UCMW冷连轧机板形控制模型的研究与应用

对UCMW轧机板形控制系统（包括平直度控制模型、轧辊分段冷却模型以及边降控制模型等）进行了研究和总结,结合硅钢实际生产情况,对UCMW轧机板形控制进行了优化,即边降控制系统增加了多点边部厚度评估,F5机架增加了单锥度工作辊轴向横移功能以消除带钢碎边浪,F3机架增加了边降自动闭环控制。生产结果表明：带钢全长横向厚差不大于10 μm的合格率达到96.1%,带钢头尾超差长度约为50 m,带钢平直度可以控制到3 I-Unit以内。     

基于弹塑性有限元的板形控制机理研究现状与展望

带钢冷连轧过程中的板形控制问题因具有多变量、多控制回路、非线性和强耦合等特征，是工业控制领域最为复杂的控制过程之一。精准的板形预测模型是提高板形控制水平的重要保证。当前，弹塑性有限元法能够耦合分析轧制过程中带钢的弹塑性变形、轧后的残余应力以及轧辊的弹性挠曲、弹性压扁，因此在带钢轧制领域有很广泛的应用。介绍了现代板形控制系统的工作原理，以及当前弹塑性有限元法关于板形控制问题分析的研究进展。同时，采用显式动态有限元建立了六辊UCM轧机的三维数值仿真模型，研究了不同板形调节机构对带钢板形的调控特性及其最优调节量，并采用实际轧制试验对模型进行了验证。结合带钢保持良好板形的几何条件，利用所建立的UCM轧机模型，分析了中间辊轴向横移、工作辊与中间辊弯辊对带钢横截面形状、凸度、边降及平直度的影响。最后，对有限元法应用于分析板形控制问题的方向进行了展望。     

基于弹塑性有限元的板形控制机理研究现状与展望

带钢冷连轧过程中的板形控制问题因具有多变量、多控制回路、非线性和强耦合等特征，是工业控制领域最为复杂的控制过程之一。精准的板形预测模型是提高板形控制水平的重要保证。当前，弹塑性有限元法能够耦合分析轧制过程中带钢的弹塑性变形、轧后的残余应力以及轧辊的弹性挠曲、弹性压扁，因此在带钢轧制领域有很广泛的应用。介绍了现代板形控制系统的工作原理，以及当前弹塑性有限元法关于板形控制问题分析的研究进展。同时，采用显式动态有限元建立了六辊UCM轧机的三维数值仿真模型，研究了不同板形调节机构对带钢板形的调控特性及其最优调节量，并采用实际轧制试验对模型进行了验证。结合带钢保持良好板形的几何条件，利用所建立的UCM轧机模型，分析了中间辊轴向横移、工作辊与中间辊弯辊对带钢横截面形状、凸度、边降及平直度的影响。最后，对有限元法应用于分析板形控制问题的方向进行了展望。     

极薄规格冷轧带钢板形控制研究

针对厚度0.2 mm以下极薄规格带钢在生产过程中经常出现中浪缺陷的问题,对某UCM轧机极薄规格带钢局部中浪板形缺陷与轧制过程数据进行了分析,通过工作辊温度测量与工作辊热凸度引起平坦度的有限元计算,表明中浪缺陷是由于轧辊热凸度过大而造成的。分析了轧辊热凸度影响因素,以及UCM轧机轧辊辊型,板形目标曲线,中间辊轴向横移,乳化液,中间辊、工作辊弯辊力等参数对极薄规格带钢板形的影响。结果表明:通过板形目标曲线优化设计,合理配置中间辊轴向横移量、工作辊弯辊、中间辊弯辊3种板形调节手段,增加中间辊轴向横移量,增加工作辊弯辊、中间辊弯辊负弯的调节余量,可在消除中浪的同时避免边浪的产生。同时,通过优化工艺润滑制度,降低乳化液温度到合理范围,可有效提高分段冷却的板形控制能力,使带钢平坦度回归到板形目标曲线设计范围,释放弯辊调控量。再有,通过支撑辊边部辊型优化设计,可提高辊型对边浪的抑制能力,在减少中浪的同时不产生边浪。采用上述措施,将中浪缺陷减小到5 IU以内,极薄规格带钢中浪板形缺陷问题得到了有效解决。     

热轧带钢局部高点产生机理及控制研究

针对迁钢2250mm生产线热轧卷出现局部高点的问题,分析了轧辊辊间接触压力、轧制计划编排、工作辊热凸度等因素对产生带钢局部高点的影响规律,提出了优化末机架工作辊辊型、合理编排轧制计划、严格冷却水喷嘴管理制度、控制轧辊热凸度、调整精轧轧制工艺等措施,改善了轧辊的不均匀磨损程度,使带钢局部高点控制在10μm以下。     

