四立柱分体式20辊轧机辊系的刚度特性分析

20辊轧机的横向刚度、纵向刚度对板形、板厚的控制非常重要,研究不同状态下轧机的刚度变化规律对板形、板厚综合控制的精度具有十分重要的意义。在三维弹性有限元模型的基础上,建立了四立柱分体式20辊轧机辊系的有限元模型。利用该模型研究板宽、中间辊窜辊量变化对轧机辊系横向刚度和纵向刚度的影响,为轧机板形、板厚控制量的调整提供了参考依据,也为板带轧制过程中板型、板厚在线设定,以及控制模型的研究和优化,提供了理论基础。     

五机架四辊冷连轧机板形参数综合设定技术

经过大量的现场试验与理论研究,结合五机架四辊冷连轧机组的设备与工艺特点,改变传统技术中对1机架～5机架5个部分板形参数单独考虑的设定方法,以成品板形质量最佳为优化目标函数,同时将各个部分板形参数的相对余量均匀作为约束条件,利用Powell优化方法对板形参数进行综合优化设定,不但可以提高五机架四辊冷连轧机组弯辊对板形的控制能力,充分发挥弯辊的作用提高成品的板形质量,而且可以提高弯辊缸的使用寿命,给企业带来经济效益,具有进一步推广应用的价值.     

板形自动控制在热连轧中的应用

莱钢1500热连轧生产线的板形自动控制系统是国内自主研发的板形控制系统,它包括板预设定形、板形的PID调节、弯辊力的前馈控制、凸度仪的反馈控制、窜辊的闭环调节、平坦度的反馈控制、板形与板厚的解耦控制等多种控制于一体。主要介绍弯辊力前馈、凸度反馈和平坦度反馈3个模型在实际轧钢过程中的应用。     

基于蚁群算法的热精轧过程负荷分配策略研究

本文以热精轧机理数学模型为基础,以提高板形板厚设定精度为目标,试用蚁群优化算法求解热精轧过程负荷分配策略优化问题。首先,通过对决策变量离散化处理和对目标函数加权聚合,将蚂蚁系统算法（AS）应用于热精轧负荷分配优化计算当中,提出了基于AS算法的热精轧负荷分配优化策略,并通过仿真实验证明了AS算法在求解热精轧负荷分配优化问题的有效性。     

万能凸度轧机中间辊偏移板形调控能力分析

1420单机架万能凸度轧机(Universal crown mill,UCM)轧制极薄带时,中间辊偏移对正向轧制与负向轧制时工作辊弯辊、中间辊弯辊及中间辊窜辊的板形调控特性存在一定的影响,从力学角度分析辊系的受力状态,并运用LS-DYNA有限元软件建立显示动力学模型,定量计算中间辊不偏移轧制与正向偏移轧制及负向轧制时各板形调控手段的调控特性。计算结果显示轧机中间辊不偏移时,工作辊弯辊力与带钢凸度呈线性关系,随着工作辊弯辊力的增大,带钢凸度减小;当中间辊偏移时,工作辊弯辊调控功效要大于中间辊不偏移时,且正向轧制的弯辊调控功效要优于负向轧制;中间辊弯辊调控特性表现出与工作辊弯辊相似的变化趋势。不同中间辊窜辊的板形调控能力变化不大,不偏移轧制与负向轧制调控能力基本相同,正向轧制在窜辊量为15~30 mm范围内,其调控能力好于另外两种轧制工况。     

板带轧机板形控制倾辊弯辊神经模糊PID模型

板形是板带轧制的重要质量指标,倾辊和弯辊是板形控制的重要手段.目前常规的PID控制算法被广泛应用到板带轧机倾辊和弯辊板形控制系统中,但由于实际系统随机干扰严重,具有多变量、非线性、强耦合的特征,难以建立较为准确的数学模型,常规的PID控制算法很难满足板形高精度控制的要求.为能提高倾辊和弯辊板形控制系统的性能,在常规PID控制算法的基础上,建立基于神经网络的模糊PID倾辊弯辊板形控制模型,通过神经网络的自学习能力和模糊控制的"概念"抽象能力的有机结合寻找一个最佳的P、I、D非线性组合控制律,增强对控制环境变化的适应能力和自学习能力.仿真试验结果表明,该模型能很好地跟踪板形的目标设定值,响应快,超调小,鲁棒性强,可提高倾辊和弯辊对板形的控制精度,为板形高精度控制提供了一种新方法.     

