五机架UCMW冷连轧机板形平坦度自动控制系统

板形平坦度自动控制系统是板带材冷连轧机过程控制系统的重要组成部分。从国外成套引进的某1550UCMW冷连轧机组装备了具有国际先进水平的板形平坦度自动控制系统。本文通过对此系统的深入消化研究,从预设定控制、弯辊力-轧制力前馈控制和闭环反馈控制三个方面,分别总结介绍了系统的扳形控制策略和控制模型设计思想。     

宽带UCMW冷连轧机辊系与轧件一体化仿真模型的开发

为了对六辊UCMW冷连轧机的板形生成机理、控制性能及控制行为等方面进行深入地研究,针对此机型建立了UCMW冷连轧机辊系与轧件一体化仿真系统.此套仿真系统的建立,为改进板形控制思想和策略,进行板形控制功能的不断优化改进以及将边降控制技术向其它钢种的推广应用奠定基础.因此对实际生产和科研有着重要的意义.     

六辊冷连轧机板形前馈控制方法的研究

 本文针对六辊冷连轧机,研究了采用工作辊弯辊的整体补偿板形前馈控制方法和采用工作辊与中间辊弯辊相结合的最优综合补偿板形前馈控制方法。实际控制效果表明,整体补偿板形前馈控制方法只能抑制由于轧制力波动产生的二次板形,而对四次板形几乎不产生影响;最优综合补偿板形前馈控制方法对轧制力波动造成的二次和四次板形均具有很强的控制能力。     

六辊冷连轧机板形前馈控制模型的研究

冷连轧过程中,轧制力波动对板形的影响很大,需要采用弯辊力进行实时的补偿。针对六辊冷连轧机,分别研究了仅用工作辊弯辊和采用工作辊与中间辊弯辊相结合的板形前馈控制模型。实际控制效果表明,这两种板形前馈控制模型都能有效消除轧制力波动对板形产生的不利影响;采用工作辊弯辊的板形前馈控制模型只能控制由于轧制力波动产生的二次板形,而对四次板形几乎不产生影响;而采用工作辊与中间辊弯辊相结合的板形前馈控制模型则对二次和四次板形均具有很强的控制能力。     

冷连轧机ESS辊型板形控制性能分析

以某2 230 mm六辊五机架冷连轧机为研究对象,采用ABAQUS有限元软件平台建立了具有中间辊ESS辊型的三维非线性轧机仿真模型。通过数值模拟,分析了工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移等板形调控手段综合作用下的板形控制域的变化规律。同时,系统研究了不同工作辊弯辊力、中间辊弯辊力和中间辊横移量等参数对带钢二次凸度和四次凸度的调控性能。现场应用结果表明,ESS辊型轧机对带钢板形和横向厚度均具有良好的控制作用。     

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。     

六辊冷轧机的弯辊力组合板形控制策略

针对现有六辊轧机对使用两组弯辊力进行四次板形控制的理论不足,提出了弯辊力组合板形控制策略.利用Marc有限元仿真计算软件建立辊系-轧件耦合模型,分析工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别.在此基础上通过理论推导,建立了弯辊力组合板形控制策略的两种实现方式——在线闭环控制模型与基于弯辊力组合系数的设定参数在线调节方法.现场应用结果表明,弯辊力组合板形控制策略能够充分利用工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别进行配合调节,对长期困扰生产的四次板形缺陷实施快速精确的控制.      

UCM冷连轧机边降控制工作辊辊形优化

国内大量应用的1 700 mm以下的UCM冷连轧机组不具备工作辊窜辊功能,只能依靠工作辊边部辊形设计对硅钢板带进行边降控制。提出了针对UCM冷连轧机的工作辊端部辊形设计方法,在大幅提高边降控制能力的同时,通过边部保护段的设计有效减少断带风险。辊形曲线有利于轧辊磨削,避免轧辊表面质量对带钢表面造成影响。充分利用工作辊与中间辊弯辊的板形调控特性,使用高效实用的弯辊力组合板形控制方法,对轧制过程中产生的二次和四次板形缺陷实施快速精确的控制,在控制硅钢边降的同时很好地抑制板形问题,具有重要的研究价值与推广前景。     

宝钢1550UCMW冷连轧机组机型研究与改善

以宝钢1550 mm UCMW冷连轧机为研究平台,针对目前国际上的一种主流机型——UCMW冷轧机型存在的技术问题,从改善带钢板形控制性能和降低轧辊辊耗的角度出发,提出了改进方案,即包括兼顾均匀辊间接触压力与解耦思想的中间辊辊形技术和可改善边降控制性能的工作辊辊形技术,提升了机组的板形控制性能,一定程度上完善了此UCMW冷连轧机组的机型。生产试用表明,改进后的新机型能有效控制硅钢产品的边降和平坦度并使之全部达到控制目标,取得了预期的应用效果。     

