复用等储备负荷法在热连轧粗轧负荷分配中的应用

 基于带钢热连轧粗轧区的特点,提出了复用等储备负荷法。该方法运用多层迭代算法进行粗轧机组负荷分配,外层对总轧制道次进行递增迭代,内层通过交替迭代确定带钢厚度和宽度轧制方向的综合负荷函数值,逐步优化平 立辊轧制规程。基于该方法设计了带钢热连轧粗轧过程设定系统软件,并结合实例进行了分析。分析结果表明该方法的适应性和灵活性很强,可适用于实时粗轧轧制过程中的设定计算。     

热带钢轧机平坦度控制补偿策略

在带钢热连轧平坦度控制系统中,平坦度实测信号通常包含精轧后带钢横向温差引起的附加干扰.针对鞍钢ASP1700热连轧机组,利用红外热像仪测量精轧后带钢横向温度场.通过具体分析温差附加干扰对带钢平坦度控制的影响,采用最小二乘法拟合得到带钢横向温度场分布规律,建立了平坦度控制目标设定的温差补偿模型.     

基于信息融合的带钢厚度预测控制

通过把轧制力方程和厚度控制方程在小范围内线性化、离散化,用递推最小二乘法辨识出系统的状态空间模型.给出了基于Kalman滤波法的最优信息融合算法,并针对热连轧这个复杂的多变量系统设计了异步信息融合估计算法.将模型用于热连轧机带钢厚度预测中,同时也预测带钢塑性系数Q.最后把实时预测出的带钢出口厚度和带钢塑性系数应用于带钢热连轧厚度控制系统,提高了带钢厚度质量.     

基于实测数据的热轧带钢变形抗力模型

采用热连轧生产过程实测数据,建立一种新型结构的精轧带钢变形抗力模型。首先,提出热轧带钢变形抗力广义相加模型的建立方法,包括清洗数据、建立子模型、验证子模型、修正子模型等建模步骤,给出了求解广义相加模型的局部积分算法。接着,针对某热连轧生产线进行变形抗力建模实验,基于收集到的大量热连轧带钢生产历史数据,根据轧制机理和先验知识对各模型自变量进行函数变换预处理,再采用参数估计方法并指定变形抗力模型的基本形式,通过局部积分算法迭代计算确定各自变量的单变量光滑函数。预测实践表明,新模型计算精度高于该热连轧机组在线模型,具有计算精度高、适应性强等优点。     

热连轧带钢带尾控制技术研究

热连轧机生产过程中发生带钢甩尾是较普遍现象,是目前热连轧领域较难解决的技术难点和研究热点之一。研究了热连轧线带钢尾部甩尾问题发生时对机架轧制力偏差的影响及趋势特点,分析了带钢机架内位置与精轧机出口带钢中心位置变化的关系及特点。基于分析结论及生产线上试验验证,提出了一种解决热连轧机甩尾问题的综合控制方案和控制算法,并在热轧1 580 mm产线上开发实施,取得了良好效果。     

LVC工作辊辊形窜辊补偿研究与应用

在热连轧带钢板形控制中,磨损和热胀会影响LVC工作辊的辊缝形状,进而影响到其板形调控性能,本文应用二维变厚度有限元法分析了不同轧制过程中LVC工作辊承载辊缝形状和承载辊缝凸度的变化情况,针对原有窜辊公式不能反映辊缝随轧制过程变化的缺点,建立了新型的LVC工作辊窜辊补偿公式以及相应的窜辊补偿策略,并将其成功应用在鞍钢ASP2150热连轧板形自动控制模型中,从而实现板形预设定的高精度控制.从现场轧制的带钢板形工艺数据可以发现,使用LVC辊形加窜辊补偿可以明显改善带钢板形质量,具有较强的实用性.     

