热轧宽带钢自由规程轧制中负荷分配优化研究

板形控制为实施自由规程轧制的主要难点。兼顾板形控制的热轧负荷分配优化现已有诸多研究,但其目标函数设计存在着假设条件多、实用性差的缺点。在综合考虑自由规程轧制特殊工艺和板形设定计算众多影响因素的基础上,建立了兼顾自由规程轧制的热轧负荷分配优化模型,并采用模拟退火遗传算法对模型进行了优化计算。在济南钢铁集团公司1 700 mm热连轧机的应用表明,优化后的负荷分配使得自由规程轧制中的板形质量得到提高。     

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.     

能耗最小轧制规程的计算模型

研究各种节能型工艺技术,是当前一项十分重要的工作。本文针对五机架冷连轧机,介绍以能耗最小为目标函数的轧制规程设计的计算模型。目前,用BASEX编制的程序已联入在线,通过Dietz621计算机控制生产。生产试验证明:用该模型设计的轧制规程控制生产,比原现场常用规程控制生产,可降低能耗5％左右,并改善了某些规格带钢生产的轧制状态。 在连轧机生产中,首先要给定各架轧机的压下率,从而得到各个机架辊缝的设定值与轧辊的匹配速度。这个问题是原料厚度、成品厚度、材料特性、轧机性能、轧制状态     

16Mn中板轧制负荷均衡优化

针对16Mn中板轧制过程中存在的轧制负荷不均衡现象,通过模拟轧制实验得出变形抗力与变形程度、变形速度、变形温度间的关系.在此基础上,根据现场生产实际情况,建立了一套符合实际生产的轧机负荷计算模型;利用动态规划法对现场压下规程进行负荷均衡优化,编制出轧制负荷计算和优化软件并给出负荷均衡的压下规程,为16Mn中板轧制提供更合理的轧制制度.     

基于罚函数法的冷连轧轧制规程优化设计

 合理的轧制规程是使轧制过程达到最佳状态的重要保证。规程设定中采用具有自学习功能的BP神经网络取代传统轧制力数学模型,选用Levenberg Marquardt算法对轧制力进行预报。采用等相对负荷目标函数,考虑到现场和设备所受限制,确定约束条件。利用罚函数法将有约束的最优问题转换成无约束的最优问题,对某厂冷连轧现场规程进行了优化设计,并对优化前后的轧制规程进行了分析和比较,优化效果令人满意,满足实际生产要求。     

基于EXCEL规划求解器的轧制规程优化设计

介绍了如何利用EXCEL规划求解器在多约束和多目标函数条件下对轧制规程进行优化,对优化设计的流程进行了图解分析;研究了优化计算中涉及的主要数学模型,通过实例说明了该优化规程的良好效果。计算过程表明,利用EXCEL规划求解器可以快速进行计算,使轧制规程得到优化,起到节能降耗、充分发挥轧机能力的作用。     

神经网络预报在冷连轧规程设计中的应用

在轧制规程设定中采用BP神经网络取代传统轧制力数学模型,通过动态规划算法对某1370mm冷连轧现场规程进行了节能并兼顾板形的多目标优化设计,并对优化前后的规程进行了分析和比较,优化效果令人满意,满足实际生产要求。     

基于案例推理的中厚板轧机轧制规程智能优化

为了提高中厚板轧制规程分配的合理性和计算效率,提出利用智能优化技术进行中厚板轧制规程智能优化.该智能技术为混合遗传算法(GA)的改进粒子群算法(PSO)与案例推理算法(CBR)结合运用的一种多目标智能优化技术.采用CBR检索最相似案例,如果案例可以重用,将其作为最终规程进行现场轧制;如果不能重用,将其作为智能优化初始值,通过GAPSO算法围绕目标函数进行全局优化.分析了CBRGAPSO算法的时效性和有效性,证明该算法计算时间更短且优化后的规程分配更合理,更适合中厚板轧制规程优化计算.     

