四辊轧机非常态轧制时板形模型的研究

针对四辊轧机工作过程中可能出现的上下左右不对称问题,在大量的现场试验与理论研究的基础上,充分结合四辊轧机的设备与非常态轧制的工艺特点,从辊系弹性变形模型入手,充分考虑到四辊轧机非常态轧制过程中的上下与左右的不对称性,建立一套适合于四辊轧机非常态轧制时的板形模型,编制相应的板形分析与控制软件,利用该模型及软件不但可以定量预报出带材跑偏、不对称辊型、轧制中心线与轧辊中心线不重合、不对称弯辊、不对称窜辊等非常态因素单独或综合作用对轧机成品板形的影响,而且可以定量预报出对称弯辊、对称窜辊、倾辊等常态因素对成品板形的影响。该模型及软件已经被应用到梅钢1420双机架平整机组的板形分析与控制,有效地提高了机组的成品板形质量,板形封闭率从项目开展前的2.5%降低到目前的0.5%以内,给机组创造了较大的经济效益,具有进一步推广应用的价值。     

神经网络在CVC六辊轧机板形控制中的应用

本文提出了基于板形机理的神经网络板形预报的思想,对CVC六辊轧机建立了神经网络板形预报模型,并结合神经网络板形预报以及在线PID神经网络控制器建立在线板形控制系统,对冷轧薄板的板形进行控制,以得到良好的板形控制效果.     

小型四辊轧机工作辊水平位移对板形的影响

小型四辊轧机由于工作辊长径比较大且辊径较小而造成工作辊沿轧制方向很容易出现水平位移现象,常规四辊轧机板形计算模型不能满足出口板形的准确计算与预测,为此,充分结合小型四辊轧机的设备与工艺特点,建立了四辊轧机考虑工作辊水平位移时的板形模型;通过板形对比说明了该模型计算结果的准确性。在此基础上,具体分析了工作辊水平位移产生的规律以及在考虑工作辊水平位移时弯辊力对板形控制的影响,并将该模型应用到某钢厂650可逆四辊轧机机组,开发了650可逆四辊轧机工作辊水平位移对板形影响分析软件,有效地解决了以往板形计算误差大的问题,实现了对出口板形的准确计算与预测,大大提高了板形控制精度。     

冷轧机板形控制系统弯辊力预设定模型开发

针对某公司六辊冷轧机,采用影响函数法建立了辊系变形计算模型并开发了相应的计算程序。利用所建辊系变形模型结合轧机的板形控制策略,建立了针对轧机的理论和在线两种弯辊力预设定模型。实例计算表明,所开发模型精度符合实际要求,可用于生产实际,为提高轧机板形控制预设定精度,改善轧机产品的板形质量提供了理论依据。     

冷轧机板形调节能力分析方法的研究与应用

某六辊连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)冷轧机组装备了工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊窜辊等多种板形控制方式,较四辊轧机有着更宽的凸度调节域,但仍难以调节窄带钢出现的边中复合浪。在对各种方式的效应函数之间的差别进行分析后,提出以一组相互正交的矢量,称为特征矢量,描述轧机整体的板形调节特性。进而以特征矢量与某一板形缺陷之间的相似度的平方和判断该缺陷能否被消除。经分析,该轧机板形调节特征矢量与窄带钢边中浪之间的相似度过低是导致其难以消除的原因。相应提出在第5机架采用单侧倒角工作辊,并降低工作辊弯辊力的解决方案。该方案已用于实际生产,在消除带钢边中浪方面取得明显效果,所轧带钢边浪基本被消除,中浪得到缓解。     

冷轧无取向硅钢横向厚差控制

冷轧中中低牌号的无取向硅钢多采用万能凸度轧机(Universal crown mill,UCM)生产,其板形好坏受制于UCM轧机板形调节手段的协调使用.为掌握UCM轧机的板形控制特点,建立基于二维变厚度有限元的辊系弹性变形和基于三维差分的轧件塑性变形的六辊轧机耦合模型,对UCM轧机的板形调控性能进行详尽的分析,包括工作辊和中间辊弯辊、中间辊窜辊的调控功效、辊间接触压力分布等.在此基础上,提出可用指导生产的板形控制策略,指出UCM轧机在横向厚差控制方面的不足.针对工业生产中UCM轧机轧制无取向硅钢横向厚差大的问题,在大量仿真计算的基础上,开发具有高次曲线函数的边部变凸度(Edge variable crown,EVC)的工作辊.采用该工作辊后,各种品种的无取向硅钢的横向厚差不大于10 μm的百分比由24%提高到99%,横向厚差的均值小于6μm,远小于之前的13μm.     

