1 250 mm五机架六辊冷连轧工艺控制系统核心技术

简要介绍了自主设计制造、具有完全自主知识产权的1 250 mm五机架六辊冷连轧产线工艺及设备特点。重点阐述了冷连轧工艺控制系统的硬件配置、软件架构及核心技术。采用基于简易有限元的轧制力模型及基于成本函数的多目标负荷分配模型，实现了高精度的轧制规程计算。开发了原料板快速启车技术与板形多变量综合最优控制技术，实现了冷轧产品的尺寸精准控制。现场实际应用效果表明，机组稳定运行率达到99.8%以上，不同规格的产品厚度控制精度均达到±0.8%以内，板形控制精度均达到5I以内。     

1 250 mm五机架六辊冷连轧工艺控制系统核心技术

简要介绍了自主设计制造、具有完全自主知识产权的1 250 mm五机架六辊冷连轧产线工艺及设备特点。重点阐述了冷连轧工艺控制系统的硬件配置、软件架构及核心技术。采用基于简易有限元的轧制力模型及基于成本函数的多目标负荷分配模型，实现了高精度的轧制规程计算。开发了原料板快速启车技术与板形多变量综合最优控制技术，实现了冷轧产品的尺寸精准控制。现场实际应用效果表明，机组稳定运行率达到99.8%以上，不同规格的产品厚度控制精度均达到±0.8%以内，板形控制精度均达到5I以内。     

冷轧薄窄规格低碳钢碎边浪板形问题研究

随着冷轧产品规格的拓展,冷轧机组的板形控制能力面临极大压力和挑战。针对行业内较难解决的低碳钢薄窄规格碎边浪问题,以某冷轧厂1 970 mm酸轧机组带钢板形为研究对象,试验和仿真结合对该问题进行了研究。结果表明：薄窄规格碎边浪缺陷是在上游机架产生,并在下游机架缺陷板形逐渐被消化遗传到出口形成的。碎边浪的产生原因：一方面由于低碳钢精轧过程中边部温降过快容易导致边部粗晶,使得边部相较于中部硬度低约15HRB;另一方面由于轧制薄规格带钢的过程中工作辊会产生更大的挠曲和弹性压扁,且宽幅轧机轧制窄规格带钢过程中轧机对辊缝凸度的调节能力有限,使得薄窄规格带钢更容易发生局部延伸不均。为此,针对全流程提出了改善碎边浪的一系列措施,包括设计边部带锥度的工作辊辊形以及VCL支撑辊辊形以减少边部区域金属的延伸,降低五机架轧机轧制力以提高对碎边浪的消化能力,对酸轧入口带钢进行切边处理或采用边部加热工艺以改善边部、中部组织性能均匀性等措施。试验结果表明：采用边部加热工艺相较于增大装钢间隙(至200 mm)、提高终轧温度(10℃)等措施对改善带钢宽度方向温度分布均匀性效果显著,冷轧带钢板形IU值降低43%,改善效果...     

四机架UCM轧机开发极薄规格产品技术研究与应用

介绍了涟钢酸洗冷连轧联合机组（PL-TCM）采用四机架UCM轧机开发极薄规格产品（≤0.35 mm）工艺技术流程等。重点阐述冷轧极薄规格产品的板形控制、以及厚度精度控制等技术。生产实践过程中进行了优化工作辊、中间辊弯辊力的设定,调整模型控制以及优化乳化液浓度等工艺参数,从而改善极薄规格轧制技术,已取得大批量稳定生产冷轧极薄规格产品的实绩。     

冷轧带钢倾斜浪缺陷产生机理分析及控制研究

冷轧带钢倾斜浪缺陷即带钢表面斜纹是冷连轧产品普遍存在的一种板形缺陷,其产生机理及调控手段尚不清楚。介绍了倾斜浪缺陷的特征;进行了轧制规程调整、轧机设备精度调整等轧制试验。结果表明,双边浪轧制和调节五机架前后张力对倾斜浪缺陷有较为明显的影响。综合理论分析和试验结果,认为轧机出口带钢横断面张力不均,造成张力大的部分条元延伸率大,即造成带钢横断面的金属纵向延伸率不同,不能均匀纵向流动,且产生横向流动,各条元之间产生相互作用的内应力,当内应力足够大就会引起带钢翘曲;此条元的带钢翘曲后,张力变小,相邻条元的张力变大,带钢翘曲沿着带钢纵向斜的方向移动,便产生了倾斜浪缺陷。为此,提出了采用双边浪轧制和调整五机架前后轧制张力共同抑制倾斜浪缺陷的方法,试验结果表明倾斜浪缺陷改善明显。     