基于改进免疫克隆多目标算法的轧制规程优化

 针对冷连轧轧制规程目标函数之间存在耦合、相互制约、难以选择目标侧重的问题,采用了一种先优化后选择的方式设定轧制规程。构造了等功率裕度、板形良好和防打滑目标负荷,建立了多目标轧制规程目标函数,采用改进的免疫克隆多目标算法对唐山某钢厂冷连轧机进行轧制规程优化计算。试验结果表明,改进的免疫克隆多目标算法能够很快地收敛到Pareto前沿,并且解集的分布性良好;优化后的不同偏好轧制规程组合可以满足不同的选择要求。与原规程相比,各轧机的利用更加合理,提高了轧机的利用效率,改善了带钢板形和表面质量,并且减少了划痕的产生概率。     

唐钢1 800 mm 5机架冷连轧机过程控制模型设定系统

简要介绍了唐钢1 800 mm 5机架冷连轧机组的工艺参数、仪表配置及过程控制模型设定系统。从轧制过 程在线数学模型、基于成本函数的多目标优化负荷分配和模型自适应3个方面对该冷连轧过程控制模型设定系统 进行了深入分析研究。现场应用表明,该L2过程控制系统运行稳定,模型设定系统制定的轧制规程合理、模型设 定计算具有非常高的精度,满足在线控制的要求。     

热轧张力观测器模型的研究与构建

张力观测器模型是微张力控制模型实现的基础,本文提供了一种精确的热轧机架间微张力预报的方法。采用新张力计算模型,结合轧制过程中轧制力臂变化,基于以弹性变形理论为基础的张力方程,设计出张力动态变化的计算方法,由此构建新的热轧微张力控制过程的张力观测器,在生产应用中取得了良好的效果。     

简析厚板轧制道次规程的设定

厚板工艺复杂,品种规格多,厚板道次规程设定对于厚板产品的精度和质量具有至关重要的作用.文中详细介绍了厚板轧制过程中道次规程设定计算的主要步骤,给出了轧制过程中阶段划分原则,以及不同转钢次数、不同转钢位置而产生的不同轧制阶段的对应关系;同时给出了一次转钢和两次转钢厚度计算公式及影响因素,并分析了两次转钢厚度之间的关系和变化规律;针对具体的每个轧制阶段给出了统一的道次规程计算流程,并通过实际的轧制道次规程设定数据对道次规程的计算流程进行了说明分析.此道次规程设定同时适于厚板楔形板的轧制.     

新型直拉式冷轧实验轧机过程控制系统的开发和应用

 为了满足冷轧新钢种开发和工艺研究的需求,研制了两侧通过液压缸和夹头产生张力的新型直拉式冷轧实验轧机。为该新型冷轧实验轧机配备了完备的检测仪表和自动化控制系统。其中过程控制系统的开发采用通讯功能与核心控制功能分离的两层进程结构,具备数据通讯、模型计算、过程跟踪和数据管理等功能。针对实验轧机的特点,模型计算功能可以灵活调整轧制规程,摸索工艺制度;数据管理功能分别对原始实际数据、轧制实际数据和轧制工艺统计数据进行记录、分析和处理。该新型冷轧实验轧机在国内得到大量的推广和应用,过程控制系统较好地满足了试验需要。     

基于EXCEL的铝板带热轧规程优化设计

介绍了铝合金板带轧制压下规程的重要意义,以及轧制规程制定和优化设计的主要方法,根据铝合金热轧过程控制特点,选用恰当的轧制参数数学模型,依据轧制规程优化设计的要求,确定了目标函数数学模型和约束条件,借助于EXCEL规划求解功能进行了轧制规程的优化设计,通过计算实例对其应用效果进行了分析.     

超高强钢冷轧过程轧制力计算的改进模型

 为了解决采用圆弧模型计算超高强钢冷轧过程轧制变形区轧辊压扁曲线误差较大的问题,充分考虑到超高强钢的轧制特点,通过分析不同压扁半径下轧辊压扁曲线的变化规律,构造出新型轧辊压扁曲线函数模型,给出了该函数中轧制变形区接触弧长特性参数与轧辊压扁曲线特性参数的求解方法。基于此,根据弹塑性理论中的变形与应力关系,推导了入口弹性变形区、塑性压下变形区以及出口弹性变形区单位轧制压力分布计算过程,建立了超高强钢冷轧过程总轧制力计算模型。并将其推广应用到某钢厂2030冷连轧机组,验证了该模型的计算准确度。结果表明,超高强钢冷轧过程轧辊压扁曲线用二次函数表示,更能准确反映轧辊压扁状态,其计算结果与实际值具有较高的吻合度。同时,为冷连轧机组生产超高强钢产品极限轧制能力的评估与轧制规程的制定提供了理论依据。     

