Metallurgical quality of CSP thin slabs

The casting structure, chemical composition segregation, dendrite arm space, inclusiona and during the CSP (compact strip production) rolling process were investigated. The results show that the CSP thin slab has a feature of uniform fine grains, more columnar crystals, less central porosity and segregation etc. There is no great difference in macrostructure between the CSP thin slab and conventional slab; however, the fine dendrite structure of the CSP slab is more uniform. Moreover, the central porosity and segregation are obviously improved after the first pass; and the dendrite is bent along the rolling direction rather than broken into pieces.Small inclusions with the diameter less than 10 p.m in the CSP slab are dominantly consisted of aluminates formed by A1 deoxidation and Ca treatment and not floating out of the melt. The large size inclusions found in the continuous casting slab are very few.     

热轧板坯库自动化系统设计与实现

连铸和热轧生产工序通过热轧板坯库进行生产的缓冲,其管理水平将直接影响到连铸连轧生产的连续性和成本.以马钢四钢轧总厂热轧板坯库为应用背景,分析了板坯库中存在的问题,研究了出入库优化模型,并运用到项目中,减少库内板坯倒垛次数,统一调度运输链中的辊道和行车进行协同作业,提高了作业响应速度,保证库内各项物流作业及时顺畅地完成.     

CSP工艺Q235 B热轧带钢边部裂纹成因分析

为减少采用CSP工艺生产的Q235B热轧带钢边部裂纹缺陷,分别在Q235 B连铸坯和热轧带钢裂纹处进行取样,通过宏观形貌、金相组织、扫描电镜及能谱分析等方法,研究铸坯角部横裂纹与热轧带钢边部裂纹的演变规律和形态变化. 结果表明,结晶器卷渣、冷却不均匀是产生连铸坯角部裂纹的主要原因;第2道次过渡带钢的金相组织中出现混晶现象,裂纹边上存在脱碳现象;热轧带钢边部裂纹主要源自于铸坯裂纹,并在轧制过程中得到扩展. 根据连铸工艺参数,对边部裂纹缺陷率与液渣层厚度、保护渣消耗量、结晶器振动参数、中间包过热度、结晶器传热参数以及铸坯宽度的关系进行统计分析,并提出相应的边部裂纹控制工艺措施.     

加热炉炉温的计算机优化设定

利用简化的钢坯导热数学模型和加热炉模型，以燃料消耗量最小为目标，通过控制各段炉温设定值达到优化控制正常轧制的目的，提出了停轧延迟过程中炉温的控制方法。     

The 3D Simulation of Liquid Core Change of Cylinder Steel Rolling Forming on Soft-reduction Continuous Casting Process

Using ABAQUS FEM software,the Elastic-plastic with isotropic hardening model is applied to simulate 3D cylinder slab rolling forming in continuous casting (CC),the change of liquid core before slab solidification completely on soft re- duction process is studied,the analyse result shows the soft reduction technique can change the liquid core size,which is useful to cylinder slab forming in CC.     

热连轧活套系统的数据驱动预测控制

针对热连轧活套高度和张力系统的双输入双输出强耦合特性,提出了基于数据驱动预测控制策略.基于子空间辨识方法,利用离线和在线输入输出数据直接辨识控制器参数,避开模型辨识的过程,同时基于预测控制原理,利用未来输入和已经测得的数据信息,预估未来输出,充分利用预测信息设计控制器,在下一个采样周期开始新的循环.该方法能够提高控制精确度,具有较强的扰动抑制能力.仿真结果表明该方法的可行性和较好的控制效果.     

基于神经网络的曲轴滚压校直专家系统研究

介绍了曲轴滚压强化及校直工艺,分析了滚压校直方式具有的优缺点,研究了利用BP神经网络建立关于校直输入输出数学模型的方法,建立了曲轴滚压校直专家推理系统,并将其应用到曲轴圆角滚压强化校直机床中,取得了较好的效果。     

现代温室温度混杂系统的建模

为了解决中国温室系统输入输出变量连续而环境控制设备动作离散的建模问题,通过将室外环境因子作为系统的连续输入量,天窗的开启和关闭状态作为离散变量,室内温度作为连续输出量,建立了温室混杂自动机的模型.首先采用有外源输入的自回归滑动平均模型描述每个子系统,其次,采用统计假设检验法与模型机理相结合的方法确定模型结构,然后,采用递推增广最小二乘法辨识模型参数,智能级监督模型参数的收敛性,最后,依据有限状态自动机的基本模型建立温度混杂自动机.采用实测数据进行仿真,该温度混杂自动机模型的拟合度可达90%以上,混杂系统控制的最大预测误差为2.8℃,能较好地预测温室温度系统的动态特性.     

