基于粒子群算法的冷连轧压下量与张力优化研究

薄板带钢冷轧过程的打滑是影响带钢质量的重要因素,而打滑因子则表征打滑现象的严重程度.首先介绍了影响冷连轧机轧制过程打滑的主要因素,并根据轧制参数利用逐次逼近法计算轧制力;其次,建立了以打滑因子均匀度为目标的优化函数,给出了基于粒子群优化(PSO)的算法框图,实现了轧制规程、张力制度及轧制力的优化;最后,利用现场采集的数据进行优化仿真.仿真结果表明优化算法正确,通过对压下量与张力的优化可以对打滑现象进行较好的控制.     

轧制参数对热连轧机固有特性的影响

为了解决河北钢铁承钢公司1780 mm热连轧机颤振问题,建立起基于轧机机座的垂直振动模型。通过该模型,求解出轧机机座系统的垂直振动固有频率及主振型。根据实际轧制规程,分析前张力、后张力、入口厚度、轧制速度等轧制工艺参数的变化对系统固有特性的影响,重点分析各工艺参数对轧机固有频率以及振型变化的影响。     

志田茂轧制力公式参数的改进研究

志田茂公式是一种简单实用而且精度比较高的轧制力计算公式,在轧钢机械设计、轧制规程的制定以及板形板厚的质量控制等方面具有重要作用。根据生产现场得到的数据对志田茂轧制力计算公式的参数进行了回归分析,得到了更加准确实用的轧制力计算公式。     

高颈法兰封闭轧制的数值模拟研究

基于DEFORM有限元软件建立了高颈法兰封闭轧制过程的仿真模型,对整个周期的动态轧制过程进行数值模拟分析,分别分析了驱动辊转速、芯辊进给速度对轧制过程以及轧制力的影响规律,并获得了工艺参数的优化指标。研究结果表明,计算机数值模拟对优化工艺参数、提高轧制效率具有重要的意义。     

基于量子位实数编码的优化算法及轧制规程多目标优化

针对热连轧轧制规程优化问题,以等功率裕量和轧制能耗为优化目标函数建立热连轧轧制规程多目标优化模型,提出基于量子位实数编码的热连轧轧制规程多目标优化算法。该算法将免疫遗传算法框架与量子计算思想相结合,采用量子位实数编码,利用量子态干涉进行遗传算子的交叉和变异,同时保证非支配解按拥挤距离选择优势免疫抗体种群,得到 Pareto 全局最优解集。以某轧钢厂热连轧精轧机组为例,验证本文所提及算法的有效性。实例分析表明,所提及的算法在寻优能力和收敛速度上均优于传统的NSGA-II算法,能够获得更好的Pareto解集,有效地解决热连轧轧制规程多目标优化问题,改善了轧制能耗。     

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。     

薄板冷连轧自激振动的临界轧制速度研究

轧机是典型的结构与工艺相互耦合的复杂动力学系统,在内源反馈激励作用下驱动能量在某种条件下被转换为结构的振动能量而引起自激振动。轧制速度既是生产效能的直接衡量指标,也是触发轧机振动失稳的关键因素,因此对临界轧制速度的研究对于预测和抑制自激振动的产生具有重要意义。考虑轧制界面的等效弹塑性刚度,建立某薄板轧制六辊轧机的8自由度非对称结构模型,基于平面应变假设运用SLAB理论计算法建立轧制过程模型,通过轧制力计算值和实测值的比较对模型有效性进行验证,并运用TALOR展开得到力能参数的增量模型,从而建立结构-工艺相耦合的动力学模型。通过对模型的LAPLACE变换得到S域特征方程,应用ROUTH稳定性准则得到系统的失稳条件以及产生自激振动的速度阈值,分析工艺参数对其影响规律,并进而提出工艺规程的制订及优化途径。将计算分析结果与生产现场实际情况相结合,对轧制过程升速阶段和匀速运行阶段的典型振动现象及抑制策略进行仿真再现,并从临界轧制速度与自激失稳振动的关系对其进行解释。研究结果表明临界轧制速度是评价轧机振动及轧制稳定性的重要指标,通过连轧机架间的压下规程配比和工艺条件优化可以提高临界轧制速度,从而实现薄板轧机的高速稳定轧制。     

