冷连轧变形抗力模型的优化

采用原始静态变形抗力模型,并考虑入口、出口弹性变形轧制力对模型的道次影响系数,进行计算优化,建立了1个优化的变形抗力模型。2种模型的对比表明,优化的模型精度更高,提高了轧制力的计算精度。     

一种新型的基于最小二乘回归St14钢变形抗力模型的方法

冷连轧的主要工艺参数为轧制力和前滑,而轧制力和前滑设定计算的精度取决于轧件的变形抗力和摩擦因数的精度,变形程度是影响变形抗力的一个重要因素,将所选变形抗力回归模型经过取对数等变换成线性函数,以鞍钢生产的St14钢为例,利用现场实际数据通过最小二乘来逐次拟合变形抗力回归模型中的系数。在同一轧制条件下,摩擦因数用3种不同的获得方法,其中前2种是由实测前滑值反算得到的,以使所得模型能够很好地与实际生产的数据相吻合。用回归出的3种不同变形抗力模型,分别带入轧制力迭代公式进行计算,所得轧制力基本与实测轧制力相符,其中由斯通公式拟合出的变形抗力回归模型计算出的轧制力平均误差很小,由此可以选出最优的变形抗力模型来应用于实际生产中轧制力和前滑的预设定。     

精冲带钢冷连轧生产过程的卷取分析

实现厚规格精冲带钢的顺利卷取是精冲钢冷连轧生产工艺成功应用的关键。利用4辊可逆冷轧机进行轧制试验,在MMS-200热模拟试验机上测定精冲钢的应力-应变曲线,建立精冲钢冷轧终态变形抗力模型。针对1750mm冷连轧机组配置的卡罗塞尔卷取机,进行精冲带钢卷取过程的机理分析和卷取状态的受力分析,为精冲钢冷连轧极限厚度卷取能力的分析和计算提供理论支撑。在此基础上,完成了不同摩擦条件下多规格精冲钢冷连轧生产卷取机的极限厚度计算,并给出相应的安全卷取厚度窗口。该研究适合于工业生产实践,对精冲钢冷连轧生产工艺研究具有重要意义。     

冷轧变形抗力模型研究

冷轧轧制力计算模型是过程控制的核心和基础,而轧制力计算的基础为变形抗力,因此提高变形抗力计算精度是提高轧制力计算精度的一条有效途径。为此,笔者首先通过实际轧制力数据反算变形抗力,然后使用数据分析软件对变形抗力进行曲线拟合。由于根据曲线拟合公式计算出的轧制力与实际轧制力存在差距,因此为了提高轧制力的设定精度,根据带钢压下率对轧制力进行了补偿。现场实际应用证明,这种方法能有效提高轧制力设定精度。     

冷连轧过程控制数学模型研究

轧制力的计算受变形抗力、摩擦系数、轧辊压扁等多种轧制因素影响,是一个非线性关系.对冷连轧轧制力模型进行了研究,考虑轧制变形区内金属塑性变形和入、出口弹性变形,采用将变形区离散化的方法,建立冷连轧机轧制力数学模型.经实践数据检验,该轧制力模型的计算结果误差小,能较好的满足生产需要.     

冷连轧高速轧制过程中摩擦因数机理模型的研究

在现场试验与理论分析的基础上,针对现有摩擦模型对冷连轧高速轧制过程中摩擦因数的预报精度不高、通用性不强等问题,首先对润滑油膜厚度计算模型与摩擦因数返算方法进行了推导,然后定量研究了辊缝中润滑油膜厚度与摩擦因数之间的关系,最终建立起一套适合冷连轧高速轧制的摩擦因数机理模型,并将其应用于宝钢冷轧薄板厂1220五机架冷连轧机与宝钢冷轧厂2030五机架冷连轧机的生产实践.应用结果表明:提高了轧制的稳定性与带材的控制精度,减小了相关模型的自学习与自适应系数波动,取得了良好的使用效果.     