不锈钢冷轧过程中的异常现象浅析

针对使用偏八辊轧机辅助轧制油的不锈钢冷轧过程中出现的异常现象,如轧制力过大、起火、板面有色差、板面有伤痕、板面清洗性不好、烧辊、轧机颤动、板形不好、板面腐蚀等,从轧制工艺、设备状态、轧制油等方面进行分析,提出相应的解决对策,以保证轧出不锈钢板带的质量,并列举了一些成功应用案例。     

热带钢轧机线性变凸度工作辊的研制及应用

为改善轧机的板形调控性能,在分析连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)辊形技术的板形控制特性的基础上,开发出用于热带钢轧机的线性变凸度(Linearly variable crown,LVC)工作辊辊形技术及其相应的板形控制模型。LVC技术的板形调节能力与窜辊量成线性关系,同时与带钢宽度成近似线性关系。在满足宽带钢板形控制要求的同时,提高轧机对窄带钢的板形控制能力,使轧制各种规格带钢时所需弯辊力处于合理的的幅值。在1 700 mm热带钢轧机上一年多的工业应用表明,采用LVC工作辊后,板形控制精度提高30%以上,尤其是轧制高强度钢种时,凸度下降显著,轧制公里数一般都大于55 km,磨损辊形和轧辊消耗与常规工作辊基本一致。     

UCM冷连轧机辊型曲线优化设计

以900mm四机架六辊UCM冷连轧机组为研究对象,建立了轧辊辊间接触压力和板形计算模型,以均匀辊间接触压力分布和板形良好为目标,对机组轧辊辊型曲线进行了优化设计.理论计算表明,优化后的辊型曲线均匀了辊间接触压力分布,降低了辊端接触压力峰值,同时能够提高弯辊力对板形的控制效果.工业生产试验后正式推广使用,支承辊和中间辊掉肩和掉肉现象得到了全面遏制,板形质量得到良好控制.     

650MS轧机结构参数设计

四辊轧机的板形控制能力有限,边部减薄也很严重。虽然采用了很多方法来改善板形,但效果都不太理想。在四辊轧机基础上发展的六辊轧机,采用了一个可移动的中间辊,并采用了工作辊弯曲和中间辊弯曲。采用这些技术减少了带钢的边部减薄,带材的精度和板形得到了很大的改善,因此六辊轧机有着广泛的市场潜力,文中设计的是中间辊移动的HC轧机(MS六辊轧机)。     

冷轧超高强钢平直度与断面形状前馈控制技术

针对六机架冷连轧机组超高强钢生产过程中因机架数多、控制工艺复杂、各机架控制能力得不到充分发挥而导致成品平直度与断面形状超差的问题,充分结合六机架冷连轧机组的设备与工艺特点,基于超高强钢冷轧过程平直度与断面形状预报模型,分析了超高强钢冷连轧过程平直度与断面形状前馈控制策略,提出了基于来料的各机架出口目标平直度曲线设定方法,开发了适合于六机架冷连轧机组的超高强钢平直度与断面形状前馈控制技术。将该技术应用到某钢厂六机架冷连轧机组,各机架控制能力得到了充分发挥,成品平直度比该技术应用前提高了12.5%,且断面形状分布更加均匀,具有进一步推广应用的价值。     

板形标准曲线的理论计算方法

联立板形预报模型和板形判别模型,提出板带轧机板形标准曲线的理论计算方法。该理论计算方法的思路和原则是最大限度地消除板凸度并同时兼顾板形良好,最终使板形趋于最好,这种计算方法的目标是实现板形和板凸度的综合最优控制。以1 220 mm五机架带钢冷连轧机和900 mm单机架带钢冷轧机5道次轧制为例,分别对轧制中凸板和中凹板的情况进行计算,计算结果证实了理论分析计算的正确性。这种板形标准曲线的理论计算方法为进一步从理论上定量研究板形标准曲线模型奠定了良好的理论基础。     