极薄规格冷轧带钢板形控制研究

针对厚度0.2 mm以下极薄规格带钢在生产过程中经常出现中浪缺陷的问题,对某UCM轧机极薄规格带钢局部中浪板形缺陷与轧制过程数据进行了分析,通过工作辊温度测量与工作辊热凸度引起平坦度的有限元计算,表明中浪缺陷是由于轧辊热凸度过大而造成的。分析了轧辊热凸度影响因素,以及UCM轧机轧辊辊型,板形目标曲线,中间辊轴向横移,乳化液,中间辊、工作辊弯辊力等参数对极薄规格带钢板形的影响。结果表明:通过板形目标曲线优化设计,合理配置中间辊轴向横移量、工作辊弯辊、中间辊弯辊3种板形调节手段,增加中间辊轴向横移量,增加工作辊弯辊、中间辊弯辊负弯的调节余量,可在消除中浪的同时避免边浪的产生。同时,通过优化工艺润滑制度,降低乳化液温度到合理范围,可有效提高分段冷却的板形控制能力,使带钢平坦度回归到板形目标曲线设计范围,释放弯辊调控量。再有,通过支撑辊边部辊型优化设计,可提高辊型对边浪的抑制能力,在减少中浪的同时不产生边浪。采用上述措施,将中浪缺陷减小到5 IU以内,极薄规格带钢中浪板形缺陷问题得到了有效解决。     

3 500 mm产线薄宽规格桥梁板边浪原因分析与控制

针对某厂生产薄宽规格桥梁板在冷床冷却时出现边浪的问题,分析了其产生原因,即钢板在冷却过程中边部和中部温差较大,边部和中部收缩不一致产生不均匀变形而导致钢板边浪缺陷.在轧机无弯辊、轧辊轴向横移等先进板形控制手段,产线无冷矫直机和压平机对板形进行处理的条件下,通过调整压下负荷分配,末道次和末第2道次产生比例凸度差,使轧制钢...     

冷轧高强钢板淬火过程板形瓢曲缺陷演变规律研究

针对已有板形瓢曲浪形缺陷冷轧高强钢板的淬火过程,应用ABAQUS有限元分析平台及其UMAT二次开发功能,建立淬火过程温度-组织-应力应变多场耦合的有限元仿真模型,研究淬火过程高强钢板的弹塑性变形行为及其对初始板形瓢曲缺陷的改变。通过热模拟实验结果对该有限元仿真模型进行了验证,模拟再现了已瓢曲高强钢板的淬火过程及弹塑性变形,获得了板形瓢曲浪形在淬火过程中的演变规律,指出钢板宽度方向上的温度梯度以及依先后顺序相变所引起的钢板纵向延伸变形沿宽度方向上分布不均匀,导致原有板形瓢曲浪形发生改变,甚至可以生成新的瓢曲浪形。定义了描述板形瓢曲浪形改变程度的指标,如浪高变化率、浪宽变化率、浪距变化率,定量揭示横向温差、张力等工艺参数对冷轧高强钢板淬火过程板形变化的影响规律。搭建实验室冷轧钢板淬火实验研究系统,开展具有单边浪板形瓢曲缺陷钢板的淬火实验,实验结果与仿真计算结果取得定性一致。     

