热轧带钢头部跑偏轧破原因分析及对策

热轧带钢头部跑偏轧破是精轧生产现场最多的工艺事故,引起带钢头部跑偏轧破的各种因素较多,相互间有叠加影响,多因素的轧破严重影响轧制稳定性。通过对热轧带钢头部跑偏轧破进行详细的原因分析,介绍了减少带钢头部跑偏轧破相应的控制方法及对策。     

粗轧板坯镰刀弯评价系统及因素分析

热轧带钢镰刀弯大小是评价产品质量好坏的重要指标之一,而粗轧中间坯镰刀弯状态直接决定了产品镰刀弯程度。针对梅钢1780热轧产线缺少镰刀弯评价的现状,开发了粗轧板坯镰刀弯评价系统,该系统可客观定量地评价粗轧中间坯的板形质量。通过对比试验定量验证了垂直辊系间隙精度、辊面氧化膜均匀性、阶梯垫表面清洁度等因素对粗轧板坯镰刀弯存在显著影响,通过对这些因素的改进,使粗轧板形得到明显改善,头部中心偏移最大值小于40 mm块数命中率从45%提升至75%。     

基于有限元仿真的热连轧精轧带钢楔形控制分析

楔形是热轧带钢板形的关键评价指标，高质量的热轧带钢对楔形指标提出较高的要求。精轧带钢楔形控制与跑偏及单侧浪形等板形问题相耦合，楔形调节难度高。一方面，带钢楔形会引起跑偏造成轧制过程的生产问题；另一方面，板带楔形本身即为精轧出口质量的重要指标之一，若楔形控制不达标，极易引起小厚度的带钢在轧制过程起浪，造成严重的板形问题。同时，对于楔形控制，实际生产中依赖操作工的人工调控，存在严重的主观性及科学性和准确性差、效率低等问题。通过有限元建模并依据轧机两侧辊缝倾斜压下量和出口楔形的关系式，建立F7出口楔形闭环反馈控制模型。基于带钢不同的入口厚度、带钢宽度、整体压下量分析热连轧精轧两侧辊缝倾斜压下量对出口楔形的影响规律，提出基于遗传系数的多机架调控策略和基于楔形调控极限的辊缝倾斜压下量分配策略，形成精轧机组楔形控制的各机架辊缝倾斜压下值计算模型。研究结果已用于工业生产，可保证楔形调节过程中的轧制稳定性，并能避免单机架倾斜压下量过大造成附加板形问题。     

热连轧精轧机侧导板结构优化

八钢1750mm板带热连轧生产线中,由于粗轧中间坯头部跑偏顶撞精轧F1侧导板,导致废钢和顶坏设备。对F1机架侧导板原整体结构的设计优化,在侧导板喇叭段前增加变斜度导引板改进实施后,使导引板喇叭开口度完全覆盖了带钢头部跑偏量,同时保证了原有侧导板功能和换辊的需要,杜绝了此类轧废事故,降低成本费用,提高了生产作业率。     

变接触支持辊辊形及辊形配置技术在宽带钢热连轧粗轧机组的应用

首钢迁钢2 250 mm热连轧生产线在2006年底投产后1年多的时间里,带钢的板形控制精度较低,需要进一步提高。粗轧后中间坯存在镰刀弯、负凸度和楔形大的板形问题,导致精轧控制稳定性差,造成板形控制精度较低。为了解决粗轧中间坯板形的问题,在粗轧R2机架上设计并应用了6次多项式变接触支持辊辊形和负凸度工作辊辊形,取代了原来采用的平辊形。此支持辊辊形可以使辊间接触长度随所轧制带钢宽度变化,消除了有害接触区,使得辊间接触应力均匀化,并提高了辊缝横向刚度,改善了轧辊的磨损辊形,并提高了板形调控能力。工作辊负辊形弥补了工作辊的热凸度,增强了板坯轧制过程的对中和稳定性。此支持辊辊形与工作辊辊形配置使用,大幅改善了中间坯的凸度、楔形和镰刀弯等板形质量,使得热轧产品的板形质量有10%左右的提高。     

常规热连轧精轧稳定性的影响因素及控制措施

石横特钢1 780 mm热连轧生产线于2022年4月建成投产，在热负荷试车期间，中间坯镰刀弯、精轧速度和入口温度、轧机负荷分配、活套张力等因素影响了精轧轧制的稳定性。通过改善中间坯质量、减少中间坯温降、优化穿带速度以及活套控制等措施，精轧稳定性明显提升，提高了板形和终轧温度的命中率。     

鞍凌1700热轧数学模型的特点

为了提高热轧带钢中间坯的尺寸精度及最终产成品的厚度和温度精度,降低轧辊消耗,提高产量,我们对热轧过程控制粗轧温度预报模型、中间辊道温降模型、精轧设定模型、精轧温度控制模型和卷取温度控制模型进行了一些改进,并将其应用到新建鞍凌热轧带钢厂,现场应用情况验证了模型改进效果良好。模型调试时采用影子模式,提高了调试期间的产品质量。本文重点描述了改进模型的新特点。     

