5+1型冷连轧机组工作道次模式及其工作机架优化方法

为了提高超高强钢的生产效率与质量，增强企业的竞争力，国内某钢厂新建了5+1型冷连轧机组。该机组第4机架为小辊径机架，可以采用5道次和6道次两种轧制模式。针对不同钢种应该采用哪种轧制模式?而5道次模式下应该停用哪个机架?为了解决这些问题，首先对小辊径轧机和常规轧机的轧制能力进行了对比，确定了5道次模式下2种机架组合，在保证轧制稳定性和各机架出口板形的基础上，给出了5道次模式和6道次模式的张力优化制度，并在此基础之上，进一步给出了针对不同来料的道次选择方法。通过5+1型冷连轧机组工作道次模式及其工作机架的优化，既保证了轧制的稳定性，又因为合理选择了道次工作模式，从而大大降低了机组的能耗，具有较高的经济价值。     

平整机组张力综合优化控制技术

针对某钢厂平整机组轧制过程中出现的带钢打滑以及板形质量较差的问题，从打滑的防治、产品的机械性能与板形的控制等出发，首先通过轧制压力模型将轧制压力和张力联系起来，然后通过板形模型、前张力横向分布模型和打滑模型将板形、打滑概率、伸长率以及前后张力建立联系，最后以不出现打滑现象和成品带钢板形质量最佳为优化目标，建立了一套张力综合优化函数，该函数的优化结果即表示在不发生打滑和伸长率允许误差的范围内，成品带钢板形值最好时的张力设定值，从而形成一套平整机组的张力优化设定技术，并编制出相应的张力综合优化设定软件，可以实现对特定规格、钢种的带钢优化设定出相应的前后张力值。将优化结果应用到现场生产实际，结果表明，使用优化后的张力在轧制过程中未出现打滑现象，且成品带钢的板形质量得到明显改善，提高了机组生产效益。     

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。     

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。     

VC辊平整机组湿平整过程关键轧制工艺参数的优化设定

针对VC辊平整机湿平整轧制过程中的产品板形与表面粗糙度控制几乎完全依赖于辊系参数,以及轧制压力与前后张力等关键轧制工艺参数的设定往往以考虑产品力学性能为主,造成轧制稳定性差、产品的板形与表面质量控制精度偏低的问题,充分结合VC辊平整机组湿平整轧制的设备与工艺特点,以轧制稳定性为优化目标函数,将板形、力学性能及表面粗糙度作为约束条件,提出一套适用于VC辊平整机组湿平整轧制过程的关键轧制工艺参数的优化设定技术,并将其推广应用到某1550VC辊平整机组的生产,把轧制压力、前后张力等3项关键轧制参数作为整体进行协调设定,在提高生产效率的同时,保证产品质量,提高了经济效益,具有推广应用价值。     

六辊轧机的负荷分配计算

在综合考虑轧机产量和产品质量的前提下,按等功率轧制策略利用Netwton-Rapshon法求解各道次负荷构成的非线性方程组,确定各道次负荷和待轧带钢的目标厚度,并开发了单机架六辊可逆冷轧机负荷分配计算程序.通过现场实例证明,该方法精度高、速度快,可满足在线控制需求,是一种适合可逆冷轧机的负荷分配方法.     

1420 mm酸轧机组带钢板形分析与控制研究

板形是冷轧带钢非常重要的质量指标,直接决定了产品的质量等级,同时影响着机组的生产效率和成材率。针对某1 420 mm酸轧机组生产的带钢出现中浪板形易导致连退产线出现带钢起筋的问题,介绍了酸轧机组的板形控制原理,分析了热轧原料凸度、热轧终轧温度、弯辊力控制模式、冷轧轧机中间辊辊形对带钢板形的影响。结果表明：带钢中浪板形与热轧原料凸度和终轧温度密切相关;采用微中浪目标曲线自动控制时,带钢板形的边浪、中浪幅值都要小于手动控制模式;通过对冷轧机中间辊辊形进行优化,使其边部倒角更加圆滑过渡,能够有效改善边降过大的缺陷,同时板形控制效果也得到明显改善。在此基础上,提出了减小热轧原料凸度、提高终轧温度、开展板形自动控制以及优化中间辊辊形的措施,有效解决了冷轧带钢中浪大的板形问题,为连退生产运行稳定提供了强有力保障。     

基于影响函数法的冷轧带钢轧制力计算

根据经典轧制力模型 ,在考虑轧制力模型与轧辊压扁模型耦合的前提下 ,开发了基于影响函数法的冷轧带钢轧制力计算程序 ,并用实际生产中的采样数据模拟计算了HC轧机各道次的轧制压力分布和总轧制力 ,将所得计算结果与现场实测数据进行比较。结果表明 :所得轧制力计算结果与实测值相近 ,轧制压力分布与实际相符 ,为HC轧机板形控制提供了一种计算轧制力的有效方法。     

板带轧机刚度研究及管理优化

针对宁波钢铁有限公司1 780 mm热连轧带钢生产线精轧机组多次出现带钢镰刀弯、轧烂等缺陷,甚至出现堆钢事故严重影响生产顺行的问题,对影响板带钢轧机刚度精度、刚度对称性、刚度稳定性的因素进行了分析研究。从提高轧制力检测精度、辊系横向刚度精度、液压系统性能及轧机刚度对称性方面提出了相应措施,使板形控制稳定性,换品种、规格轧制稳定性,开轧计算精度及设备状态均得到明显提升与改善,保证了轧机稳定运行。     

热轧花纹卷板形控制与优化

为实现薄规格热轧花纹卷的稳定生产并降低板形质量异议, 对轧机负荷分配、轧机弯辊和轧辊横移控制、辊型、轧制操作、温度设定等方面进行了优化, 使花纹板板形质量异议降低了80%。     