基于弹塑性有限元的板形控制机理研究现状与展望

带钢冷连轧过程中的板形控制问题因具有多变量、多控制回路、非线性和强耦合等特征，是工业控制领域最为复杂的控制过程之一。精准的板形预测模型是提高板形控制水平的重要保证。当前，弹塑性有限元法能够耦合分析轧制过程中带钢的弹塑性变形、轧后的残余应力以及轧辊的弹性挠曲、弹性压扁，因此在带钢轧制领域有很广泛的应用。介绍了现代板形控制系统的工作原理，以及当前弹塑性有限元法关于板形控制问题分析的研究进展。同时，采用显式动态有限元建立了六辊UCM轧机的三维数值仿真模型，研究了不同板形调节机构对带钢板形的调控特性及其最优调节量，并采用实际轧制试验对模型进行了验证。结合带钢保持良好板形的几何条件，利用所建立的UCM轧机模型，分析了中间辊轴向横移、工作辊与中间辊弯辊对带钢横截面形状、凸度、边降及平直度的影响。最后，对有限元法应用于分析板形控制问题的方向进行了展望。     

基于弹塑性有限元的板形控制机理研究现状与展望

带钢冷连轧过程中的板形控制问题因具有多变量、多控制回路、非线性和强耦合等特征，是工业控制领域最为复杂的控制过程之一。精准的板形预测模型是提高板形控制水平的重要保证。当前，弹塑性有限元法能够耦合分析轧制过程中带钢的弹塑性变形、轧后的残余应力以及轧辊的弹性挠曲、弹性压扁，因此在带钢轧制领域有很广泛的应用。介绍了现代板形控制系统的工作原理，以及当前弹塑性有限元法关于板形控制问题分析的研究进展。同时，采用显式动态有限元建立了六辊UCM轧机的三维数值仿真模型，研究了不同板形调节机构对带钢板形的调控特性及其最优调节量，并采用实际轧制试验对模型进行了验证。结合带钢保持良好板形的几何条件，利用所建立的UCM轧机模型，分析了中间辊轴向横移、工作辊与中间辊弯辊对带钢横截面形状、凸度、边降及平直度的影响。最后，对有限元法应用于分析板形控制问题的方向进行了展望。     

以板形控制为目标的冷连轧过程压下规程优化技术

针对在冷连轧升降速过程中由于热辊型变化和轧制压力不稳定导致的轧制波动幅度过大和板形的最终精度不足等问题,为了得到精度较高的出口板形,结合现场冷连轧机组的设备参数和机组相关工艺,通过对建立的冷连轧升降速过程板形模型、轧制力模型以及热辊型的变化机理进行定量分析,提出了一套以冷连轧机组升降速过程中出口板形最优为目标函数的各机...     

冷连轧过程弯辊力模型研究与开发

弯辊力设定对高速冷连轧过程的板形控制至关重要。针对某1 750 mm冷连轧机组的设备与工艺特点,计算并分析了弯辊力设定对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、中间辊横移量、带钢入口厚度、带钢凸度、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过大量统计分析和理论计算,利用Origin软件进行多元回归拟合,最终建立了冷连轧过程最优弯辊力的设定计算模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差小于3.14%,成品带钢的板形标准差平均值降至2.64 IU,新模型对成品带钢板形质量的控制有明显改善和提高。实践证明：该弯辊力模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性,适合于工业生产。     

轧辊锥形缺陷对板形影响模型及其治理技术

针对普通四辊轧机因磨削不良而造成的轧辊呈现锥形缺陷而影响成品带钢板形精度的问题,充分考虑到四辊轧机设备与工艺特点,建立了一套适合于四辊轧机轧辊锥形缺陷对板形的影响模型及其治理技术,并以某1420冷连轧机组为研究对象,定量分析了不同情况下轧辊锥形缺陷对板形的影响及其治理效果。结果表明,轧辊锥形缺陷所带来的附加板形均为单边浪,通过优化倾辊量可有效治理轧辊锥形缺陷引起的附加浪形,为企业板形的高精度控制提供了参考依据。     

二次冷轧乳化液管路直混润滑系统设计及关键设备选型

在分析了传统二次冷轧机组乳化液直喷润滑系统的基础上,充分考虑到二次冷轧机组的设备与工艺特点,提出了一套适合于二次冷轧机组的乳化液管路直混润滑系统设计方案,完成了静态混合器、水泵、油泵、流量计、压力表和电控柜等关键设备的选型,开发了一套完整的二次冷轧机组乳化液管路直混润滑系统,并将其应用到某1220二次冷轧机组的生产实践,选取典型规格的DR8M钢种进行现场轧制试验,对比分析了轧制工艺参数、板厚波动与板形质量波动情况。分析结果表明:二次冷轧机组乳化液管路直混润滑系统有效地提高了升降速过程轧制压力的稳定性,降低了轧制能耗与油耗,减小了带钢厚度偏差与板形值波动。     