基于影响函数法的轧制压力横向分布规律分析

轧制压力横向分布直接影响轧辊的弹性变形和轧件的出口厚度分布。文中基于影响函数矩阵法,对轧机辊系受力和弹性变形进行计算分析,研究轧制过程中弯辊力和压下率对轧制力横向分布的影响,揭示轧制压力横向分布系数与弯辊力呈近似线性增长、与压下率呈近似线性减小的规律。分析表明,通过调节弯辊力或在轧制规程中改变压下率设定,可改变轧制压力的分布。为轧制压力横向分布函数的在线快速计算和板凸度控制模型的建立提供基础。     

基于非圆弧理论的平整机轧制力简化模型

针对目前带钢平整机轧制力模型的缺点,综合考虑带材的弹性变形与塑性变形,基于非圆弧轧辊理论的大量计算结果,回归得到一套冷带钢平整机轧制力简化模型。该模型可用于干平整或湿平整轧机设计、轧制规程制定。4个典型算例的计算结果表明,简化模型与非圆弧轧辊理论计算结果一致。最终通过2套平整轧机的实测轧制力验证了简化模型的正确性。     

基于改进自适应遗传算法的冷连轧轧制规程优化设计

由于轧制过程中应力状况较为复杂,传统的轧制力数学模型难以达到冷连轧轧制精度的要求,通过分析应力状态系数的影响因素,确立径向基函数(Radial basis function, RBF)神经网络的输入层参数以及隐层节点数,从而建立轧制变形区的应力状态系数RBF神经网络模型预报模型,把预报值用于传统轧制力计算模型中计算轧制力,获得一种轧制压力修正模型.针对SRINVAS自适应遗传算法(SRINVAS's adaptive genetic algorithm,SAGA)容易陷入局部极小的缺点,设计出一种改进的自适应交叉和变异策略,以各机架轧制负载相对均衡为目标,对典型的两个钢种在1370五机架冷连轧机进轧制规程的优化,试验结果证明,改进的自适应遗传算法(Improved adaptive genetic algorithm,IAGA)具有比Srinvas自适应遗传算法收敛速度更快、精度更高等优点,前四机架负荷系数的标准差分别减小到0.010 8和0.009 0.     

改进人工鱼群算法在冷连轧负荷分配优化中的应用

针对冷连轧机负荷分配寻优速度缓慢的问题，采用了基于改进人工鱼群算法的优化方法。由于基本人工鱼群算法后期收敛速度慢、精度不高，所以对其中觅食行为的视野和步长进行了优化。首先给定一个较大的视野和步长，随着算法的迭代，视野不断减小，到某一值后不再改变，同时步长随着视野的减小而同比例减小。结合某钢厂五机架冷连轧机，以轧制力成比例分配为目标函数，以压下率为约束条件，通过MATLAB对轧制负荷分配的寻优过程进行仿真，结果表明改进后的人工鱼群算法在轧制负荷分配方面，具有算法实现简便、收敛速度快等优点，而且与典型轧制规程相比，各机架出口厚度误差最大为4.26%，为实际生产中轧制规程的制定提供了有效的方法。     

基于支持向量机预测的冷连轧机轧制力精确设定方法研究

针对冷连轧机液压AGC系统轧制力的精确设定问题,提出了一种基于差分进化算法优化支持向量机的轧制力精确设定方法。该方法在支持向量机预测模型的基础上,引入差分进化算法对支持向量机的训练参数进行优化,提高支持向量机的预测精度。之后,利用海量生产数据对支持向量机进行训练并进行轧制力偏差的预测,最后将预测结果用于修正轧制力模型设定计算值。通过预测结果和实际数据的对比表明,利用该方法能够有效地提高冷连轧机AGC系统轧制力的设定精度,使设定的相对误差从单纯模型计算的15%降到6%,为进一步提高冷连轧机的设定计算精度提供了一种有效可行的方法。     