基于单纯形搜索的CVC冷轧机板形预设定模型

针对某双机架可逆四辊CVC(Continuous Variable Crown)冷轧机轧辊服役后期带钢出现二肋浪的情况,采用影响函数法对轧辊磨损前后轧机的板形控制特性进行了对比分析。综合考虑轧辊热辊形、磨损辊形以及辊系弹性变形和带钢张应力分布,结合轧机的板形控制策略,以加权的二次板形和四次板形偏差平方和为目标函数,利用二维单纯形搜索法开发了板形控制预设定模型。研究结果表明:工作辊磨损量较小,对轧机板形控制性能的影响较小;支撑辊磨损后期,带钢的二次凸度变化较小,而四次凸度值显著变大。现场工业实验表明该模型给出的预设定值提高了带钢的板形质量和板形控制的稳定性,减少了支撑辊服役后期带钢的板形缺陷,为改善该轧机产品的板形质量提供了理论参考。     

酸轧机组末架轧机轧制力对宽料板形的影响

酸轧机组生产宽料产品时,板形控制是一个非常重要的环节。板形浪形较大的产品对后续工序的生产稳定性及表面质量会产生很大的影响。本文在酸轧机组生产宽料产品时,优化调整了末机架单位轧制力参数,通过对比生产实验,得出末机架最优单位轧制力为0.411 t/mm~2。通过分析指出,原料坯料的均匀加热和轧机的平直度控制水平对优化及改善板形也是非常重要的影响因素。     

单机架可逆式冷轧机速度制度的研究

单机架可逆冷轧机轧制速度的制定大多依据工程技术人员的经验,这种方法在实际中虽然可行,但往往不能达到最优.本文以各道次等功率分配为原则,研究了轧制速度的分配方法,并编制了相应的计算机软件,为单机架可逆式冷轧机快速制定合理的轧制速度、提高带钢产量、降低轧制能耗提供了有力的参考依据.     

单机架UCM轧机冷轧无取向硅钢板形控制优化

针对首钢单机架UCM轧机轧制无取向硅钢出现高次复合浪形缺陷的问题,采用二维变厚度有限元方法对轧机板形调控性能进行了分析.根据计算结果,制定了相应的轧制道次与板形改善策略.在第1～第2道次,以等比例凸度原则进行轧制,而在第3～第5道次对板形进行控制,并且使目标平直度设定值遵循从小逐渐增大到成品板形的原则.为了兼顾浪形与横断面厚度轮廓协调控制,合理分配道次压下量,充分利用中间辊横移量、工作辊与中间辊弯辊的功能来改善板形.在实际生产中应用该优化策略后,冷轧无取向硅钢的波浪度由原来1％～3％降低到1％以下.     

热轧CVC工作辊周期轴向横移技术的开发与应用

针对CVC轧机板形模型设定存在工作辊轴向横移行程有限、轨迹不规则而导致轧辊磨损不均，带钢高点、边降等难以控制，同宽轧制公里数受限的问题，对板形模型进行了优化改进。采用误差范数优化的方法，实现了工作辊大行程周期轴向横移，有效解决了轧辊磨损不均问题。通过大量生产实践，对工作辊轴向横移行程、步长和频率等参数进行了优化调整，使得带钢断面质量得到显著改善，边降、高点命中率达95%以上，同宽轧制公里数超过100 km;同时，带钢凸度和平直度控制精度亦有所改善。     

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。     

超薄带钢穿带技术改进

针对某1 420 mm酸轧机组生产极薄带钢（最薄0.15 mm）时，出现轧机出口飞剪剪切后穿带带头与设备刮蹭而堆钢的问题，通过解决带钢与机械设备之间刮蹭问题、调整出口压缩空气吹扫方向和力度、控制板形和轧机出口设备前导率，使薄带钢穿带成功率由93%提高到100%，提高了生产效率。     

二次冷轧乳化液管路直混润滑系统设计及关键设备选型

在分析了传统二次冷轧机组乳化液直喷润滑系统的基础上,充分考虑到二次冷轧机组的设备与工艺特点,提出了一套适合于二次冷轧机组的乳化液管路直混润滑系统设计方案,完成了静态混合器、水泵、油泵、流量计、压力表和电控柜等关键设备的选型,开发了一套完整的二次冷轧机组乳化液管路直混润滑系统,并将其应用到某1220二次冷轧机组的生产实践,选取典型规格的DR8M钢种进行现场轧制试验,对比分析了轧制工艺参数、板厚波动与板形质量波动情况。分析结果表明:二次冷轧机组乳化液管路直混润滑系统有效地提高了升降速过程轧制压力的稳定性,降低了轧制能耗与油耗,减小了带钢厚度偏差与板形值波动。     

基于遗传算法的冷连轧参数优化设计系统

以板形板厚为目标函数,利用改进的遗传优化算法,开发出四机架冷连轧机轧制参数优化设计系统,对原轧制规程进行了优化设计。按新轧制规程生产的冷连轧成品带钢质量获得改善,并提高了轧机的轧制效能。     

六辊轧机支撑辊传动对带钢板形的影响分析

提出了六辊轧机的支撑辊传动方式对带钢板形影响的问题,分析了主传动轴对辊系的作用力,运用Ansys有限元软件建立了六辊轧机全辊系有限元模型.考虑了主传动轴重量及轧机弹跳,运用所建有限元模型,仿真计算了静态时辊缝控制模式下带钢的板形.计算结果表明位置控制模式下主传动轴重量对带钢板形的影响可以忽略;轧制力控制模式下主传动轴重量对带钢板形的影响是不能忽略的,在实际生产中需要予以重视.