热连轧机负荷分配优化计算策略

提出一种带钢热连轧精轧机组负荷分配的优化计算策略,采用多目标优化算法离线计算确定精轧各机架的轧制力分配系数,采用"压下模式+轧制力模式"相结合的方式实现负荷分配在线计算。为了确定各精轧机架的轧制力分配系数,建立兼顾轧制功率最小、负荷均衡与板形良好的负荷分配多目标优化模型;为了实现负荷分配在线计算,根据压下模式负荷分配计算确定厚度分配的初始值,根据CLAD算法进行轧制力模式负荷分配迭代计算,最后采用压下模式分配计算确定的压下率分布范围对轧制力模式分配结果进行限幅处理。新方法已成功应用于梅钢1 780mm热连轧生产线,在线应用表明该方法可以有效减少操作工干预,提高带钢精轧过程的轧制稳定性。     

一种负荷分配新方法应用于五机架冷连轧机组的在线计算

介绍了一种负荷分配的新方法:传统经验表中使用相对压下率作为初始负荷分配数据时,计算的末机架出口厚度与成品厚度存在差异,采用对数补偿法进行修正,提高初次负荷分配精度。为了保证人工修改变形量时计算过程平稳,采用平滑方法修正人工输入变形量;考虑轧制力极限和轧制力-功率平衡条件对压下率的修改,实现动态调整,满足在线控制;通过对变形量的回归计算,将第4机架出口厚度的偏差量分配给了2、3、4机架,以保证轧机第5机架出口厚度波动最小,实现稳定轧制。该负荷分配新方法能够满足实时在线控制要求并且保证产品厚度精度。     

京唐1420酸轧压下分配计算过程的分析与应用

轧机压下分配的准确性直接决定着冷轧带钢的厚度精度。本文提出的压下分配模型首先根据经验比例分配总压下,再使用对数偏差补偿的方法修正各个机架的出口厚度,同时考虑是否手动修改了压下,对初始压下进行重新分配,最后遵循功率平衡和轧制力极限检查的原则优化各机架压下分配,确定压下预设值。实际在线应用效果表明,该压下分配模型的压下分配准确度能够满足实际厚度控制精度的要求。     

五机架冷连轧机的负荷分配计算

针对八辊五机架全连续冷连轧机在轧制过程中的特点,在综合考虑了轧机产量和产品质量的前提下,用多目标优化问题的求解方法对多辊冷连轧机的轧制策略进行优化,确定各机架的负荷和待轧带钢的目标厚度,并开发了河北中钢1 250 mm八辊五机架全连续冷连轧机的负荷分配计算程序。通过现场实例证明,该方法精度高、速度快,可满足在线控制需求,是一种适合多辊全连续冷连轧机的负荷分配方法。     

复用等储备负荷法在热连轧粗轧负荷分配中的应用

 基于带钢热连轧粗轧区的特点，提出了复用等储备负荷法。该方法运用多层迭代算法进行粗轧机组负荷分配，外层对总轧制道次进行递增迭代，内层通过交替迭代确定带钢厚度和宽度轧制方向的综合负荷函数值，逐步优化平 立辊轧制规程。基于该方法设计了带钢热连轧粗轧过程设定系统软件，并结合实例进行了分析。分析结果表明该方法的适应性和灵活性很强，可适用于实时粗轧轧制过程中的设定计算。     

基于数据挖掘的中厚钢板轧制负荷分配方法的研究

为了提高中厚钢板轧制负荷的预测精度，提出利用在线智能化信息处理技术进行建立轧制过程负荷分配模型的新方法。该方法采用知识发现(KDD)和数据挖掘(DM)对轧制运行数据库进行挖掘，建立知识模型和数学模型相结合的负荷分配模型。实现轧制过程负荷模型的在线维护和优化。离线模拟与在线应用证明了该方法的有效性。     

基于案例学习的PC轧机板形智能设定方法

热轧板形模型大都建立在大量简化与假设基础之上,计算精度存在瓶颈。借鉴聚类分析和案例学习等数据挖掘方法,利用历史数据建立热轧板形PC角设定案例库,提出一种热轧板形PC角的智能设定方法。首先,对大量轧制历史数据进行聚类分析,挖掘出带钢板形控制良好的轧制案例,建立一个初始的轧制案例库。接着,在日常生产中不断对该案例库进行迭代学习,将更优秀的轧制案例分层别更新到案例库;使用时,通过相似度计算从案例库中找到与当前带钢最接近的轧制案例,取出其对应的PC角进行在线板形设定。该方法已成功应用于宝钢1580热连轧机组,在线应用表明可以有效提高热轧带钢板形控制精度。     