薄板坯连铸连轧含Nb钢变形抗力模型研究

利用本钢Gleeble-2000热/力模拟试验机结合本钢薄板坯连铸连轧生产线生产低碳含Nb钢X46的生产工艺,对不同Nb含量的低碳钢进行单道次压缩实验.考虑了钢中Mn和Nb的影响,回归了变形抗力模型.现场数据和热模拟实验结果表明:管线钢X46的再结晶终止温度为981.3 ℃.薄板坯连铸连轧粗轧阶段的动态软化率接近于1.考虑动态再结晶以及未再结晶区的应变累计,计算的变形抗力与现场实测的变形抗力吻合良好.表明该模型能够预测薄板坯连铸连轧生产线生产低碳含Nb钢的变形抗力.     

基于EXCEL的冷连轧模型调试工具

建立一套可靠的离线模型调试工具,为实际生产提供技术依据十分重要。依据冷连轧轧制力模型公式、辊缝模型公式、轧辊压扁半径计算模型等公式,在EXCEL下建立了各个模型之间的关系。通过先调整变形抗力参数,再调整摩擦因数可以使轧制力自适应系数达到1;通过采集实际的轧制力,用实际轧制力公式反推摩擦因数,达到调整模型参数的目的。     

热轧相变过程变形抗力模型研究与开发

 对精轧阶段存在相变的热轧钢种,因变形抗力随轧制温度的变化规律与常规的奥氏体轧制钢种显著不同,使得传统变形抗力模型的预报误差较大,严重影响这类钢种的轧制稳定性。为此,研发了一种热轧相变过程变形抗力模型,通过在原变形抗力模型基础上添加一个新的相变趋势项,该修正项为轧制温度的二次多项式函数,并根据钢种分类来精细优化适应不同钢种轧制的多项式待定参数。该模型目前已成功应用于涟钢CSP热连轧生产线变形抗力在线计算,实际生产应用表明,新模型上线后,变形抗力与轧制力的预报精度显著提高,轧制力模型预报误差12%以内的比例从83.3%提高到96.7%,满足了热连轧精轧相变带钢的稳定生产要求。     

冷轧控制模型中摩擦因数模型的开发与应用

摩擦因数模型是冷轧的核心工艺模型之一,目前对其进行的大量研究多是在试验环境下进行的。基于经典摩擦因数模型的工艺原理,综合考虑了轧辊粗糙度、轧制速度等关键因素的影响,结合生产控制的实际情况及控制模型的整体设计,提出了适用的摩擦因数计算模型,进而简要介绍了摩擦因数模型关键参数的调试方式,并提出了一套间接评价模型精度的方法。通过现场测试和长期实际应用证明了模型的控制效果优异。     

冷连轧过程控制轧制力模型综合参数自适应

轧制力模型是冷连轧过程控制系统的基本模型,影响其预报精度的主要因素是材料的变形抗力和摩擦因数.本文采用参数自适应方法来提高轧制力的预报精度.在对轧制力模型进行自适应过程中,将材料的变形抗力作为轧制过程模型的整体属性,各机架根据累计变形程度确定各自的变形抗力.在此基础上,将摩擦因数看成是各机架的单体属性,各机架取不同的模型参数.实践证明,这种综合考虑变形抗力和摩擦因数的参数自适应方法可以对二个参数同时进行修正,能有效提高轧制力模型的预报精度.     

冷连轧机轧制力在线计算模型

通过将轧制变形区离散化的方法,在考虑变形区内横截面上张应力、摩擦应力等影响因素沿带钢轧制方向分布规律及其与带钢厚度及压下量的关系的基础上,采用数学模型和神经网络相结合的方法计算了金属变形抗力,建立了冷连轧机轧制力在线计算数学模型.经大型工业轧机生产实践数据检验,该冷连轧机在线轧制力计算模型预报误差控制在6.1%以内,满足模型在线控制要求,可提高在线控制轧制力模型的计算精度.     