基于CF-PSO-SVM的冷连轧非稳态工作辊弯辊模型优化

 板形质量是冷轧带钢重要的技术质量指标,同时工作辊弯辊是改善冷轧带钢板形质量的最有效的控制手段之一。冷连轧机组在高速稳定的轧制过程中板形控制精度能够达到较高的水平,但在升降速非稳态的轧制过程中板形控制效果非常不理想,这也成为制约冷轧带钢产品质量的不利因素。为了提高冷连轧机在升降速非稳态轧制过程中带钢板形的控制精度,在深入研究了冷连轧弯辊力设定原理的基础上,利用智能算法和包括出入口带钢厚度、机架间口张力、轧制速度、中间辊窜辊、带钢宽度、轧辊倾斜以及轧制力等现场实际轧制大数据样本,提出了一种基于粒子群算法优化支持向量机的工作辊弯辊力预测模型。同时阐明了粒子群优化算法和支持向量机的基本原理,引入压缩因子的概念,提升了粒子群算法参数寻优的效率,选取冷连轧机组五机架为研究对象,利用拉依达准则对轧制数据样本进行处理,通过平均绝对误差、均方差误差和平均绝对误差百分比等评价指标对比预测模型的性能。结果表明,改进的预测模型具有良好的模型预测性能和泛化能力,同时根据实际生产数据样本,回归出基于轧制速度和辊间弹性系数的弯辊力缝补偿模型,并验证了模型的有效性,模型的投入降低了板形控制系统的负荷,改善了非稳态轧制过程中的板形控制精度,产品头尾部的质量合格率提高了5.1%。     

新型电磁调控轧机弯辊辊型电磁补偿及初始辊缝

 为解决薄带轧制过程中的各类板形问题,以新型电磁调控轧机为研究对象,利用Marc建立三维热-力耦合有限元模型,分析了弯辊和电磁调控轧辊综合作用下弯辊力和轧制力对轧辊辊型状态、板形分布、板坯边部应力、辊间接触应力、承载辊缝形状的影响规律。结果表明,弯辊机制的施加将直接促进电磁调控轧辊的稳定胀形,使电磁调控轧辊胀形凸度得到整体性补偿,并以板形良好为依据,给出新型调控轧机合理的弯辊力施加范围。对比分析了不同弯辊力和轧制力下辊缝函数的变化情况,形成不同的二次、四次凸度,为板形控制及初始辊缝设定提供依据。     

首秦公司管线钢板形控制的研究与实践

针对首秦4 300 mm轧机在没有CVC窜辊装置、无预矫直机、无板形仪等板形控制手段的情况下,在轧制方面开发基于板凸度策略的控制方法,为板形控制提供数据支持,摆脱了操作工通过肉眼观察控制板形的局面;在冷却方面采用“微中浪控制法”,通过调节轧制板形达到钢板在冷床冷却后板形良好的目的;在热矫直方面通过增加矫直力和塑性变形比例改善钢板板形。通过以上控制方法的优化与应用,管线钢板形效果改善明显,在国家重点项目中批量稳定生产。     

Control Strategies of Asymmetric Strip Shape in Six-High Cold Rolling Mill

 It is a complicated problem for cold-rolled strip to improve asymmetric strip shape in strip production. A roll system and strip coupled model of six-high cold rolling mill was established with finite element method to estimate the effect of intermediate roll shifting, tilting, symmetric and asymmetric bending technologies on strip profile. To reduce asymmetric defects of strip shape as much as possible, some control strategies were proposed, including tilting and asymmetric bending of intermediate roll and work roll. The combinations of these three control strategies can effectively eliminate asymmetric strip shape defects. Finally, the closed-loop control model of asymmetric flatness at the last stand was given, and the flatness control system with the function of asymmetric strip shape control was also designed for cold tandem mill.     

基于刚度特性分析的UCM冷轧机板形板厚综合设定模型

 针对六辊UCM冷轧机,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立仿真模型,并利用该模型系统计算了板形板厚综合设定模型中所需的轧制力、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力的横、纵向刚度,分析了中间辊横移对轧制力横、纵向刚度的影响规律。并在轧机刚度分析基础上给出了中间辊横移位置设定模型、弯辊力设定模型和空载辊缝设定模型等,建立了六辊UCM轧机板形板厚综合设定模型和设定策略。采用有限元模型验证了板形板厚综合设定后的板形、板厚均满足目标要求。