超宽六辊CVC轧机的凸度调控能力分析

为掌握超宽六辊CVC轧机的凸度调控能力,建立有限元仿真模型,对不同带钢宽度下工作辊弯辊、中间辊弯辊和CVC中间辊窜辊对板廓的影响进行具体分析。仿真结果表明,工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊窜辊均具有相似的调节效果,对于1000mm的带钢,工作辊弯辊的调控能力最强;对于1500mm的带钢,工作辊弯辊和中间辊窜辊的调控能力相当;对于2000mm的带钢,中间辊窜辊的调控能力最强。因此,对于超宽轧机,CVC窜辊对窄带钢的凸度调控效果并不十分理想,会导致轧制窄带钢时出现凸度控制能力不足的问题。通过对凸度调节域进行分析,发现该轧机对四次凸度的控制能力较弱,难以控制超宽带钢生产中的边中复合浪形问题。     

热带钢轧机线性变凸度工作辊的研制及应用

为改善轧机的板形调控性能,在分析连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)辊形技术的板形控制特性的基础上,开发出用于热带钢轧机的线性变凸度(Linearly variable crown,LVC)工作辊辊形技术及其相应的板形控制模型。LVC技术的板形调节能力与窜辊量成线性关系,同时与带钢宽度成近似线性关系。在满足宽带钢板形控制要求的同时,提高轧机对窄带钢的板形控制能力,使轧制各种规格带钢时所需弯辊力处于合理的的幅值。在1 700 mm热带钢轧机上一年多的工业应用表明,采用LVC工作辊后,板形控制精度提高30%以上,尤其是轧制高强度钢种时,凸度下降显著,轧制公里数一般都大于55 km,磨损辊形和轧辊消耗与常规工作辊基本一致。     

板带轧机工作辊混合变凸度辊形研究

三次连续变凸度(Continuously variable crown, CVC)辊形凸度控制能力与带钢宽度之间的二次函数关系决定其在宽、超宽板带轧机上应用时表现出对窄规格带钢的凸度控制能力不足的缺点。通过对工作辊变凸度辊形及辊缝形成理论的深入研究,提出采用二次多项式曲线来线性化辊缝的方法。采用该方法设计完全线性变凸度辊形曲线与混合变凸度工作辊辊形曲线,使二次辊缝凸度调节能力与带钢宽度在工作辊全长或在设计要求的宽度范围内呈严格线性关系,同时保持与窜辊位置呈线性关系。与CVC辊形相比,混合变凸度辊形的辊径差小、凸度调节能力大,既不削弱对宽带钢的凸度调节能力,又增加对窄带钢的凸度调节能力,从而增强轧机的整体板形控制能力。     

万能凸度轧机中间辊偏移板形调控能力分析

1420单机架万能凸度轧机(Universal crown mill,UCM)轧制极薄带时,中间辊偏移对正向轧制与负向轧制时工作辊弯辊、中间辊弯辊及中间辊窜辊的板形调控特性存在一定的影响,从力学角度分析辊系的受力状态,并运用LS-DYNA有限元软件建立显示动力学模型,定量计算中间辊不偏移轧制与正向偏移轧制及负向轧制时各板形调控手段的调控特性。计算结果显示轧机中间辊不偏移时,工作辊弯辊力与带钢凸度呈线性关系,随着工作辊弯辊力的增大,带钢凸度减小;当中间辊偏移时,工作辊弯辊调控功效要大于中间辊不偏移时,且正向轧制的弯辊调控功效要优于负向轧制;中间辊弯辊调控特性表现出与工作辊弯辊相似的变化趋势。不同中间辊窜辊的板形调控能力变化不大,不偏移轧制与负向轧制调控能力基本相同,正向轧制在窜辊量为15~30 mm范围内,其调控能力好于另外两种轧制工况。     