金属层合板轧制复合工艺国内外研究进展

金属层合板发挥了组元材料各自的优势,实现了单一金属不能满足的综合性能,是近年来国家重点发展的金属结构材料之一,被广泛应用于航空航天、国防军工、交通运输和装备制造等领域.轧制法是金属层合板的主要制备方法之一,具有稳定连续化生产的优势. 本文主要综述了金属层合板轧制复合工艺国内外的研究进展,简述了机械啮合理论、金属键理论等目前被学者认可的几种金属层合板轧制复合假说,分类总结了热轧、冷轧、异温轧制、累积叠轧、异步轧制等复合工艺的优缺点及适用范围,同时通过工程法、流函数法和上限法等理论解析,分析了金属层合板轧制复合工艺技术方面的特点. 针对数值仿真中的待复合界面连接问题,归纳了粘合模型、共节点模型等界面处理模型及应力场、应变场、速度场等相关物理量定值或函数关系的复合判据.基于目前轧制复合工艺存在的不足,提出了研究团队国际首创的残余应力小、板形好且结合强度高的波纹轧制复合工艺,并对轧制复合工艺今后的研究重点作了展望.     

Slab Tracking and Controlling on Hot Plate Rolling Line

By studying the slab moving in detail in the plate rolling process, the problem of slab tracking and controlling was solved by using the distributed control system. The problems of rhythm control for the big-complex system, the exchange of manual and automatic operations, the data exchange between the levelⅠ, TCS (technology control system) and levelⅡ, PCS (process control system), are solved. By this way, the automatic level of the plate production line is improved.     

Grain refinement of low carbon steel produced by CSP process

In comparison with conventional production for hot strips, compact strip production (CSP) brings about some new micro-structural phenomena. Investigations were carried out to clarify the grain refinement mechanism of low carbon steel strips produced by the EAF-CSP process. Samples, obtained from the same rolling stock during continuous rolling, were examined through SEM,TEM and XEDS. Thin slabs have a dominant columnar structure and the spacing of the secondary dendrite arms ranges from 90 to ～125 μm. The average grain sizes for the central area of the samples from the 1st to 6th pass are 41.6, 25.2, 21.4, 20.2, 13.1, 6.7 μm,respectively. Large number of nanometer oxide and sulfide have been found in the low carbon steel produced by the CSP process.The grain refinement mechanism can be summarized as follows: finer solidification structure of the thin slab; austenite recrystalliza-tion at higher temperature and stain accumulation at lower temperature caused by the great reduction of single rolling pass during continuous rolling; nano-scaled precipitates of sulfide and oxide which drag grain boundaries of austenite or ferrite to prevent the grain coarsening.     

CSP连轧过程变形的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对薄板坯CSP连轧过程的变形过程进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件等效应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的变化．结果表明：在轧制变形区内,等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值;而在轧件入口表面附近等效应力和等效应变速率最大;在轧制稳定阶段．轧制力在微小范围内波动;轧制力模拟值与实测值基本一致．分析结果可以为工业生产提供参考．     

基于差分数字化递推关系模型的二阶系统动态过程实时仿真

针对二阶系统在不同输入条件下的输出响应求解问题,以RLC振荡电路为研究对象,分析和建立了二阶系统输入输出关系微分方程数学模型,采用连续差分化方法,得到系统时域数字化输入输出递推关系模型,基于组态王工控软件编制了二阶系统动态过程实时仿真程序。通过仿真操作界面,在不中断仿真过程的情况下,可实时对输入信号或系统结构参数进行修改,系统响应过程数据及曲线能够连续实时输出和显示,仿真数据对实际生产设备动态特性研究以及控制器参数的调整具有重要参考意义。     

具有反污染控制与产出的经济最优增长模型

为严格界定生产过程中产出物对环境污染的正负贡献，首先对列昂惕夫扩展型投入产出表进行规范化修订，以往的多部门经济最优战略决策模型均未将污染与反应污染这一要素纳入其决策过程，所建立的均为向自然掠夺的生产性经济增长模型，伴随着反污染意识的增强及反污染技术的发展，反污染不仅单方面的需要传统产业部门的投入，相应地在反污染过程中也形成传统产业部门的产出，本模型设置了“完全反污染动态控制目标”，增设“完全反污染产出技术系数矩阵”，充分考虑完全反污染部门的产出，将动态投入产出技术与最优化理论相结合，建立多部门动态经济系统最优增长模型，给出多部门非线性经济均衡增长轨道和经济最优增长轨道的求解方法，为宏观经济预测和决策提供理论上的支持与借鉴。     