带钢热连轧轧制力模式负荷分配的改进算法

为克服压下量模式负荷分配的不足,宝钢1 580 mm过程机改造项目计划开发新的轧制力模式负荷分配方法。针对传统Newton-Raphson法对初始值依赖较大和算法容易发散等不足,提出了一种轧制力模式负荷分配的改进算法。该方法以精轧各机架的压下量为优化变量,根据轧制力成比例原则建立非线性方程组,通过推导将系数矩阵变为对角阵,避免了矩阵求逆运算;为了满足各次迭代所有机架压下量修正值之和为零的约束,添加一个修正项对各机架压下量修正值进行总体协调。提出了轧制力和压下量的超限处理方案。模拟计算验证了新算法的有效性,计算速度快,收敛性好,满足在线计算要求。     

目标厚度函数法在板带轧制规程计算中的应用

板带轧制过程控制要求快速计算出满足指定目标负荷分配比的轧制规程,针对常用的Newton迭代法对厚度迭代初始值限制较多,不能确保迭代收敛的特点,提出目标厚度函数法.该方法建立轧制出口厚度对于轧制负荷的函数方程,通过求解一系列非线性方程得到满足目标负荷分配比的轧制规程,摆脱了厚度初始值的提供和Jacobi矩阵的计算.分别基于2种方法编制程序并采用实际数据计算,结果表明:目标厚度函数法在计算时间和收敛性方面均满足在线应用的要求,可成功取代Newton迭代法.     

冷 连 轧 负 荷 分 配 优 化 方 法

 冷连轧负荷分配最优化对于提高冷轧带钢的产量和质量具有至关重要的作用。在研究蚁群算法优缺点的基础上，首次提出了将遗传算法和蚁群算法相融合的GA ACA优化算法应用于冷连轧负荷分配的优化。该算法采用遗传算法生成初始负荷分配，利用蚁群算法求取最优化分配结果，优势互补，具有计算精度高、速度快等优点，适合于负荷分配的在线应用。试验对比数据证明了该方法的有效性，为冷连轧负荷分配的优化提供了一种新的方法。     

首钢京唐1580mm热连轧机精轧过程控制模型及应用

首钢京唐钢铁联合有限责任公司1 580 mm热连轧机由国内自主研发设计建造,其精轧过程控制中厚度分配采用标准负荷分配策略,温度计算采用沿轧线分为不同的温区,沿带钢厚度方向分为不同节点的方法,轧制力计算应用四阶Runge Kutta方法求解单位轧制力的Orowan差分方程,辊缝计算充分考虑了宽度、速度、热膨胀及磨损等的影响,同时采用模型自学习提高模型预报精度,通过模型实现高精度的头部厚度控制。模型系统投入使用后,运行状况良好,精轧设定模型厚度控制精度在(±50～±60)μm之间的平均命中率达到96.37%。该项目的成功经验,对国内新建或改造的热连轧项目具有极高的参考价值。     

A Study on the Buckling Behaviour of Strips and Plates with Residual Stresses

During and after rolling or flattening of metal strips and plates the permissible deviations from flatness are described by the permissible absolute wave height and the flatness index. Both values can be determined on a measuring table while the material is not subjected to global tension. Because this procedure is expensive, time‐consuming and allows measurement only at discrete positions along the strip length, on‐line flatness measuring systems are used which can detect the distribution of longitudinal tensile stresses distributed across the strip width allowing for the calculation of the flatness index. This value does not always agree with the value obtained directly by measuring on the table even when the measurement of the longitudinal tensile stress distribution operates perfectly. It can be shown that the measurement of the tensile stress distribution does not give a direct indication on the wave height in the tension‐free state determined on the measuring table. To explain the relationship between tensile stress distribution in the strip and the flatness measurement on the measuring table, the buckling behavior is analysed both with and without dead load for simple symmetrical residual stress distributions resulting, e.g., from the rolling process. Based on the knowledge of the distribution of the longitudinal residual stresses across the strip width, the flatness index and the wave height can be determined by using a specialized finite element model. If the direct measurement is performed under action of dead load, large differences between the directly and indirectly obtained flatness index are observed. Below a certain limit of the intensity of the residual stress distribution the strips and plates lie flat on the measuring table. Above this limit the strip lying on the table exhibits post‐bucking deformations. In the latter case, the wave height increases with strip thickness and intensity of residual stresses.     