五次CVC工作辊辊形与板形控制特性

连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)轧机是宽带钢和超宽带钢轧机的主流机型,目前均采用三次CVC辊形,能较好地实现对辊缝二次凸度的连续调整,但不具备高次浪形控制能力,且对窄带钢凸度控制能力较弱。五次CVC辊形具有高次浪形控制能力,但由于缺乏系统深入的研究,尚未成功地实现工业应用。在对五次CVC辊形参数与辊缝凸度之间的关系进行深入分析的基础上,提出一种五次CVC辊形的设计方法,并对其板形控制特性进行研究,结果表明通过辊形的合理设计,五次CVC辊形能够有效均衡轧机对宽窄带钢的二次凸度控制能力,且四次凸度控制特性符合宽带钢轧机尤其是超宽带钢轧机的板形控制需求。进一步分析五次CVC辊形与现已开发的多种变凸度工作辊辊形之间的关系,认为五次CVC辊形能几乎替代目前常用变凸度工作辊辊形,具有极强的推广应用价值。     

LVC工作辊在超宽带钢热轧机的应用

分析了超宽带钢轧机的板形控制特性,指出其在板形控制方面的不足.为增加超宽带钢热轧机的板形调节能力,开发了线性变凸度(LVC)工作辊,实现板形调节与带钢宽度成线性关系,其板形控制性能优于CVC技术.建立了LVC工作辊的板形控制策略模型,在超宽带钢热轧机上实现了长期稳定应用.生产实绩表明,LVC工作辊可显著提高带钢的凸度控制精度,对凸度控制要求严的供冷轧料和凸度难控制的高强度管线钢,其凸度控制在50±18mm的比例可达96%以上.     

热轧宽带钢自由规程轧制中机型的配置

为了提高自由规程轧制中热连轧机的板形调节能力,提出了热轧宽带钢的机型配置方案。新机型的特点在于轧机的上游机架采用线性变凸度工作辊技术,下游机架使用锥形工作辊技术,全机组采用变接触轧制技术和强力弯辊。生产实绩表明,新机型配置方案使得宽带钢热连轧机板形控制性能大幅提高,能够适应自由规程轧制的需求。     

热轧宽带钢自由规程轧制中机型的配置

为了提高自由规程轧制中热连轧机的板形调节能力,提出了热轧宽带钢的机型配置方案。新机型的特点在于轧机的上游机架采用线性变凸度工作辊技术,下游机架使用锥形工作辊技术,全机组采用变接触轧制技术和强力弯辊。生产实绩表明,新机型配置方案使得宽带钢热连轧机板形控制性能大幅提高,能够适应自由规程轧制的需求。     

VC轧机内辊型优化设计技术的开发

针对VC辊轧机在大轧制压力轧制时,套筒塌陷位移抵消VC辊油压凸度、减弱轧机的板形控制效果并引起成品带钢产生双边浪板形缺陷的问题,充分结合VC轧机的设备与工艺特点,提出了一套VC辊内辊型优化设计技术,通过对VC轧辊套筒内凸式辊型的设计,使得轧机在大轧制压力轧制时,套筒内壁与芯轴表面出现局部接触,从而将套筒的塌陷位移控制在允许的范围内,抑制了双边浪等板形缺陷的发生,提高了VC轧机的板形控制范围,进一步拓宽了VC轧机的应用领域。     

板带材轧机横移辊系统同步回路的分析与改进

由于对板带材的质量要求很高,在板带材轧机上,广泛地采用液压弯辊装置和横移辊装置调整轧辊辊型来改善板形。应用弯辊系统消除对称浪,应用横移辊系统改善非对称的平直度缺陷。目前,弯辊与横移辊系统的结合代表了板带材轧机技术发展的现状。轧机中横移辊装置在轴向驱动工作辊(右四辊轧机中)或中间辊同步相向运动,同时在轴向固定轧辊并承受轧辊的轴向力。横移辊同步运动时的同步精度及轧机横移辊的锁定精度将直接影响板带材成     

Research and application of non-symmetrical roll bending control of cold rolling mill