热轧带钢质量在线控制技术研究

针对热连轧机组生产过程中的带钢质量不佳,不能在线定量预报和控制问题,充分考虑到热连轧机组的设备与工艺特点,在提出热轧带钢质量指标概念的基础上,以出口带钢厚度满足用户要求为目标,以出口带钢板形、板凸度、带钢表面粗糙度为约束条件,建立了一套适合于热连轧机组的带钢质量在线控制模型,开发出热轧带钢表面质量控制模拟软件,并将其推广应用到生产实践,取得了良好的使用效果,提高了热轧带钢质量,具有进一步推广应用的价值。     

动态修正轧机弹跳值提高热轧带钢头尾厚度精度

为了得到高精度的辊缝设定值,分析了某钢铁公司热连轧厂轧机弹性方程,找出更接近实际的轧机弹性曲线,以便在假定带钢塑性系数为常数的条件下,在线动态给出带钢穿带过程中轧机弹跳值修正量。结果表明：一段轧机弹跳回归模型精度比二段轧机弹跳回归模型高一个数量级。通过动态修正轧机弹跳方程,消除了辊缝设定模型中的刚度补偿系数误差,可以提高热轧带钢头尾部厚度精度。     

微张力算法在活套控制中的应用

带钢热连轧现场中的精轧区域经常由于二级设定秒流量不匹配导致前后机架速度设定不匹配,这种机架间速度的不匹配造成带钢头部拉窄、拉薄,通常将此现象称之为拉钢。通过计算活套上游机架的主电机功率得到实际的带钢张力,利用此算法对活套高度闭环做出及时的补偿,使拉钢时间尽量缩短。该算法在某带钢热轧现场投入使用并取得了一定的应用效果。     

热连轧带钢宽度封锁溯源研究及应用

热连轧带钢宽度封锁溯源是指带钢轧制完成后，对宽度封锁带钢的缺陷类型进行判断，并对导致宽度封锁的原因进行追溯，以为现场技术人员提供参考。基于真实的热连轧带钢生产过程数据，先使用卡尔曼滤波方法对带钢全长宽度数据进行去噪，然后使用高斯拟合寻峰等方法提取带钢宽度特征并建立宽度缺陷分类规则，最后结合实际生产过程建立热连轧带钢宽度封锁溯源模型。将湛江1 780 mm热连轧机组3个月内出现的582条宽度封锁带钢用于模型性能测试，结果表明，模型对宽度缺陷的分类准确率达到96.72%,对宽度封锁溯源的准确率达到94.16%,有效实现了热连轧带钢宽度封锁的自动分类与自动溯源。     

Improvement on Conventional Load Distribution Algorithm in Hot Tandem Mills

 Load distribution is a key technology in strip hot rolling process, which influences the coil′s microstructure and performance. Currently, Newton Raphson algorithm is applied to load distribution of hot tandem mills in many hot rolling plants and has some serious defects such as having a strict restriction on initial iterative calculation value and requiring coefficient matrix of nonlinear equations to be nonsingular. To eliminate these defects and improve the online performance of the process control computer, Newton descendent numeric algorithm is introduced to this field to widen the initial value range and a new model named error conversion algorithm is put forth to deal with special conditions when the coefficient matrix is singular. Furthermore, considering the characteristics of load distribution, a condition of strip thickness distribution abnormality and corresponding solutions are provided which ensure that rolling parameters can be calculated normally. Simulation results show that the improved algorithm has overcome the defects of the Newton Raphson algorithm and is suitable for online application.     

带钢热连轧轧制力模式负荷分配的改进算法

为克服压下量模式负荷分配的不足,宝钢1 580 mm过程机改造项目计划开发新的轧制力模式负荷分配方法。针对传统Newton-Raphson法对初始值依赖较大和算法容易发散等不足,提出了一种轧制力模式负荷分配的改进算法。该方法以精轧各机架的压下量为优化变量,根据轧制力成比例原则建立非线性方程组,通过推导将系数矩阵变为对角阵,避免了矩阵求逆运算;为了满足各次迭代所有机架压下量修正值之和为零的约束,添加一个修正项对各机架压下量修正值进行总体协调。提出了轧制力和压下量的超限处理方案。模拟计算验证了新算法的有效性,计算速度快,收敛性好,满足在线计算要求。     

中厚板精轧轧制规程的负荷协调分配法及其动态调整

基于中厚板精轧过程的轧制特点，提出负荷协调分配法。该算法通过调整轧制力限制系数来调整约束条件使得最后道次的出口厚度与目标厚度的偏差小于给定误差，并同时获得优化的轧制规程。然后介绍如何根据轧件板形的变化来调整轧制规程。通过实例证明该算法及其动态调整方法适应性和灵活性很强，适合于在实时中厚板轧制过程中应用。     