冷轧无取向硅钢横向厚差控制

冷轧中中低牌号的无取向硅钢多采用万能凸度轧机(Universal crown mill,UCM)生产,其板形好坏受制于UCM轧机板形调节手段的协调使用.为掌握UCM轧机的板形控制特点,建立基于二维变厚度有限元的辊系弹性变形和基于三维差分的轧件塑性变形的六辊轧机耦合模型,对UCM轧机的板形调控性能进行详尽的分析,包括工作辊和中间辊弯辊、中间辊窜辊的调控功效、辊间接触压力分布等.在此基础上,提出可用指导生产的板形控制策略,指出UCM轧机在横向厚差控制方面的不足.针对工业生产中UCM轧机轧制无取向硅钢横向厚差大的问题,在大量仿真计算的基础上,开发具有高次曲线函数的边部变凸度(Edge variable crown,EVC)的工作辊.采用该工作辊后,各种品种的无取向硅钢的横向厚差不大于10 μm的百分比由24%提高到99%,横向厚差的均值小于6μm,远小于之前的13μm.     

冷连轧机组兼顾板形与板凸度的压下规程优化

针对以往现场生产过程中压下规程的设定主要考虑轧制负荷均衡、打滑与热滑伤的防治,而对板形与板凸度的控制考虑较少的问题,结合UCM冷连轧机组的设备与工艺特点,兼顾轧制负荷均衡、打滑与热滑伤的防治与板形及板凸度的控制,提出了一套适合于五机架UCM冷连轧机组的压下规程综合优化方法,并将其推广应用到生产实践,取得了良好的使用效果。     

万能凸度轧机非对称板形调控特性与广义整体板形控制策略研究

随着板形质量精度要求的不断提高以及板形控制技术的显著进步,非对称板形缺陷逐渐凸显为带钢轧制质量控制的重要技术难点。根据目前新建万能凸度轧机(Universal crown mill,UCM)逐渐具备新型非对称板形控制手段——反对称弯辊的有利条件,通过ANSYS有限元仿真计算软件,建立高精度辊系—轧件一体化耦合模型,分析UCM各对称与非对称板形控制手段沿带钢全宽调控特性的差别,并以板形调控功效矢量的形式进行定量表示。在仿真基础上,提出基于板形调控功效矢量的广义整体板形控制策略,并设计完整的板形设定计算模型与闭环控制模型。通过仿真试验表明,该控制策略能够很好地通过各对称与非对称板形控制手段的有效配合实现对复杂模态板形的有效控制,具有广阔的研究与应用前景。     

板形自动控制在莱钢单机架冷轧机的应用

介绍莱钢单机架冷轧机板型控制系统的组成及板型闭环控制系统的应用,重点阐述ABB板形自动控制系统的设备组成,板形辊缝倾斜控制、弯辊控制及板形目标曲线的设定及板型自动控制系统的工作原理,通过板形控制系统解决带钢荷叶边、锯齿浪等质量问题,减少轧制过程中的断带率,提高机组产能,取得较好的经济效益。     

UCM冷连轧机辊型曲线优化设计

以900mm四机架六辊UCM冷连轧机组为研究对象,建立了轧辊辊间接触压力和板形计算模型,以均匀辊间接触压力分布和板形良好为目标,对机组轧辊辊型曲线进行了优化设计.理论计算表明,优化后的辊型曲线均匀了辊间接触压力分布,降低了辊端接触压力峰值,同时能够提高弯辊力对板形的控制效果.工业生产试验后正式推广使用,支承辊和中间辊掉肩和掉肉现象得到了全面遏制,板形质量得到良好控制.     

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。     

HC轧机板形板凸度控制特性的计算机模拟

用三次样条流线条元法分析带材的三维塑性变形，用影响系数法分析辊系的弹性变形用，BP神经网络方法对轧后带材板形进行模式识别，将三者联立，对900mmHC轧机板形板凸度控制特性进行了计算机模拟。结果表明：HC轧机控制二次板形能力很强，对四次及更高次板形控制能力较弱；中间辊横移和工作辊弯辊对板形板凸度的控制需要相互配合。对板凸度的控制应着重在开始道次进行。     