The existing research of the flatness control for strip cold rolling mainly focuses on the calculation of the optimum adjustment of individual flatness actuator in accordance with the flatness deviation,which can be used for general flatness control.However,it does not work for some special rolling processes,such as the elimination of ultra single side edge-waves and the prevention of strip break due to tilting roll control overshooting.For the purpose of solving these problems,the influences of non-symmetrical work roll bending and intermediate roll bending on flatness control were analyzed by studying efficiencies of them.Moreover,impacts of two kinds of non-symmetrical roll bending control on the pressure distribution between rolls were studied theoretically.A non-symmetrical work roll bending model was developed by theoretical analysis in accordance with practical conditions.The model was applied to the revamp of a 1250 6-H reversible universal crown mill (UCM) cold mill.Theoretical study and practical applications show that the coordination utilization of the non-symmetrical work roll bending control and tilting roll control was effective in flatness control when there appeared bad strip single side edge waves,especially when the incoming strip was with a wedge shape.In addition,the risk of strip break due to tilting control overshooting could be reduced.Furthermore,the non-symmetrical roll bending control can reduce the extent of uneven distribution of pressure between rolls caused by intermediate roll shifting in flatness control and slow down roll wear.The non-symmetrical roll bending control technology has important theoretical and practical significance to better flatness control.     

HC轧机平直度调节手段对各次平直度分量的影响规律研究

现代轧机一般配备多种平直度调节手段,各种调节手段之间存在着一定的耦合关系,为分析各种平直度调节手段对各次平直度分量的影响规律,采用分割模型影响函数法和条元变分法建立HC轧机的平直度计算模型,利用该模型计算倾辊、工作辊弯辊、工作辊非对称弯辊和中间辊横移4种调节手段对1次、2次、3次和4次平直度分量的影响系数,分析发现,倾辊和工作辊非对称弯辊对平直度的影响规律类似,主要影响1次和3次平直度分量,并且对1次分量的影响程度要大于对3次分量的影响程度;工作辊弯辊和中间辊横移主要影响2次和4次平直度分量,并且对2次分量的影响程度要大于对4次分量的影响程度,该结果系统地揭示各种调节手段对各次平直度分量的影响规律,为平直度在线控制模型的建立、实现提供理论基础。     

板带轧机板形控制倾辊弯辊神经模糊PID模型

板形是板带轧制的重要质量指标,倾辊和弯辊是板形控制的重要手段.目前常规的PID控制算法被广泛应用到板带轧机倾辊和弯辊板形控制系统中,但由于实际系统随机干扰严重,具有多变量、非线性、强耦合的特征,难以建立较为准确的数学模型,常规的PID控制算法很难满足板形高精度控制的要求.为能提高倾辊和弯辊板形控制系统的性能,在常规PID控制算法的基础上,建立基于神经网络的模糊PID倾辊弯辊板形控制模型,通过神经网络的自学习能力和模糊控制的"概念"抽象能力的有机结合寻找一个最佳的P、I、D非线性组合控制律,增强对控制环境变化的适应能力和自学习能力.仿真试验结果表明,该模型能很好地跟踪板形的目标设定值,响应快,超调小,鲁棒性强,可提高倾辊和弯辊对板形的控制精度,为板形高精度控制提供了一种新方法.     

板型仪在冷连轧系统中的应用

某钢厂1420 mm冷连轧机组，采用板型仪作为轧钢AFC的板型控制系统，该系统不仅能实现轧制生产全过程中的闭环控制，而且可以通过对工作辊和中间辊的弯辊控制以及轧机压下、精细冷却和窜辊等控制手段有效改善板带的断面形状及平直度。     

PROFILE AND FLATNESS CONTROL SYSTEM IN 1 700 mm HOT STRIP MILLS OF ANSTEEL

Varying contact-length backup roll and linearly variable crown work roll are provided for improving the mill performance of profile and flatness control. Integrated with theses technologies, relevant profile and flatness control models are developed for hot strip mills on the basis of large amount of finite element calculation. These models include shape setup control model in process control system, bending force feedforward control model, crown feedback control model and flatness feedback control model in basis automation system. Such a profile and flatness control system with full functions is applied in 1 700 mm industrial hot strip mills of Ansteel. Large amount of production data shows that the crown precision with the tolerance of±18 μm is over 90%, the strip percentage which the actual flatness is within ±25 I-unit surpasses 96%, and general roll consume is reduced by 28% by using the profile and fiatness control system. In addition, schedule-free rolling is realized.     