二十辊森吉米尔轧机板形调控性能仿真研究

为深入研究二十辊森吉米尔轧机的板形调控性能,研究开发了专用于分析二十辊轧机板形控制性能的辊系一轧件一体化仿真模型及软件工具,对国内某厂硅钢和不锈钢轧制用二十辊森吉米尔轧机辊系及轧件的变形行为进行了仿真计算,得到了不同工况下承载辊缝曲线、ASU调节特性、第1中间辊轴向横移对边降的控制能力、第2中间辊随动辊凸度对板形调控性能影响、辊间接触压力分布等结果,进而分析了轧制过程中各板形控制手段的调控能力.     

冷连轧过程中间辊横移模型研究与设定

中间辊横移对高速冷连轧过程的板形控制至关重要。针对某1 750 mm冷连轧机组的设备与带钢轧制的工艺特点,建立了UCM轧机的横刚度系数分布曲线,计算并分析了中间辊横移位置设定对成品带钢板形和横向厚度分布的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、工作辊辊径及工作辊热凸度等因素对最优中间辊横移位置的影响规律。通过大量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中间辊横移位置的设定计算模型。采用新模型设定中间辊横移位置,成品带钢的边部减薄量减小了22 μm,板形统计值提高了4.41%,板形标准差平均减小了1.51 IU,新模型对成品带钢边部减薄量和板形的控制均有不同程度的改善和提高。实践证明,该中间辊横移模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性,适合于工业生产实践。     

太钢1549mm热连轧机工艺润滑技术的开发

介绍了太原钢铁(集团)有限公司热连轧厂在热轧工艺润滑技术开发中进行的各项准备工作和技术改进；并选择不锈钢、硅钢、普碳钢，从轧制力、轧制公里数、轧辊磨损情况等方面进行试验，得出采用工艺润滑后，轧制力降低、轧制量增加且轧辊表面及板形有明显改善。     

UCM轧机中间辊最优轴向横移位置计算

采用有限元法建立了1450mm六辊UCM轧机辊系变形模型,计算了中间辊轴向横移位置对轧机横向刚度的影响。分析了带钢宽度、轧制力、辊径等参数对中间辊最优轴向横移位置的影响规律。结果表明,带钢宽度和工作辊辊径对中间辊最优轴向横移位置影响显著;轧制力、中间辊辊径以及支撑辊辊径对其影响较小。     

现代板形调节机构（1）

本文按工作原理不同，将几十种板形调节机构分为液压弯辊，消除有害接触区的轧辊横移，曲面辊横移，套筒横移，张应力分布控制辊，套筒膨胀辊，对辊交叉，水平弯辊，柔性端头辊，带有偏心机构的分段式支承辊，改变宽向轧制压力分布的Ｎｉｐｃｏ和ＤＳＲ辊，热凸度控制等共十几类，介绍了它们的工作原理和特点，并就几种主要板形调节机构的板形控制能力做了比较。     

自由轧制技术在宝钢1880mm热轧线上的应用

结合宝钢1880mm热轧生产线的设备配置,开展了自由轧制技术的研究,集成了一定的自由轧制工艺控制技术,介绍了其中的关键技术,即工作辊轴向横移技术、ORP轧辊轮廓控制技术、轧制润滑使用技术。采用自由轧制技术,在1880mm热轧线上突破了原轧制计划规程的限制,同宽轧制长度从35km提高到60km,并实现了不同钢种规格间混合交叉轧制,提高了生产组织的自由度。     

冷连轧过程弯辊力模型研究与开发

弯辊力设定对高速冷连轧过程的板形控制至关重要。针对某1 750 mm冷连轧机组的设备与工艺特点,计算并分析了弯辊力设定对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、中间辊横移量、带钢入口厚度、带钢凸度、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过大量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的设定计算模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差小于3.14%,成品带钢的板形标准差平均值降至2.64 IU,新模型对成品带钢板形质量的控制有明显改善和提高。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,适合于工业生产。     

炉卷轧机生产不锈钢板形控制研究

介绍了酒钢炉卷轧机板形控制技术,包括工作辊弯辊技术(WRB)、连续可变凸度控制技术(CVC)和动态工作辊冷却技术(DWRC).针对该公司生产1260、1540mm宽轧件易出现猫耳朵,同一辊役连续轧制块数少的问题,对CVC轧辊横移方式、辊型、冷却水流量等进行优化改进.改进后,有效提高了板形控制能力和轧机生产效率.     