冷轧薄板离线板形测量误差分析及其修正技术

针对以往现场就冷轧薄板离线板形测量过程中忽略重力影响而造成测量板形与实际板形偏差较大的问题,充分考虑到冷轧薄板离线板形测量的工艺特征,研究了冷轧薄板离线板形测量误差的产生机理,分析了不同浪距和板厚对浪高的影响,并建立了一套适合于冷轧薄板离线板形测量的重力影响模型。在此基础上,定量分析了重力因素对浪高的影响并提出了相应的冷轧薄板离线板形测量误差修正技术,采用悬挂测量法验证了冷轧薄板离线板形测量误差的修正方法的计算精度。将其应用到某1220二次冷轧机组的生产实践,取得了良好的使用效果。     

大型H型钢开坯轧制中的弹性轧辊仿真分析

为了研究在H型钢轧制过程中轧辊的受力与变形以及变形对轧件轧制的影响,本文以莱钢大型H型钢生产线HN900×300的开坯轧制为例,在有限元软件ABAQUS平台上基于弹性轧辊建立三维热力耦合有限元模型,并考虑了扭矩的单侧输入。根据仿真结果,本文重点分析了轧辊的应力规律和弹性变形。最后将轧辊受到的接触反力与生产规程上的轧制力进行对比,验证了该分析的可行性及有效性,为进一步研究H型钢连轧工艺提供参考。     

冷连轧机组板形再现与异议分析系统的开发

针对冷连轧生产过程中,对板形仪所测板形数据的使用仅停留在服务于本工序的生产,而不能用于质量异议分析,以及指导下游退火与平整工序的工艺参数优化设定和造成数据利用率偏低的问题,在大量的现场试验与理论研究基础上,充分考虑到冷连轧机组的设备与工艺特点,以普通四辊冷连轧机组为研究对象,利用机组板形仪及数据采集系统的相关功能,提出了一套适合于冷连轧机组的板形再现与分析技术,开发出相应的板形再现与异议分析系统,并将其推广应用于某冷轧薄板厂1220五机架冷连轧机组的生产,使用效果良好,实现了适时再现与分析钢卷轧制过程中的板形,为下游连续退火及平整工序工艺参数的优化设定,以及冷连轧产品质量异议的处理,提供了翔实的数据支撑。     

三辊冷轧管机轧制过程的数值模拟与试验研究

在简化三辊冷轧管机轧制过程的基础上,根据钢管冷轧过程的变形特点,采用Simufact有限元软件对其轧制过程进行有限元数值模拟。通过仿真模拟,分析了钢管的等效应力、等效应变分布规律及其截面变形特点,并与实际数据进行比较。分析结果表明:建立的有限元模型符合实际,模拟过程与实际轧管成型情况相符合;金属的塑性变形主要发生在减径段和减壁段;随着送进量、轧制频率的增加,轧辊的轧制力相应增大。     

1450mm铝箔冷轧机板形控制系统

分析了铝箔冷轧过程中板形缺陷产生的原因,阐述了板形仪测量原理和板形控制系统的结构.提出了多点张力分布数据处理方法以及弯辊控制、轧辊倾斜控制、分段冷却液流量控制手段及实现方法.有利于未来板形控制系统的改进及铝箔实际轧制过程中板形控制方法的完善.     

装饰铝箔波浪缺陷的影响因素及控制措施

装饰用铝箔轧制过程中常出现波浪(边浪、中浪和肋浪)缺陷,在生产实践中总结出控制波浪缺陷的方法:采用合适的轧辊原始凸度避免边浪和中浪;选用合适的板形曲线,减轻肋浪和边浪;适时采用轧制油冷却轧辊控制辊形,减轻肋浪;控制卷取张力,控制熨平辊的位置和压力,稳定轧制过程,都是减轻波浪的技术措施。生产中不是单独使用某一种方法,而是根据具体情况优先采用能最迅速、最有效的控制板形的方法,并联合使用其他方法,获得了最好的减轻波浪的效果。