带钢冷轧闭环反馈控制最优化算法程序开发

基于多变量最优化控制的带钢闭环反馈控制模型能够充分利用弯辊和轧辊倾斜等平直度控制机构对板形偏差进行控制。闭环反馈控制的目的是使带钢实测板形与目标板形一致,闭环反馈最优化算法程序能充分利用输入信息,全面考虑多个执行机构对板形的作用,避免各控制之间的相互影响,它是该模型准确计算板形调节量的关键。为了实现自主建立带钢冷轧生产线,对某厂1 700 mm四机架四辊冷连轧机第四机架闭环反馈控制进行深入研究,根据对偶法采用C语言开发出基于多变量最优化闭环反馈计算程序并将其嵌入到可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)中,开发出自主的基于多变量最优化闭环反馈控制模块。由该模块计算的闭环反馈平直度执行机构调节量与采用Matlab工具箱Quadprog函数计算结果一致,计算精度高。     

连退平整机组带钢过焊缝过程中板形控制技术研究

针对连退平整机组带钢过焊缝过程中板形波动的问题,充分考虑连退平整机组的设备与工艺特点,以中间辊弯辊力对轧制压力进行补偿,以工作辊弯辊力对前后张力进行补偿,建立了板形控制模型。通过理论模型与现场试验相配合,实现了中间辊弯辊力和工作辊弯辊力的动态补偿,最大程度地减少了板形的波动幅度。     

基于辊缝动力学的板带轧机垂直振动的研究

板形与板厚是衡量板带轧制成品几何精度的两大指标。而与这些指标直接相关的是轧机机座垂直方向的振动。本文将机座与轧件作为一个系统来研究 ,建立了基于辊缝动力学的 ,以分析板带轧机机座垂直振动对板形及板厚影响为目的辊缝动力学模型 ,提出了振动模态对板形及板厚影响的指标。得出的结论是 :板形与板厚控制的实质是辊缝的控制 ,在轧制状态下辊缝不仅与静力学因素有关 ,而且在很大程度上取决于辊缝动力学因素。本文所建立的模型考虑了阻尼因素及由辊缝动力学模型确定的非线性轧制力 P,使模型能更真实的模拟现场实际情况     

神经元自适应模糊控制器应用于弯辊板形自动控制系统的研究

液压弯辊是板形控制系统最基本的环节，它的动态特性和稳态性能对于整个板形控制系统的性能起着至关重要的作用。针对其非线性、时变性及不确定性，设计了一种基于单个神经元的自适应模糊控制器并应用于带材板形控制中。仿真结果表明，神经模糊控制是对液压弯辊板形控制的有效工具，大大提高了液压弯辊系统的动态响应速度及对目标弯辊力给定值的跟踪精度，改善了板形控制质量。探索了一种非解析原理的弯辊板形自动控制建模方法，解决了系统建模带来的诸多困难。     

梅钢1420平整机组辊型及轧制工艺参数优化

针对梅钢1420双机架平整机组的板形问题,经过大量的现场试验与理论研究,充分结合平整机组的设备与工艺特点,以机组成品板形良好作为优化目标,对1#、2#机架工作辊与支撑辊辊型进行了优化设计,并在此基础上根据轧制工艺参数的特点分静态和动态两种形式对1#与2#机架轧制压力、1#与2#机架弯辊力、前张力、中张力以及后张力等7个关键轧制工艺参数进行了综合优化,取得了良好的使用效果,大大降低了现场板形的封闭率,具有进一步推广应用的价值。     

六辊轧机冷轧带材板形控制的仿真研究

将轧件三维塑性变形模型、辊系弹性变形模型和轧后带材失稳判别模型联立,组成完整的板形分析与控制数学模型和计算机仿真程序,对９０ｍｍ六辊ＨＣ轧机进行板莆设定控制的仿真,板形和板凸度的实际控制效果良好。     

辊锻设备阀控缸系统的仿真研究

辊轧机板形控制的核心是对辊缝形状的控制,目前广泛采用的控制方法是弯辊阀控缸系统,该方法依靠辊端液压缸产生弯辊力改善板形,弯辊力的动态特性对板形有较大的影响,为了提高板形成形质量,针对四辊轧机建立弯辊阀控缸系统的理论模型,通过MATLAB软件Simulink模块进行仿真研究,分析了弯辊压力在阶跃信号和正弦信号下的动态响应特性指标,分析了主要设计参数对动态特性的影响,并进行了系统辨识试验,通过系统辨识和仿真结果对比,验证了理论模型的正确性,分析了伺服阀固有频率和液压缸等效面积参数对系统动态性能的影响。建立的理论模型和仿真方法可为弯辊阀控缸系统的设计提供理论依据,也可为现有系统优化参数提供参考。