上海宝钢一钢公司1780热轧板形控制新技术

板形控制是板带生产的关键技术。与以前的板形控制技术相比,宝钢一钢公司1780热轧新产线在板形控制模型中对轧辊热凸度模型、轧辊磨损模型、带钢凸度模型等进行了完善和改进,并采用动态规划法的板形控制策略,在板形动态控制中引入了热凸度补偿TC-ASC功能,因此轧制的稳定性和控制精度都得到了明显提高。     

本钢1780mm热连轧薄规格产品板形优化

针对本钢1780mm生产线薄规格产品板形不良问题,分析了该生产线板形计算模型,得出末机架弯辊力负极限、轧辊辊型匹配不良、轧辊磨削精度低、带钢温度不稳定、一级及二级控制系统不完善、轧制计划及轧制节奏不合理、工艺设备精度不达标是问题产生的主要原因。为此,对精轧机负荷分配、轧辊辊型、轧制计划和节奏、板形控制模型等进行了优化,使带钢平直度指标命中率从88. 3%提高至92. 8%,凸度指标命中率从90. 5%提高至96. 7%。     

极薄规格退火板羽痕缺陷影响因素与控制措施

针对某双机架平整机组生产极薄规格退火板时出现羽痕缺陷的问题,分析认为羽痕缺陷的产生是带钢在平整过程中出现不均匀延伸产生明显分界线而导致的。为此,对平整工艺进行了分析,发现设定张力偏小,CVC辊弯辊力、轴向横移量设定不当,以及轧制力和弯辊力的变化不匹配等因素是造成带钢宽度方向不均匀变形而导致羽痕缺陷产生的主要原因。通过采取平整入口、出口张力较原设定增加20%～30%,开发轧制力、弯辊力前馈程序,优化平整机CVC辊轴向横移量设定,并依据带钢厚度规格将目标板形曲线由0 IU优化为0.5～4 IU边浪等措施,极薄规格带钢羽痕缺陷带出品量从206 t/月降低至51 t/月,其表面质量满足了国内外多家高端用户的需求。     

森吉米尔二十辊轧机第一中间辊横移影响特性分析

通过建立森吉米尔二十辊轧机辊系变形模型,计算分析了第一中间辊轴向移动对板形的影响,得到随着第一中间辊横移量的增加,轧件边部减薄现象有明显改善;轧件边部单位宽度轧制力明显地减小,而轧件中部单位宽度轧制力微小的增加;轧件中部前张应力逐渐减小,边部前张应力逐渐增加。通过该模型的建立和分析,为森吉米尔二十辊轧机实际生产带钢提供了理论参考。     

二次冷轧机组宽中浪板形缺陷控制研究

针对某DCR（Double Cold Reduction）二次冷轧机组经常出现宽中浪板形缺陷的问题，基于二次冷轧的生产工艺特点，通过分析计算，发现1#机架与2#机架承载辊缝比例凸度相差较大是宽中浪板形缺陷产生的主要原因，且鉴于该机组现有中间辊轴向横移和弯辊调控手段都不能有效消除该类板形缺陷，设计了1#机架中间辊辊型，该辊型在有效减少1#机架与2#机架承载辊缝比例凸度差异的同时，轧机的弯辊调控功效、中间辊轴向横移调控功效以及辊缝横向刚度都得到了有效提升。     

浅谈轧辊磨削质量影响因素及主要缺陷控制

轧辊是保证带钢表面质量的重要设备,在轧制生产中会受到机械磨损、高温氧化等因素影响使其表面受损,最终影响带钢质量.轧辊磨削加工就是为了恢复轧辊表层的力学及物理性能、辊型和表面粗糙度,从而保证轧制产品的表面质量及板形,因此,轧辊磨削在带钢轧制生产中有着重要的地位.     

基于多源数据和多模型融合的板形CPS系统研究与应用

宽厚板板形控制具有多变量、强耦合、非线性和遗传性等特点,过程输入条件、状态变量和控制目标之间的关系复杂,传统机理模型在提高中厚板板形控制精度方面效果不理想。为解决轧制力、轧辊磨损等参数设定精度差引起的板形控制精度低的问题,引入宽厚板生产过程数据融合机理模型的建模思想,利用机器学习算法的非线性拟合能力,构建了基于ELM的轧制力设定模型和基于GA-ANN的轧辊磨损模型,然后将轧制力预测结果和轧辊磨损预测结果作为板凸度预测的输入变量,同时引入基于机理模型的轧辊辊系变形模型及弯辊力模型计算结果作为输入量,构建了基于机理和数据驱动融合的板凸度CNN模型。在此基础上,开发了基于多源数据与多模型融合的板形智能控制CPS系统,板凸度的命中率由90.4%提升至96.5%以上,因板形问题导致的产品降级比例下降35.5%。