平整机轧制力特性控制技术的改进

在平整机延伸率控制的几种方式中,通过调节轧制压力实现延伸率的自动控制方式占据了非常重要的地位,在冷连轧机的最末机架中也经常用到恒轧制力控制模式.以某厂平整机为例,通过对平整机液压压下控制系统(HAGC)的性能测试以及对测试结果的分析,提出改善和提高轧制力控制特性的新策略和新方法,以提高产品的性能和质量.     

平整工艺参数对带钢延伸率的影响研究

针对平整工序所存在的带钢延伸率波动缺陷问题,在分析平整过程中主要工艺参数的基础上,通过现场试验,分别对平整液品种、轧制速度、轧制压力以及前后张力等工艺参数与延伸率之间的变化关系进行了研究,得出了上述四种工艺参数对整卷带钢平整过程中延伸率的影响规律,并最终确定轧制速度与前后张力是带钢延伸率变化的主要影响因素,为现场带钢延伸率的控制起到了一定的指导作用。     

延伸率与板形在线综合自动控制技术的研究

为了克服现有平整机控制技术中不能同时兼顾板形与延伸率精度的问题,在综合了恒延伸率控制方式和恒轧制力控制方式各自优点的基础上,提出了一套新的延伸率和板形在线综合控制方案,实现了平整轧制过程中既保证延伸率精度又满足板形要求的目标。经现场使用,效果良好,为厂方创造了大量的经济效益,具有很高的推广应用价值。     

轧件不对称滞后变形下动态轧制力建模及仿真研究

通过分析轧制过程中轧辊振动对轧件弹塑性变形状态的影响,研究不同轧辊振动方向下轧制力的变形特点及其表达形式,建立一种具有不对称滞后变形作用的动态轧制力模型。基于不对称动态轧制力模型,通过以某厂1780轧机实际参数进行数值仿真,得到轧辊半径、轧辊转速、前张力、后张力及入口厚度等因素变化下动态轧制力与轧辊振动位移之间的滞后关系曲线。从仿真结果中可以得出,随着轧辊半径的不断增大,滞后区域会逐渐增大,导致系统的耗散能量增大;减小轧辊的转速、板带的入口厚度都会使滞后区域减小,从而减少耗散的能量;同时还通过前、后张力对滞后曲线的影响规律验证热连轧机的微张力控制特点。以上结论为进一步研究和抑制轧机振动问题提供了理论基础。     

900mm平整机简易过程控制系统设计

鉴于平整轧制的规程比冷连轧的规程要简单得多,不需要太复杂的生产过程控制级,故利用VB6.0设计并开发了简易过程控制级。采用OPC软件接口标准与上位机PLC进行通信,通过ADO数据访问接口与SQL数据库进行数据交互,以钢厂多年的生产数据和经验制定的工艺查询表为根据,进行查询和简单的计算,即可确定延伸率、开卷张力、卷曲张力、轧制力、弯辊力等轧制参数的设定值。应用本系统可以减少计算时间,缩短开发周期。在现场试应用2个月,带钢的延伸率偏差为0.1%,优等品率从90%提高到96%。     

冷轧机垂直系统动态特性分析

通过对冷轧轧制过程的分析,建立了轧机的六自由度结构模型,在Bland-Ford-Hill轧制力模型的基础上,分析了张力波动和摩擦因数波动对轧制力的影响,推导出振动状态下含有阻尼因素的轧制力动态模型,并利用Newmark法对轧制界面的阻尼变化进行了仿真。结果表明,张力波动产生的负阻尼会降低垂直系统的稳定性,而轧制界面存在润滑状态时,摩擦因数波动产生的正阻尼会增强垂直系统的稳定性,系统的稳定性是由张力造成的负阻尼和摩擦因数造成的正阻尼两者共同作用来决定的。     

张力轧制对大规格棒材心部组织致密性的影响

借助Msc.Marc有限元模拟软件,通过引入刚塑性可压缩材料变形理论,以相对密度表示轧件心部的疏密程度,建立了含心部疏松缺陷的大规格棒材轧制的三维有限元模型,分析了张力类型对轧件心部相对密度、轧制力、宽展量的影响,并结合钢厂大规格棒材实际连轧试验对模拟结果进行了验证。结果表明:负张力轧制能有效改善大规格棒材心部的疏松缺陷,但同时会使得轧制力、轧制力矩以及宽展量增加;采用负张力轧制改善大规格棒材内部组织致密性时,需要综合考虑轧机能力和孔型充满度等因素确定负张力的大小,在连轧过程中压应力的大小宜控制在4 MPa左右;模拟结果与现场轧制结果较一致。     

双机架平整机轧制力智能模型研究

针对双机架平整机的生产工艺特点，在引入延伸率分配系数模型的基础上，提出先对带材进行规格划分，然后利用大量同规格现场轧制数据，采用Powell优化算法计算变形抗力、摩擦因数等主要轧制工艺参数的方法。为满足轧制力预报的实时性要求，建立了BP神经网络模型来预报上述轧制工艺参数，将轧制压力的短期自适应与轧制工艺参数长期自学习相结合，建立了双机架平整机轧制压力预报模型。将该模型运用于宝钢某厂1220双机架平整机的生产实践，大大提高了轧制力预报精度。     

基于影响函数法的冷轧带钢轧制力计算

根据经典轧制力模型,在考虑轧制力模型与轧辊压扁模型耦合的前提下,开发了基于影响函数法的冷轧带钢轧制力计算程序,并用实际生产中的采样数据模拟计算了HC轧机各道次的轧制压力分布和总轧制力,将所得计算结果与现场实测数据进行比较.结果表明:所得轧制力计算结果与实测值相近,轧制压力分布与实际相符,为HC轧机板形控制提供了一种计算轧制力的有效方法.     