250常规热连轧楔形成因分析与控制

 针对某2250常规热连轧产品的断面楔形问题进行研究,运用有限元法建立静态仿真模型,定量计算轧件跑偏和来料楔形遗传对热轧出口带钢断面楔度的影响,并通过实际生产数据的采集分析验证了模型计算结果的准确性。提出优化精轧立辊及侧导位的对中精度和开口度裕量,加强轧制过程对中性,并通过投用粗轧强力侧导位、优化粗轧工作辊辊形和加强手动调平控制改善粗轧来料楔形,使热连轧机组因楔形产生的板形三级品率从47%下降到10%以内,取得了明显的效果。     

基于支持向量机回归的精轧带钢调平预测模型

采用支持向量机算法建立了精轧部分带钢跑偏调平的预测模型。在精轧部分针对粗轧来料头部的跑偏进行控制,预测结果与筛选得到的优秀调平样本趋势基本一致。同时为了评估和分析SVM模型的性能,采用均方误差MSE以及相关系数r作为预测模型性能的评价指标。结果表明,基于支持向量机的预测模型具有较好的效果。     

变接触支持辊辊形及辊形配置技术在宽带钢热连轧粗轧机组的应用

迁钢公司2250mm热连轧生产线粗轧后中间坯存在镰刀弯、负凸度和楔形大的板形质量问题,导致精轧控制稳定性差,精轧控制稳定性差是板形控制精度较低的主要原因之一。为此,在粗轧四辊轧机R2机架和粗轧二辊轧机R1机架上设计并应用了6次多项式变接触支持辊辊形和负凸度工作辊辊形,取代了原来采用的平辊形。此支持辊辊形与工作辊辊形配置使用,大幅改善了中间坯的凸度、楔形和镰刀弯等板形质量,使热轧产品板形控制精度提高了10％左右。     

粗轧机多项式短行程控制模型

 短行程控制是粗轧中间坯调宽过程中改善轧件头尾部形状、降低切损量的有效方法,而目前采用较多的折线式短行程控制模型还有待进一步提高。结合热带钢粗轧机组实际工艺条件,采用刚塑性有限元法建立立辊/水平辊连轧过程热力耦合数值计算模型,对粗轧过程头尾部非稳态变形分布进行深入分析,得出中间坯头尾部立辊/水平辊轧制失宽变化规律。基于数值计算结果提出5次多项式短行程控制策略,并建立相应多项式短行程控制模型。通过对比计算结果表明,新建的多项式短行程控制模型具有更好的头尾形状控制能力,提高了热带钢产品成材率。     

轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响

粗轧过程中出现的轧辊两侧轴承间隙差异较大的情况,会造成轧辊交叉,导致板带两侧轧制力失衡,进而引起或加剧中间坯的镰刀弯缺陷,影响最终产品质量精度和后续精轧的轧制稳定性.为研究轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响,建立了轧辊交叉、偏移的轧件-辊系耦合动态有限元模型,利用模型分析了不同工况条件下,轧辊交叉位置、交叉角度对中间坯楔形、弯曲量及两侧轧制力差的影响,进而总结了由轴承间隙引起的轧辊非对称交叉对中间坯镰刀弯弯曲量的影响规律.结果表明:镰刀弯弯曲量与交叉角、交叉位置比分别呈线性关系,与辊系间隙比呈二次曲线关系.      

粗轧过程中轧制力和宽展的预测与分析

 板带轧制数学模型是实现自动控制的基础,高精度的数学模型是提升产品质量和市场竞争力的重要保障。在热连轧粗轧过程控制中,轧制力和宽展是关键参数,其模型精度不仅会影响粗轧轧制规程的设定,而且会影响最终热连轧带钢产品凸度。以矩形板坯热连轧粗轧过程为研究对象,针对轧制变形区建立了三维运动许可加权速度场,在此基础上充分考虑自然宽展效应,基于刚塑性材料的第一变分原理,采用可变上限积分法对塑性变形、剪切功率和摩擦功率进行积分获得变形区总功率泛函。利用Matlab优化工具箱对总功率泛函进行最小化,得到了轧制力、宽度分布的理论解。最后利用理论模型计算数据回归得到了板坯宽展及速度场中的加权系数模型。将基于所提出模型的轧制力和宽展预测值与现场实测值及部分有关学者所建立模型的预测值进行了对比,结果验证了所建立模型的准确性。研究得到的宽展模型和速度场加权系数表达式可以方便、灵活、快速地应用到粗轧现场中,为更高质量热连轧带钢产品的生产奠定了坚实基础。     

