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。     

轧辊偏移条件下六辊轧机的板形调控特性

为提高冷轧带钢六辊轧机辊系的稳定性,目前常采用轧辊偏移方法.本文通过ABAQUS有限元软件建立辊系-轧件一体化耦合模型,对不同轧辊偏移辊系进行受力分析,揭示了不同轧辊偏移条件对六辊轧机板形调控特性的影响规律.结果表明,中间辊正向偏移轧制时,工作辊弯辊力对二次凸度调控功效最好,对四次凸度影响较大;在四种偏移方式条件下,中间辊弯辊力在0~300 kN范围内对带钢二、四次凸度调控功效基本相同;中间辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力在300~500 kN范围内对带钢二次凸度调控功效最好;工作辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力对四次凸度影响较大;不同轧辊偏移条件下中间辊窜辊对带钢二次凸度调控趋势基本相同,且负窜辊对二次凸度的调控功效优于正窜辊,工作辊正、反向偏移轧制条件下中间辊窜辊对四次凸度影响较大.     

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.     

铝冷轧机的板形控制模型

开发了带有中间辊弯辊装置的六辊轧机板形控制数学模型并将其用于铝冷轧机的板形控制系统。该模型是根据生产轧机的实验结果研制的，通过控制各执行机构的特性差，就能获得高的板形控制能力。该数学模型体现了轧制力变化对板形的影响，因此，采用该模型能预先控制铝轧制特有的加减速时随着轧制力变化而产生的板形不良。     

HC冷轧机凸度工作辊使用制度

针对某四机架六辊高精度控制辊型(HC)冷轧机组大压下率轧制时弯辊力时常饱和的问题，可将末机架工作辊辊型优化为六次多项式曲线，赋予工作辊正凸度，并适当降低承载辊缝的二次凸度和四次凸度，这样既可以增强轧机板形控制能力，也可以实现对中间辊磨损凸度的在线补偿，降低工作辊弯辊力。工作辊最大凸度优化值应根据轧制品种、轧制厚度和宽度规格、中间辊辊期长短进行综合考量。轧制试验结果表明，在1个中间辊辊期的初始阶段采用平辊型工作辊，中后期阶段采用凸辊型工作辊，可实现中间辊磨损凸度和工作辊初始凸度的良好匹配；连续轧制时弯辊力始终处于良好的调控区间，且对轧制品种和宽规格的适应性明显增强，板形综合值小于8 IU的比例可提升10%以上。     

六辊CVC辊系辊间横向轧制力分布的研究

多辊轧机的辊间横向轧制力分布直接影响有载辊缝的形状和板形控制的结果。运用影响函数法建立了1850mm六辊CVC轧机辊系弹性变形及辊间横向轧制力分布的物理和解析模型,并对中间辊窜辊、中间辊弯辊和工作辊弯辊变化对横向轧制力分布的影响进行了分析研究,建立了计算机仿真程序,给出了辊间横向轧制力分布的规律。分析结果为六辊CVC轧机确定合理的板形控制策略奠定了理论基础,对获得良好板形控制具有指导意义。     

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。     

六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析

 为了深入研究六辊CVC轧机的带钢凸度控制能力,采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对接触应力和带钢凸度控制的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

六辊CVC冷轧机凸度控制能力分析及应用

 基于三维有限元建立了六辊CVC辊系模型,该模型耦合了CVC辊形曲线、辊间轧制力分布以及带钢的弹塑性变形和辊系弹性变形,通过迭代计算辊间轧制力及轧辊与轧件的弹塑性变形。通过实际轧制规程数据对比验证了模型的有效性,其模拟计算结果与实际数据的绝对误差在10 μm内,相对误差小于1%。采用该模型研究了板形控制机构如中间辊弯辊、中间辊窜辊和工作辊弯辊对带钢2次凸度和4次凸度的控制规律,并成功消除了生产现场宽薄带钢的边中复合浪缺陷。     

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。     

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%。     

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。     

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.     

UCMW冷连轧机板形控制系统优化

UCMW冷连轧机是国内大量引进并广泛使用的一种现代化冷连轧机.针对某厂UCMW冷连轧机板形平坦度控制精度不高的问题,系统学习了UCMW冷连轧机板形控制系统.研究发现,原有的弯辊力分配策略只能提供工作辊与中间辊弯辊同向配合,故对于四分之一浪、边中复合浪等复杂浪形无法达到理想的控制效果.在此基础上,提出了根据实测板形缺陷实时调整弯辊力分配比例的控制策略,可在保证二次板形控制精度的同时,最大程度地兼顾控制四次板形.理论研究成果成功应用于实际生产,板形控制精度有了一定程度的提高.     

热轧辊形配置对无取向硅钢板形控制性能的影响

通过现场跟踪测试,分析了常规支持辊、常规工作辊和自主开发应用的VCR变接触支持辊和ASR非对称自补偿工作辊在服役期内的辊形变化特点,建立有限元模型分析了常规支持辊/工作辊、变接触支持辊VCR/常规工作辊和变接触支持辊VCR/非对称自补偿工作辊ASR三种代表性热轧辊形配置对硅钢热轧板形控制性能的影响.与常规辊形配置相比,VCR/ASR新辊形配置的辊缝凸度调节域提高12.79%,辊缝横向刚度提高25.30%,服役前期和后期辊间接触压力峰值分别下降40.23%和41.40%.VCR/ASR新辊形配置在武钢1700mm热连轧机连续稳定工业应用表明,无取向硅钢板形质量提高,轧制单位扩大,有效改善工作辊严重磨损对硅钢边降板形控制性能影响.     

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。     

变接触轧制技术在热带钢轧机上的应用

阐述了变接触轧制技术的原理.从理论上分析了变接触轧制技术在提高承载辊缝横向刚度、增加弯辊力调控功效、改善辊间接触压力分布方面的作用.通过在宽带钢热连轧机上的长时间应用证明:变接触轧制技术可以显著改善轧后带钢的板形质量、降低轧辊消耗和增加轧制单位公里数.     

基于有限元与神经网络的板形调控功效

 针对冷连轧机组中的6辊CVC轧机,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立仿真模型,对多种轧制条件下轧件的弹塑性变形和辊系的弹性变形进行了耦合计算,得到了6辊CVC冷轧机工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移的板形调控功效离散值。研究了不同轧制工艺参数、轧件参数和轧辊参数对各板形调节机构调控功效的影响规律,并得出相应的板形调控功效系数。以有限元计算结果为样本,利用BP神经网络强大的非线性映射功能,建立了板形调控功效的神经网络计算模型,为板形在线闭环控制模型提供高精度的板形调控功效,解决了有限元计算耗时长,难以满足在线控制要求的问题。