数据驱动的卷取温度模型参数即时自适应设定算法

为提高热轧换规格首块钢头部卷取温度命中率,采用数据挖掘技术,从历史带钢冷却数据中推断出与实际带钢相匹配的卷取温度模型水冷换热学习系数,并将其应用于模型预设定计算。首先,对冷却特征参数进行识别,按照相对型、绝对型、相等型和策略型四种方式进行定义,并对实际带钢与历史带钢的各项冷却特征参数进行相似距离计算。当历史带钢的总相似距离满足要求时,将其聚类为实际带钢的相似卷,并考虑各相似卷的时间影响,计算相似权重值;随后,基于相似带钢的头部和尾部信息,建立由卷取温度预报误差、偏离学习系数回归值惩罚项和偏离默认值惩罚项等构成的目标函数以及相应的约束条件,采用梯度下降法求解该二次规划问题,通过三次优化逐步计算出学习系数参考值和表征学习系数与带钢速度及目标卷取温度呈双线性关系的两个参数;最后,根据实际带钢的穿带速度、目标卷取温度等冷却条件计算冷却设定所需的学习系数。现场应用表明:基于十万块历史带钢冷却数据驱动的模型参数即时自适应设定算法可增强卷取温度模型对带钢头部冷却的预设定能力,学习系数即时自适应设定能力随着内存中保存的历史带钢冷却数据的多样性和检索出的相似卷数量的增加而提升。      

Setting method of rolling schedule for reversible four- high mill of narrow strip

The small four- high rolling mill of narrow strip has such structural features of small absolute value of working roll diameter, which causes problems like non- negligible horizontal displacement of the work rolls, larger thermal crown of the work roll, and more complicated shape control of the plate. The shape was more dependent on rolling schedule. The equipment and process characteristics of reversible four- high mill of narrow strip were fully considered. The influence model of rolling schedule of small four- high rolling mill on shape was established. The influence of specific path rolling schedule parameter on the shape was quantitatively analyzed. The targets were that the rolling pass was minimum and the relative load was the most uniform. Meanwhile, the influences of such factors as shape control, rolling stability and prevention of surface defects were also considered. A set of comprehensive optimization method for rolling schedule was put forward, which was suitable for small four high mill and taking account of shape control. Relevant technology was applied to the production practice of 450 small four high rolling mill in a company. Good results were achieved after the application in the field. The shape closure rate of the unit decreases by 45. 5%.     

六辊CVC冷轧机凸度控制能力分析及应用

 基于三维有限元建立了六辊CVC辊系模型,该模型耦合了CVC辊形曲线、辊间轧制力分布以及带钢的弹塑性变形和辊系弹性变形,通过迭代计算辊间轧制力及轧辊与轧件的弹塑性变形。通过实际轧制规程数据对比验证了模型的有效性,其模拟计算结果与实际数据的绝对误差在10 μm内,相对误差小于1%。采用该模型研究了板形控制机构如中间辊弯辊、中间辊窜辊和工作辊弯辊对带钢2次凸度和4次凸度的控制规律,并成功消除了生产现场宽薄带钢的边中复合浪缺陷。     

带钢冷连轧材料变形抗力模型研究

针对冷连轧轧制过程的特点,变形程度是影响变形抗力的一个重要因素。建立了变形抗力的机理模型,并将理论模型与实际数据相结合。采用某钢厂生产的低碳钢08AlA稳定轧制时的现场实测数据,利用最小二乘逐次回归变形抗力模型中的各个参变量,并选用不同的方法来获得摩擦系数,选出与实际生产数据相吻合的最佳模型。将回归出的不同变形抗力模型,分别代入轧制力迭代公式进行计算,通过比较与实测轧制力的误差,选出最优的形抗力模型应用于实际生产中轧制力和前滑的预设定。