基于动态规划法的不可逆铝板带冷轧机轧制规程优化研究

以铝板带单机架不可逆冷轧机的轧制规程为研究对象,用动态规划法建立了铝板带轧制规程的优化数学模型,并以能耗最小为目标函数对多种铝合金优化前后的轧制规程进行了比较,计算结果表明,采用动态规划法优化的铝板带轧制规程具有较好的实用性,减少了能耗,计算时间短,便于在线使用,为实现铝板带冷轧的工艺过程自动化奠定了基础.     

东海特钢热连轧粗轧主电机发热现象分析

针对东海特钢集团有限公司1450 mm热连轧生产线粗轧主电机在生产中电流过大,发热现象严重的问题,通过对现场轧制工艺规程的分析,得出主电机电流过大和发热的主要因素是粗轧各道次的压下量分配和轧制速度设定出现了问题。基于热连轧工艺技术对轧制工艺规程进行优化,提出解决方案,并在现场实地验证优化方案的合理性,证明粗轧主电机能够满足生产需要。     

基于智能算法的铅带轧制过程负荷分配系数优化

针对铅带连轧过程负荷分配优化问题,以均衡分配为目标,通过对遗传算法和变尺度（BFGS）混合优化算法的研究,提出了基于变尺度混合遗传算法(MSHGA)的铅带轧制过程负荷分配系数优化计算方法。通过仿真实验对算法的可行性进行了验证。结果表明,在保证铅带轧制板形、厚度、精度和性能指标参数不变的情况下,优化后的总轧制力较经验负荷算法的相应结果减小了10.7%。该技术方法的研究为铅带轧制节约电能提供了参考。     

基于遗传算法的冷连轧轧制规程优化设计

合理的轧制规程是使轧制过程达到最佳状态的重要保证。轧制规程涉及的有关数学模型和需要考虑的约束条件较多，因此其优化设计也较为复杂。应用遗传算法进行轧制规程优化设计，即以负荷均衡和板形良好为目标，在一定的约束条件下，对压下率分配比进行编码。通过遗传算子操作并保留每代优势个体，从而得到冷连轧轧制规程。对某1370冷连轧机进行设计比较，表明该方法优化速度快，适合在实际中应用。     

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%。     

[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]限动芯棒连轧管机轧制过程轧件变形行为及规律仿真

基于ABAQUS有限元软件建立了180 mm限动芯棒连轧管机组钢管连轧过程仿真模型。通过仿真模拟展现了连轧各机架连续轧制过程中轧制区钢管横截面上应力、应变及位移的分布和壁厚形成演变过程,揭示了轧制压力分布和轧辊上总轧制力的变化规律以及轧件温度与轧制区摩擦因数对壁厚与轧制力的影响。使用三次样条插值方法从仿真结果数据中提取钢管壁厚和直径,通过研究对象机组的工业生产实测数据验证了有限元模型的正确性。仿真发现:连轧过程中,金属在纵向上先发生减径变形后发生减壁变形,横向上金属主要从孔顶区流向开口区;前三机架接触压力主要集中在孔顶区,变形量较大,是主变形机架,第四五机架接触压力最大在侧壁区,变形量较小,主要起到精整和归圆作用;随着轧制温度的升高,出口壁厚增大,轧制力减小,随着芯棒与轧件之间摩擦因数的增大,壁厚减小,轧制力减小。仿真研究结果支撑了针对该机组的关键轧机结构参数设计、轧制工艺参数确定以及工程调试中工艺参数优化。     

侧压过程板坯温度变化的研究与分析

利用热力耦合有限元的理论,建立了板坯侧压过程的三维热力耦合有限元仿真模型.得到了板坯在稳态变形区内节点温度和轧制力随时间的变化规律,通过轧制力的模拟结果和试验数据比较可知,两者吻合良好.分析结果为板坯侧压规程的制定和轧制力的在线预报提供了理论依据.     

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。