虚拟冷连轧机数字仿真研究

在分析和研究冷连轧机组生产过程基础上，确定虚拟轧制系统的组成结构。从机理建模出发，将虚拟轧机分为压下、速度、张力三个子系统，建立了机械、电气、液压、检测仪表等综合的虚拟轧机设备机理模型。实验和仿真结果证明了所建系统的正确性。     

基于非圆弧理论的平整机轧制力简化模型

针对目前带钢平整机轧制力模型的缺点,综合考虑带材的弹性变形与塑性变形,基于非圆弧轧辊理论的大量计算结果,回归得到一套冷带钢平整机轧制力简化模型。该模型可用于干平整或湿平整轧机设计、轧制规程制定。4个典型算例的计算结果表明,简化模型与非圆弧轧辊理论计算结果一致。最终通过2套平整轧机的实测轧制力验证了简化模型的正确性。     

单机架可逆冷轧机数学模型的设计与实践

介绍单机架可逆冷轧机自动化控制数学模型，包括轧制规程、轧制力模型、变形抗力等具体模型以及自适应系统的建立。提出一种新式的按轧制力分配规程的快速收敛算法，并且利用Bryant理论具体实现了轧制力等模型。     

二次冷轧过程变形区油膜厚度模型

为了定量预报二次冷轧过程轧制变形区油膜厚度,结合二次冷轧机组乳化液直喷系统的设备与工艺特点,分析了带钢表面析出油膜、工作辊表面附着油膜的形成机理,建立了一套二次冷轧过程轧制变形区带钢上下表面油膜厚度模型,定量分析了乳化液流量密度、乳化液浓度、乳化液析出距离、轧机入口轧制速度、轧制咬入角、带钢入口变形抗力、后张力、轧制油初始动力黏度、轧制油压力黏度系数对轧制变形区带钢上下表面油膜厚度的影响,并将该模型应用到某1220二次冷轧机组的生产实践,编制出了相应的模型计算软件,实现了二次冷轧过程变形区油膜厚度的预报,为二次冷轧过程润滑性能的控制奠定了理论基础。     

LVC工作辊在超宽带钢热轧机的应用

分析了超宽带钢轧机的板形控制特性,指出其在板形控制方面的不足.为增加超宽带钢热轧机的板形调节能力,开发了线性变凸度(LVC)工作辊,实现板形调节与带钢宽度成线性关系,其板形控制性能优于CVC技术.建立了LVC工作辊的板形控制策略模型,在超宽带钢热轧机上实现了长期稳定应用.生产实绩表明,LVC工作辊可显著提高带钢的凸度控制精度,对凸度控制要求严的供冷轧料和凸度难控制的高强度管线钢,其凸度控制在50±18mm的比例可达96%以上.     

基于遗传算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。轧制规程涉及的有关数学模型和需要考虑的约束条件较多，因此其优化设计也较为复杂。应用遗传算法进行轧制规程优化设计，即以负荷均衡和板形良好为目标，在一定的约束条件下，对压下率分配比进行编码。通过遗传算子操作并保留每代优势个体，从而得到冷连轧轧制规程。对某1370冷连轧机进行设计比较，表明该方法优化速度快，适合在实际中应用。     

Mathematical model for cold rolling and temper rolling process of thin steel strip

A mathematical model for cold rolling and temper rolling process of thin steel strip has been developed using the influence function method. By solving the equations describing roll gap phenomena in a unique procedure and considering more influence factors, the model offers significant improvements in accuracy, robustness and generality of the solution for the thin strip cold and temper rolling conditions. The relationship between the shape of the roll profile and the roll force is also discussed. Calculation results show that any change increasing the roll force may result in or enlarge the central flat region in the deformation zone. Applied to the temper rolling process, the model can well predict not only the rolling load but also the large forward slip. Therefore, the measured forward slip, together with the measured roll force, was used to calibrate the model. The model was installed in the setup computer of a temper rolling mill to make parallel setup calculations. The calculation results show good agreement with the measured data and the validity and precision of the model are proven.