六辊可逆冷轧机轧制力计算研究

对现有轧制力计算方法进行比较分析,确定了斯通方法作为六辊可逆冷轧机轧制力计算的理论基础,建立了理论计算模型,研究了轧制速度、工作辊辊径、前后张力、加工硬化对轧制力计算的影响,表明计算结果误差最高为5. 77%,为钢厂的轧制力提供预测。     

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。     

拉弯矫直延伸率的计算及试验分析

针对目前拉弯矫直过程缺少完整的数学求解模型的问题,根据矫直带材在拉弯过程中,中性层偏移量及延伸率的计算模型,给出了拉弯矫直张力、矫直力和延伸率的计算方法。通过计算与工业试验,分析了拉弯矫直机矫直规程对残余延伸率的影响,并验证了计算模型的精确性。     

铝箔轧制中张力的厚度调节功效

采用弹塑性有限元方法,借助非线性有限元软件MSC．Marc对带张力铝箔轧制进行了计算,得出了张力厚度调节模型,并且分析了摩擦因数对张力的厚度调节功效的影响。研究结果为铝箔轧制在线张力自动厚度控制调节提供了控制模型。     

张力在轧制过程中对轧制力影响的有限元模拟

轧制张力是冷轧带钢生产过程中非常重要而且必须严格控制的参数,研究轧制张力可以为企业生产实践提供理论依据。采用有限元显式动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA建立三维实体模型,并模拟分别改变前张力和后张力板带的轧制过程。通过分析轧制过程中轧制力以及轧制后板形的变化,得出结论:张力的变化可以显著改变轧制压力,后张力对轧制力的影响幅度要大于前张力。     

宽带钢冷连轧机综合耦合模型的建立与分析

宽带钢冷连轧过程中,板形、板厚和张力控制之间存在着很强的耦合关系,相互影响对方的调节功效。为了进一步提高控制精度,进行解耦设计实现解耦控制是十分有效的手段,而其前提和基础就是冷连轧机综合耦合模型的建立和分析。首先,运用轧制理论对轧制过程中板形、板厚和张力控制的各种影响因素进行了系统的分析,然后考虑执行内环的动态特性建立冷连轧机综合耦合模型,以定量地描述轧制过程中辊缝、弯辊力、本架轧辊速度、前架轧辊速度和出口厚度、出口凸度、出入口张力之间的耦合影响关系。最后,基于Matlab/Simulink工具,采用此耦合模型对某冷连轧机末机架的耦合特性进行仿真分析,指出对其进行解耦控制的必要性。     

微张力减径过程的数值模拟

根据某厂13架微张力减径机的减径工艺,利用ANSYS/LS-DYNA大型有限元软件对无缝钢管的张力减径过程进行模拟仿真,得到了减径过程中管坯的应变场和应力场的分布规律.基于实测算结果,分析了管坯经过各机架时轧制力的变化规律.所得结果与实际生产中管坯的轧制状况是相吻合的,表明了该模型的有效性.该模型可为张力减径在线工艺规程控制和离线生产管理提供有力帮助.     

大棒材芯部疏松缺陷控制与负张力轧制工艺研究

以某厂直径150mm大棒材连轧机组为对象,将大规格连铸坯芯部疏松视为体积可压缩材料,利用刚塑性有限元方法,建立了非均质大棒材轧制过程三维热-力耦合非线性有限元模型,采用数值模拟方法研究了机架间张力对疏松缺陷致密压实的影响规律。结果表明,采用负张力轧制比自由轧制或微张力轧制能更有效地压实芯部疏松缺陷。从各道次孔型充满度和出口断面形状、轧制力能参数等方面探讨了实施负张力轧制工艺的可行性。     

铝箔轧制中张力的厚度调节功效

采用弹塑性有限元方法,借助非线性有限元软件MSC.Marc对带张力铝箔轧制进行了计算,得出了张力厚度调节模型,并且分析了摩擦因数对张力的厚度调节功效的影响。研究结果为铝箔轧制在线张力自动厚度控制调节提供了控制模型。
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拉弯矫直机组张力及延伸率控制系统改进

针对2450 mm拉弯矫直机在生产抗拉强度接近设备设计极限能力的软合金薄料材时,出现机列张力控制不稳定,调整时间长及延伸率控制精度低等问题。通过增加延伸率张力控制模式,即根据实际延伸率与设定延伸率的偏差值来对前、后张力辊组的转矩限幅值进行PI闭环控制,消除了机列张力控制不稳定现象,缩短了调整时间并将延伸率精度提高至0.01%。     

冷连轧过程控制系统中张力模型的建立方法

在冷轧生产中,施加张力是调整板形、保证轧制过程顺利进行的重要手段。利用张力不仅可以改善板形、调节轧机负荷,同时还可以通过调整轧机前后张力来改变带材的前滑量,进而控制带材表面质量。由于张力在轧制中的上述作用,决定了张力制度是冷连轧轧制制度中一项很重要的工艺制度。为了准确的进行张力设定,在冷连轧二级系统中通常采用模型回归法或表格法作为张力模型的建立方法。