济钢1700 mm热带钢轧机的板形设定控制模型

济钢1700 mm热连轧是新建投产的宽带钢生产线,其F2-F6精轧机组装备有工作辊弯辊和窜辊技术.针对这种典型机型,在大量有限元模拟计算的基础上,开发了相应的板形设定控制模型,包括工作辊综合辊形(初始辊形、磨损辊形和热辊形之和)计算模型、支承辊综合辊形计算模型、窜辊设定计算模型和弯辊力设定计算模型等.在经历了系统设计、程序编写、离线调试、在线调试后,板形设定控制模型投入稳定运行,所有考核规格的凸度控制精度超过96%.在同宽轧制长度超过70 km的轧制单位内,各机架弯辊力设定结果能够自动适应带钢厚度和钢种的变化,且凸度控制精度超过95%.     

1780热连轧支撑辊磨损补偿及板形控制

根据1780热连轧支撑辊使用周期短及支撑辊磨损对板形的影响,结合下线支撑辊磨损辊形规律,在板形模型中建立了支撑辊磨损补偿模型,并根据换工作辊开轧前3块精轧出口带钢实际板形对支撑辊磨损补偿模型进行在线自适应,提高了带钢板形控制精度,并延长了支撑辊使用周期,每年降本增效1 600万元。     

UCM轧机中间辊横移控制模型与应用

为了提高冷轧带钢的板形质量,在1250单机架6辊可逆冷轧机板形控制系统改造中,根据轧制工艺,设定了中间辊初始位置。基于板形调节机构的调控功效,由闭环板形控制系统给出了中间辊在线横移的调节量。为了减少横移对轧辊磨损的影响,通过试验以及数值计算分析了中间辊横移阻力与横移速度以及轧制力之间的关系,对中间辊横移速度进行了设定。经现场应用表明,中间辊横移控制模型具有较高的板形控制精度,对实现冷轧带钢的高精度板形控制具有重要作用。     

济钢1700ASP宽带钢热连轧板形设定模型的研究

为改善热轧带钢板形控制性能,提高产品板形质量,针对济南钢铁股份有限公司1700ASP宽带钢热连轧生产线,开发了特殊工作辊辊形和支撑辊辊形技术及板形过程控制系统.本文综合考虑辊形技术及轧制过程中热胀、磨损因素等对该系统中板形设定模型的影响,利用解耦思想进行来料与目标凸度的机架凸度分配,通过二维变厚度有限元方法计算辊系弹性变形并建立板形模型,最后根据实时工艺数据通过模型计算对弯辊力和窜辊量进行设定.系统自2008年投用以来运行稳定,生产表明凸度与平坦度命中率有较大提高,尤其是厚度大于6 mm、宽度大于1200 mm规格带钢的凸度偏差控制在±35 μm的比例由原来的37.9%增加到85%以上,极限薄规格带钢平坦度命中率也有较大幅度提高,具有较为广阔的推广前景.     

LVC工作辊辊形窜辊补偿研究与应用

在热连轧带钢板形控制中,磨损和热胀会影响LVC工作辊的辊缝形状,进而影响到其板形调控性能,本文应用二维变厚度有限元法分析了不同轧制过程中LVC工作辊承载辊缝形状和承载辊缝凸度的变化情况,针对原有窜辊公式不能反映辊缝随轧制过程变化的缺点,建立了新型的LVC工作辊窜辊补偿公式以及相应的窜辊补偿策略,并将其成功应用在鞍钢ASP2150热连轧板形自动控制模型中,从而实现板形预设定的高精度控制.从现场轧制的带钢板形工艺数据可以发现,使用LVC辊形加窜辊补偿可以明显改善带钢板形质量,具有较强的实用性.     

1750mm冷连轧机弯辊力模型研究与设定

针对1 750mm冷连轧机组的设备特点,计算并分析了弯辊力对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、带钢入口厚度、中间辊横移量、带钢凸度、单位轧制力、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过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预设定模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差低于5.67%,成品带钢的板形标准差平均值降至1.83IU。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。     

基于二维交替方向差分法热轧工作辊热辊形模型的研究

在带钢热连轧过程中,工作辊热辊形的准确在线预报对板形控制具有重要意义。采用二维交替方向有限差分法建立了计算工作辊温度场和热凸度的模型。通过理论和试验证明,此模型的优点是具有绝对稳定性和满足在线实时控制要求的计算快速性,适用于对工作辊温度场的在线预报,具有很高的实际应用价值。     

2800四辊轧机工作辊磨损模型研究

在大量实测的基础上,分析了2800四辊轧机工作辊的磨损机理及影响因素,建立了工作辊磨损模型.仿真计算结果表明,该模型具有较高的预报精度,可用于在线板形控制模型.     

热连轧机工作辊动态负载辊缝计算与应用分析

根据热连轧机工作辊热凸度与磨损计算方法,结合辊系弹性变形和金属塑性变形计算理论,在现场应用与模型参数优化的基础上,建立了工作辊在线辊型及动态负载辊缝计算模型。根据实际轧制计划,将模型计算结果与实测结果进行对比,验证了计算模型具有较高的精度,能够满足工程计算和分析的需要;此外,计算分析了工作辊在线辊型和不光滑辊面对出口带钢断面形状的影响,并提出了带钢断面形状的优化方法,为提高热连轧机出口带钢的板形质量提供了理论依据。     

宽带钢热连轧支承辊磨损模型研究

在实测热连轧支承辊磨损辊形的基础上,采用分割法,沿支持辊轴向把辊身分成均匀的等分,建立了热连轧支承辊磨损辊形数学模型,该模型根据带钢的轧制工艺参数可以及时地计算出支承辊在线磨损辊形.从与现场收集的支承辊磨损辊形数据的对比中可以得出,该模型对支承辊的预报磨损辊形与实际磨损辊形很接近,具有较高的实用性.     