热连轧机负荷分配优化计算策略

提出一种带钢热连轧精轧机组负荷分配的优化计算策略,采用多目标优化算法离线计算确定精轧各机架的轧制力分配系数,采用"压下模式+轧制力模式"相结合的方式实现负荷分配在线计算。为了确定各精轧机架的轧制力分配系数,建立兼顾轧制功率最小、负荷均衡与板形良好的负荷分配多目标优化模型;为了实现负荷分配在线计算,根据压下模式负荷分配计算确定厚度分配的初始值,根据CLAD算法进行轧制力模式负荷分配迭代计算,最后采用压下模式分配计算确定的压下率分布范围对轧制力模式分配结果进行限幅处理。新方法已成功应用于梅钢1 780mm热连轧生产线,在线应用表明该方法可以有效减少操作工干预,提高带钢精轧过程的轧制稳定性。     

Water Distribution System Analysis: Newton-Raphson Method Revisited

Looped water distribution systems are conventionally analyzed using iterative methods such as Cross, Linear, Newton-Raphson, and Gradient algorithm methods. Depending on the unknown (hydraulic head or discharge), the methods are characterized as h or Q methods. This paper focuses on the h-Newton-Raphson method, which uses the Darcy-Weisbach head loss equation. The paper presents a procedure for improving the h-Newton-Raphson iterative procedure by directly calculating the discharge of each branch by using the Swamee and Jain equation. The proposed procedure leads to a simplified algorithm and more accurate determination of the Jacobian matrix, which accelerates the convergence of the algorithm.     

Prediction of roll force in skin pass rolling using numerical and artificial neural network methods

A combination of finite element method and neural network methods was used for rapid prediction of the roll force during skin pass rolling of 980DP and 1180CP high strength steels. The FE based commercial package DEFOEM-2D was used to develop a mathematical model of the skin pass rolling operation. Numerical experiments were designed with different process parameters to produce training data for a neural network algorithm. The friction coefficient was considered as an input parameter in the neural network but it was optimised using an iterative method employing an equation that relates the friction coefficient to the rolling force. The load prediction method described in this paper is sufficiently rapid that it can be used in real-time as an adjustment tool for skin pass rolling mills with error within 10% (based on plant data from POSCO).     

冷连轧机过程控制在线负荷分配方法

介绍了一种在线使用的冷连轧机负荷分配方法:通过查询数据库得到初始的负荷分配模式和负荷分配比,利用该负荷分配模式建立单目标负荷目标函数;采用简化的Newton Raphson法迭代求解非线性方程组,得到负荷分配的初始结果;根据第5机架轧制带钢长度对负荷分配结果进行修正,以克服轧制过程中带钢打滑现象;对负荷分配结果进行极限值的检查修正并最终确定负荷分配结果。该负荷分配方法用于在线,有较好的使用效果。     

基于混合遗传算法的两流薄板坯连铸连轧流程生产调度系统

首先建立了两流薄板坯连铸连轧流程生产调度规则库.然后根据该生产流程的特点,提出了遗传算法新的编码、交叉、变异操作及改良的概念,并在遗传算法的初始种群建立和改良过程中引入调度规则.在此基础上,利用调度规则和遗传算法相结合的混合遗传算法建立了两流薄板坯连铸连轧流程生产调度系统.该调度系统可以较好地解决两流薄板坯连铸连轧流程的动态调度问题,进一步优化生产组织.     

应用极限差值法优化设计极薄规格冷轧带钢规程

 论证分析了传统方法设计冷轧规程,特别是极薄规格规程时迭代过程容易发散的原因。提出应用极限差值法优化设计冷轧规程,结合显式轧制力公式,规避了迭代发散问题,可用于各种目标函数下的规程优化设计。实例验证迭代计算13次即可得到满足工程精度的优化规程;与现场实际参数对比,最大偏差在7%以内,相比简易有限元方法20%的偏差大为改进,同时不受初始值设置限制,迭代不会发散,特别适合极薄规格冷轧带钢规程优化设计。     

适应半无头轧制工艺的热轧计算机控制系统跟踪

跟踪功能是带钢热轧计算机控制系统的重要功能。薄板坯连铸连轧技术的发展，使得在热轧生产中实现了半无头轧制和动态变规格(FGC)。本文分析了新轧制工艺与常规热连轧跟踪系统设计的区别，并给出了适应这种新工艺的热轧计算机控制系统控制处理方法。