薄带材轧制的最小可轧厚度理论及数值模拟

 智能制造、电子通信等行业向微型化、集成化方向发展要求不断提升精密轧制带材产品质量,提高厚度精度控制是其中关键组成部分,因此,精密带材轧制过程接触变形区理论研究有着极其重要的意义。以Stone轧制力模型为代表的传统薄带材冷轧理论假设轧辊在接触变形区内保持圆弧状轮廓,利用Hitchcock公式求解接触弧长进而求得平均单位压力,并在此基础上建立了Stone最小可轧厚度理论。在试验及实际生产中很多学者发现有时Stone轧制力计算值与实际值相差甚远,这是由于某些轧制工况下接触变形区内存在中性区,轧辊圆弧状假设不再适用。中性区的存在使轧制力剧烈增大而带材金属延伸变形增加甚微,即轧制难度增大、轧制效率降低。通过对不同厚度薄带材轧制过程进行有限元分析,得到了不同道次压下率下接触变形区轮廓与接触压力分布的变化规律,带材初始厚度越小或道次压下率越大,接触变形区内中性区所占比例越大,接触压力分布趋于椭圆形分布;基于Stone轧制力公式建立了考虑轧制效率的薄带材最小可轧厚度模型,对于一定初始厚度与Stone最小可轧厚度比值,根据轧制工艺参数可计算接触变形区内恰好不存在中性区时的临界道次压下率,以此临界道次压下率为依据可确定高效轧制厚度范围及Stone轧制力模型的适用条件,为精密薄带材轧制生产过程提供理论指导。     

冷轧带材整辊式板形仪通道耦合与解耦

 板形检测是提高板形质量的基础和关键。为保证带材表面不被划伤,整辊式板形仪应运而生。由于结构的特殊性,整辊式板形仪在某一通道受压力时不仅会对本通道信号产生作用,还会对邻近通道信号产生显著干扰,引起检测误差,因此需要对其进行解耦处理。为解决这一问题,首先通过力学分析提出了通道耦合的概念和影响矩阵模型,然后通过标定试验获得影响矩阵的数值,最终通过解耦方程消除通道间的相互干扰。仿真试验和工业应用证明,提出的理论和方法可有效提高板形检测和控制精度。     

冷连轧轧制力计算模型及改进方案

过程控制系统要求数学模型能正确反映规律性,运算简单,并且有较高的预报精度。轧制力计算模型是过程控制数学模型的核心,轧制力的计算精度直接影响到板形与板厚控制的精度。为了提高轧制力计算的精度,通过对冷轧轧制力特点的分析和计算模型的研究,我们在现有Hill公式的基础上,考虑张力对计算冷轧带钢轧制力的影响并借助于自学习计算功能,通过添加张力影响因子和模型自学习系数对Hill公式进行了改进,在保证轧制力预报精度的同时实现轧制力的在线计算。实际数据测试结果表明轧制力在线计算模型的预报精度误差在±5%以内。     

板带钢乳化液摩擦学性能与轧制工艺特征

采用不同的基础油及添加剂配制板带钢轧制乳化液后,通过四球摩擦磨损试验机考察了基础油及添加剂对乳化液摩擦学性能的影响,并通过冷轧实验对各乳化液的轧制工艺润滑效果进行了实际验证.结果表明:运动黏度和皂化值是根据实际的润滑需求选择基础油的主要参数,且基础油的选择影响添加剂的分散与稳定;极压抗磨剂对轧制乳化液的摩擦学性能有显著的提高作用;纳米六方氮化硼(h-BN)作为新型纳米润滑添加剂,不但自身具有优异的摩擦学性能,而且与传统添加剂有良好的协同提高作用;在使用含纳米氮化硼的乳化液进行润滑的冷轧过程中,各轧制工艺特征参数(轧制力、轧制功率等)有显著的降低,初步体现了良好的纳米润滑效应.     

Theory research on use efficiency of emulsion in cold rolling

Lubrication in cold rolling process is used not only to control friction,but also to control surface quality and thermal chamber.Successful cold rolling of strip at high speeds requires an optimum presence of lubricant film thickness at the contact.In order to have a better control on rolling process the awareness for the prediction and maintenance of desired minimum film thickness.On the basis of learning and summarizing the theories early founded by experts around the world,this paper constructed the m...