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。     

热轧带钢窜辊策略与综合辊型的研究及应用

 研究了热轧带钢窜辊策略对轧辊综合辊型的影响,建立了窜辊策略的多目标优化模型。综合考虑轧辊磨损、热凸度和原始辊型,仿真研究窜辊策略对轧辊综合辊型的影响,提出中部平滑和边部平滑2个评价指标;以所有带钢的平均中部平滑指标和平均边部平滑指标为优化目标,带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）为优化算法,建立基于轧辊综合辊型仿真的窜辊策略的多目标优化模型。仿真计算得到窜辊分散轧辊磨损和热凸度的效果,发现变行程窜辊能获得无局部猫耳的“餐碟型”综合辊型,有利于实现自由规程轧制。工业生产验证了优化窜辊策略和相关模型的有效性,显著改善了板形质量,延长了轧制计划公里数。     

热轧薄规格带钢平整过程板形控制技术

为了提高热轧薄规格带钢平整的板形质量,在平整机上采用了新的辊形配置。在支撑辊上采用变接触式 支撑辊辊形,在工作辊上采用六次方多项式正凸度辊形。变接触支撑辊辊形可以降低轧辊挠曲变形和边部应力的 集中,增大弯辊力的调控功效。采用正凸度工作辊辊形,可以弥补平整机的磨损辊形,延长平整轧制计划单位的长 度。此辊形配置在首钢迁钢热轧平整机上应用,保证了平整改善薄规格带钢板形质量,延长了平整轧制计划的长度。     

板形设定模型参数优化与控制技术应用

 板形设定模型是整个板形自动控制系统中非常重要的一部分,决定着带钢头部板形的控制精度。板形精度既为热轧带钢的一项重要质量指标,又为衡量产品市场竞争力的主要因素。板形控制是带钢热轧的核心技术,为目前轧制技术研究开发的热点。阐述了鞍钢1780线PC轧机板形设定模型功能和构成,对轧辊热凸度模型参数进行了优化,在模型自学习中对各机架给予适量的平直度及凸度反馈,从而提高了板形设定模型精度。由于实际轧制过程的非线性、时变性,传统PID的控制已近极限,为进一步提高控制品质,板带平直度反馈采用非线性PID控制策略,其参数整定范围较宽,易于工程实现。通过对现场大量的轧制数据统计,在应用模型参数优化程序后,热轧板的平直度与凸度的头部命中率有了一定的提高。     

1580mm热轧薄规格带钢凸度改善的研究与应用

 针对1580mm热连轧生产线薄规格带钢凸度控制精度不高的问题,通过对引进的板形控制模型原理解析及板形生产数据的跟踪,发现了该模型存在明显的目标凸度重置问题,从而影响了该产线的凸度控制精度。经过对大量板形工艺数据的对比分析,发现在板形设定计算过程中,由于平坦区因子、热膨胀等关键参数的设计不合理,导致了模型对前3组机架的凸度调节能力出现了误判,造成了目标凸度重置问题的发生。通过在线实施优化平坦度死区因子和热膨胀计算乘子等改善凸度控制精度的措施,基本解决了该产线的目标凸度重置问题,提高了1580mm生产线轧制带钢的凸度控制精度。     

2250mm宽带钢热连轧生产线凸度控制优化

 首钢迁钢2250mm热连轧生产线在达产初期出现了带钢凸度控制稳定性差的问题,甚至出现负凸度现象。对此热轧生产线的生产数据进行了分析,同时对轧辊温度与辊形进行了实际测量。究其原因为CVC辊形对热凸度和磨损辊形较为敏感,工作辊冷却水能力不足引起的轧辊热凸度过大破坏了CVC辊形曲线的板形控制能力。由于改造轧辊冷却水系统费用较高,需要停产,为了解决凸度控制稳定性问题,采用了辊形优化设计的方法。对精轧机组的CVC工作辊辊形进行了优化,空载辊缝凸度调控范围从［－0.7mm,0.7mm］增大到［－1.2mm,12mm］。同时,为了改善CVC工作辊与支撑辊辊间接触状态,设计并应用了CVC支撑辊辊形。此CVC辊形配置解决了首钢迁钢2250mm热轧线凸度控制稳定性差的问题,板形控制精度由原来的67%提高到了93％以上。     

冷轧工作辊热凸度及其对板形影响

冷轧过程中工作辊的热凸度变化是决定带材板形质量的重要因素,研究分析工作辊的热变形及其对板形的影响对于提高带材质量有着重要的意义.以某厂1 450 mm冷连轧生产线为研究对象,运用大型有限元分析软件ANSYS与LS-DYNA分别建立四机架与五机架的工作辊二维热凸度有限元仿真模型和三维有限元轧制仿真模型,并将2个仿真模型相...     

1 250 mm热连轧工作辊磨损控制策略

 国内大量的1 250 mm热轧机精轧机组普遍使用带有负凸度的凹形工作辊,由于轧机辊形配置及轧制工艺特点,工作辊出现严重“猫耳”型磨损,造成轧制带钢断面出现局部高点现象。为改善1 250 mm热连轧工作辊的磨损,提升带钢板形质量,提出了一种适用于1 250 mm热连轧工作辊磨损的控制策略,在保证板带稳定轧制的同时,通过轧辊辊形和工作辊窜辊策略优化来控制工作辊的磨损。本策略已应用于德龙钢铁有限公司轧钢厂,工业试验表明,该策略可减小工作辊磨损量,使轧辊磨损更加均匀,增加弯辊力调控能力,并使工作辊单位周期轧制带钢长度延长40%,对1 250 mm热连轧产线工作辊磨损控制具有研究价值和推广前景。