Formation mechanism in alloy steel rolling process using thermo-mechanical coupling method

Based on the theory of elastic-plastic finite element method, the high-speed hot continuous rolling process of a billet is simulated and analyzed in vertical and horizontal passes. The billet is dragged into the passes by contact friction force between the billet and rollers. The rollers and billet are represented by respectively rigid and deformable bodies, and three-dimensional models are developed for the billet and rollers. The distribution of deformation field, effective strain, rolling force and temperature field are accurately calculated for the whole rolling process (including unstable and stable stages). In addition, the rolling pressure on the width symmetry center is compared with that in the in-situ experimental measurements. It is revealed that various heat exchange phenomena among the billet, rollers and surroundings can result in unbalanced temperature distribution on the cross section. Rolling force and strain can change significantly when the billet is moved towards or away from the roller gap, and keep almost invariable in the stable stage. It is expected that the simulation results would be useful for practical manufacture and provide the theoretical foundation for improvement of process planning and optimization of process parameters.     

面向对象的中厚板轧线模拟系统设计开发

为实现轧线自动化系统离线调试和优化目的,开发了中厚板轧线模拟系统.应用面向对象技术进行模拟系统设计,将轧线划分为设备对象、仪表对象和轧件对象.单体对象通过封装的服务更新自身属性,通过开放的公共属性建立对象之间的关联.基于过程控制系统平台环境进行模拟系统开发,采用多线程结构满足中厚板轧线多个工艺区域的模拟要求,以时间触发器控制模拟时间步长,采用实际数据回放方法产生模拟系统的轧制工艺数据.模拟系统实现了从坯料上线开始到轧制结束生产过程的模拟,设计开发的中厚板轧线模拟系统已应用于实际工程项目,满足了轧线自动化系统的离线调试要求.     

模糊理论在高校科技投入-产出决策中的应用

将模糊理论运用到高校科技投入-产出决策中,建立高校投入-产出决策模糊综合评价模型,并对我国31个地区2010年高校科技投入-产出决策进行实证分析.在模型中,将高校科技产出指标作为高校科技投入决策的评价指标,计算科技投入-产出决策的隶属度并进行排序.分析结果表明,高校RD经费和人员投入水平高的地区,其隶属度越大,该地区的高校科技投入决策相对较优,而高校科技隶属度水平低的地区,经费投入是限制其发展的主要因素.     

一种基于改进FCM划分算法的T—S模型辨识

鉴于以往T—S模型建模过程中,在模糊划分上存在主观性的差异,提出了一种基于改进模糊C-均值算法的模糊划分方法,使划分结果尽可能地依赖于原始数据的分布情况,进而将该模糊划分算法用于多输入单输出非线性系统的基于T—S模型模糊辨识。在用该方法对多参量水质评价系统进行基于T—S模型模糊辨识建模时,取得了较好的验证效果。该研究结果表明,基于改进模糊C-均值划分算法的T—S模型辨识能在模糊综合评价与决策等应用领域中取得较好的应用效果。     

复杂工况下连轧过程数值仿真系统研究

针对板、管、棒材连轧过程中出现的工艺制度难以确定、实验研究理论性不强等问题,以非线性有限元为内核,通过机型选择、系统仿真、工艺决策等措施,提出了确定最佳工艺制度的理论和方法。     

输入输出电流连续的非隔离直直变换器

针对航天器电源系统的应用背景,提出输入输出电流连续的非隔离变换器拓扑.该类变换器具有输入输出电流纹波小的特点,能够显著地减少变换器的输入输出电容容量,特别适合对体积和可靠性要求较高的航天应用领域.在传统非隔离变换器的基本结构基础上,根据电感电流不能突变的原理,通过对开关单元的构造,提出能够实现输入输出电流连续的非隔离变换器拓扑结构和开关单元,通过组合推演得到输入输出电流连续的非隔离变换器.给出该族拓扑的推演过程,以其中一拓扑为例进行仿真分析及实验验证.仿真与实验结果表明所提推演方法的有效性,验证了该类变换器具有输入输出电流连续的特点.