带钢冷轧闭环反馈控制最优化算法程序开发

基于多变量最优化控制的带钢闭环反馈控制模型能够充分利用弯辊和轧辊倾斜等平直度控制机构对板形偏差进行控制。闭环反馈控制的目的是使带钢实测板形与目标板形一致,闭环反馈最优化算法程序能充分利用输入信息,全面考虑多个执行机构对板形的作用,避免各控制之间的相互影响,它是该模型准确计算板形调节量的关键。为了实现自主建立带钢冷轧生产线,对某厂1 700 mm四机架四辊冷连轧机第四机架闭环反馈控制进行深入研究,根据对偶法采用C语言开发出基于多变量最优化闭环反馈计算程序并将其嵌入到可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)中,开发出自主的基于多变量最优化闭环反馈控制模块。由该模块计算的闭环反馈平直度执行机构调节量与采用Matlab工具箱Quadprog函数计算结果一致,计算精度高。     

基于云模型定性推理的液压弯辊板形控制

云模型将概率论的随机性和模糊集合论的模糊性相融合,能很好地解决不确定性问题,基于此设计了一种二维液压弯辊云模型控制器,其控制策略不需要被控对象的数学模型,只需通过语言原子和云模型将人用语言定性表达的经验和逻辑判断转换到语言控制规则器中,就能实现板形实时在线控制。以某公司1220mm液压弯辊板形控制系统为仿真对象进行仿真实验,结果表明,该控制器简易、快速、控制性能良好、鲁棒性强,较常规模糊控制具有更好的控制品质。     

冷轧超高强钢平直度与断面形状前馈控制技术

针对六机架冷连轧机组超高强钢生产过程中因机架数多、控制工艺复杂、各机架控制能力得不到充分发挥而导致成品平直度与断面形状超差的问题,充分结合六机架冷连轧机组的设备与工艺特点,基于超高强钢冷轧过程平直度与断面形状预报模型,分析了超高强钢冷连轧过程平直度与断面形状前馈控制策略,提出了基于来料的各机架出口目标平直度曲线设定方法,开发了适合于六机架冷连轧机组的超高强钢平直度与断面形状前馈控制技术。将该技术应用到某钢厂六机架冷连轧机组,各机架控制能力得到了充分发挥,成品平直度比该技术应用前提高了12.5%,且断面形状分布更加均匀,具有进一步推广应用的价值。     

基于虚拟仪器的板形模式识别系统研究

介绍了气动板形检测辊的板形信号检测原理,详细阐述了普通多项式最小二乘法、正交多项式最小二乘法和基于欧氏距离的模糊模式识别法,利用虚拟仪器LabVIEW软件开发了基于上述三种方法的板形模式识别系统。通过气动板形仪在线测试了300型可逆冷轧机板形张力信号,并对张力信号进行了模式识别。实验表明：该板形模式识别系统具有良好的稳定性和有效性,良好的图形交互界面和实时测试性能为板形闭环控制提供了方便。     

板形控制的传递矩阵方法

建立板形调节量与板形偏差特征量之间的数学模型是实现快速准确板形控制的关键。在建立板形控制传递函数概念和数学模型的基础上,提出了传递矩阵(控制矩阵)的概念和数学模型。以900mm HC六辊轧机为对象,基于GA-BP网络模型,建立了该轧机板形控制的传递矩阵,并进行了实际应用,取得了好的效果。为板形控制的研究和应用,提供了一个新的理论方法。