Multi-Objective Load Distribution Optimization for Hot Strip Mills

Load distribution is a key technology in hot strip rolling process, which directly influences strip product quality. A multi-objective load distribution model, which takes into account the rolling force margin balance, roll wear ratio and strip shape control, is presented. To avoid the selection of weight coefficients encountered in single objective optimization, a multi-objective differential evolutionary algorithm, called MaximinDE, is proposed to solve this model. The experimental results based on practical production data indicate that MaximinDE can obtain a good pareto-optimal solution set, which consists of a series of alternative solutions to load distribution. Decision-makers can select a trade-off solution from the pareto-optimal solution set based on their experience or the importance of objectives. In comparison with the empirical load distribution solution, the trade-off solution can achieve a better performance, which demonstrates the effectiveness of the multi-objective load distribution optimization. Moreover, the conflicting relationship among different objectives can be also found, which is another advantage of multi-objective load distribution optimization.     

基于保持负荷分配比例的快速监控AGC

 对于带钢热连轧机的厚度控制,常规的监控AGC在头部厚度设定出现较大偏差时,为迅速纠正偏差,缩短超差长度,通常会在出口机架进行快速大幅调整,这对于轧制过程的稳定性、板形控制等都是不利的。基于保持负荷分配比例不变的思想,提出了快速监控AGC方法,并给出了具体的计算模型和计算方法。应用情况表明,该方法可以显著提高厚度精度、平衡轧机各机架负荷,达到了预期效果。     

中厚板规程负荷分配中轧辊凸度协调分配方法

在中厚板轧机无液压弯辊条件下,为防止传统等负荷分配方法造成的板形问题,提出一种轧辊凸度协调负荷分配方法。分析了轧辊凸度对板形的影响,通过轧辊热凸度和轧辊磨损软测量模型得到了实时轧辊凸度,根据轧辊凸度的变化而调整规程板形系数以获得更加合理的负荷分配规程和良好的板形控制效果。实际应用结果表明,应用该方法后中浪和边浪等板形问题明显减少,具有良好的应用价值。     

X-ray technique for the estimation of residual stresses after shot-blasting metal forming

A technique is developed for the correction of the depth distribution of residual stresses measured by an X-ray method with allowance for their relaxation upon the removal of surface layers. This technique is applied to the study of a D16 aluminum alloy strip subjected to shot-blasting metal forming. This technique can be used to estimate the distribution of residual stresses across massive parts after various types of treatment.     

热连轧工作辊热平衡的优化研究与应用

轧辊热膨胀对承载辊缝形状和带钢板形具有显著的影响,而准确预报轧制过程中轧辊热膨胀是板形控制中的难点之一。针对某热连轧生产线单辊期内热膨胀量与轧辊温度不收敛的问题,利用自主开发的与产线生产完全一致的板形模型分析测试系统对热凸度二级模型进行了仿真分析与研究,提出了一种有效提高工作辊热平衡收敛性的优化方法,并进行了生产应用。该优化方法的应用解决了该热轧产线单辊期内热平衡不收敛的问题,消除了轧辊温度计算值和实测值之间的偏差,不仅提高了模型的预报精度,也大幅提高了该产线轧制带钢的凸度控制精度。     

冷轧带钢边部横纹缺陷产生原因及预防措施

冷轧退火后的带钢,在平整过程中产生边部横纹,严重影响带钢的表面质量。通过现场研究分析,得出边部横纹产生的机理是由于带钢弯曲或者钢卷晃动等造成单边受力,发生屈服,产生滑移线所致。通过采取前道工序松边轧制、平整张力工艺调整、适当增加轧制力或延伸率、提高生产速度等措施可以有效预防和减轻横纹缺陷的产生。     

热轧中宽带超薄规格开发实践

泰钢950mm热轧中宽带生产线克服精轧机组允许轧制力低的限制,以辊型优化、合理负荷分配和工作辊弯辊相结合,较好地控制了超薄带钢的板形质量,辅以其他工艺优化和设备精心维护,成功开发并批量生产出超薄带钢,同时解决了由此引起的支撑辊剥落问题。