基于热-力耦合的粗轧过程头部弯曲规律

头部弯曲是热轧粗轧过程中常见的缺陷,生产过程中严重影响板带产品质量和轧制稳定性。实际生产中由于轧件上下表面温降和轧制工艺参数的不对称,轧件在经过粗轧后容易出现头部弯曲现象。为实现头部弯曲规律的模型化描述,基于传热学理论及刚塑性变分原理,利用ABAQUS软件建立了粗轧轧制过程热力耦合有限元模型。系统分析了在轧制线不对中的情况下轧件温度分布对头部弯曲的影响,及在轧制线不对中且轧件上下表面存在温差的情况下辊速比、压下率和入口厚度对头部弯曲的影响,最后通过拟合得到了各工艺因素对轧件头部弯曲的影响规律,实现了轧件头部弯曲的预测。仿真研究结果表明,随着上下表面温差的增加,轧件下扣逐渐加重;辊速比、压下率和入口厚度均对头部弯曲有影响,且相互耦合;随着辊速比的增加,弯曲角度逐渐变大,轧件头部由扣转翘;随着厚度的增加,轧件头部逐渐趋于平直;随着压下率的增加,弯曲角度在一定范围内波动;现场实测数据表明,基于所建立的预测模型,预测角度偏差在±5°之内的比例达到90.10%,验证了所建立模型的有效性,实现了头部弯曲的准确预测,能够为粗轧过程工艺优化提供参考。     

粗轧板坯镰刀弯控制模型的研究与应用

针对经常困扰热轧生产的粗轧板坯镰刀弯缺陷,本文结合弹跳方程和解析法,分析了引起板坯镰刀弯的主要因素——轧机两侧纵向刚度偏差、来料楔形及轧件运行走偏,分别计算了其对应的调整量,建立了基于轧机两侧轧制力差的镰刀弯调平控制模型.该模型可反映轧机两侧纵向刚度差、来料楔形及轧件运行走偏等主要因素与镰刀弯的定量关系,进而计算出控制镰刀弯的粗轧机各道次辊缝倾斜调整值.与现场实测值进行离线验证对比,实测值与计算值比值平均为0.977,结果表明镰刀弯调平模型能够预估板坯各道次辊缝倾斜调整值.将模型投入2250 mm热轧机组使用后,板坯镰刀弯弯曲量未达标率从24.88%下降到6.62%,提高了镰刀弯控制效果,使粗轧板坯镰刀弯问题得到了很大缓解.      

鞍钢2150ASP生产线大调宽轧制工艺的开发应用

介绍了鞍钢2150ASP生产线立辊轧机大调宽轧制工艺的开发及应用情况。通过恒力矩控制技术开发、轧制工艺制度优化实现了大调宽轧制;通过调整控制参数,减小了由于大调宽轧制造成的带钢头尾失宽量。2150ASP生产线粗轧立辊调宽量从设计的50inin增大为90mm,调宽能力得到大幅提升,保证了产品实物质量。     

基于优化RT-PLS的热轧带钢头部厚差诊断研究

摘要：头部厚度偏差是热轧带钢的重要产品质量指标,在板带轧制厚度控制中起着重要作用。实际生产中,基于多种原因带钢头部厚度常会出现偏差超限现象。为了分析头部厚差超限的主导原因,采用偏最小二乘法,结合马氏距离相对变换和潜变量优化选取方法,建立了基于优化相对变换偏最小二乘法(Relative Transformation Partial Least Squares,RT-PLS)的带钢头部厚差诊断模型。实例表明：优化RT-PLS诊断模型能够准确查找出导致带钢头部厚差超限的主要特征参数,指导生产现场的调节,成功降低了后续带钢的头部厚差,使厚度命中率由92.18%提升至97.13%,为带钢头部厚差的诊断研究提供了一种有效的诊断方法。     

辊形对热连轧中间坯侧弯影响的有限元仿真分析

1700热连轧中间坯存在侧弯(镰刀弯)现象,对精轧机正常板形控制造成影响。现场检测发现粗轧机电动侧压系统夹钢坯负荷对中时偏移轧制中心线20mm。应用ABAQUS软件建立该粗轧机辊系变形有限元仿真计算模型,在偏移轧制中心线工况下,对支持辊与工作辊配辊辊形对板坯的楔形(侧弯)影响仿真计算。设计抗偏移干扰强的新的支持辊与工作辊配辊辊形,上机使用后,中间坯的侧弯(镰刀弯)现象有明显改善。     

热轧带钢失宽模拟及其在AWC中的应用

 利用ANSYS/LS DYNA有限元分析软件,建立了立轧 平轧的三维弹塑性有限元模型。研究了热轧带钢粗轧阶段不同的立辊侧压量、水平辊压下量、板坯的原始宽度和厚度对轧后中间坯头、尾部失宽量的影响,据此建立了新的控制头尾失宽的短行程控制曲线模型,并成功应用于现场自动宽度控制(AWC)系统中。通过轧件全长宽度与目标宽度的现场实测偏差可知,新的短行程控制模型能够有效减小轧件头尾失宽量,从而减少切除损失。