压开裂的概率。侧重从热轧工艺角度寻找导致带钢冲压开裂的原因及机制。通过分析对比正常带钢及冲压开裂带钢的组织、力学性能、加热及粗轧温度制度、精轧卷取温度制度、轧制速度的不同,同时考虑热装制度的影响,详细分析了热轧工艺各参数在750MPa级高强大梁钢冲压开裂缺陷中可能起到的作用,为该类钢种的生产提供了有益的经验。结果表明,保证精轧区轧制速度是降低冲压开裂发生率的重要热轧生产手段。