热轧钢板头部弯曲行为的人工神经网络预报模型

根据单机架2500四辊可逆式轧机钢板轧制的实测数据,采用人工神经网络方法建立了钢板头部弯曲行为预报模型。结果表明,轧制过程钢板头部弯曲的人工神经网络计算值与实测值符合;当轧件上下表面温度相差较大时,上下表面温差、变形区形状特征和变形程度是影响轧件头部弯曲的主要因素。对于厚的成品板,减小道次压下量可减小弯曲;对薄成品板,增加道次压下量可减小弯曲。     

冷轧极薄规格带钢羽痕缺陷生成机理与控制

针对双机架平整机生产极薄规格带钢时表面出现的羽痕缺陷生成机理进行了分析。通过研究发现,羽痕生成是由于极薄规格带钢在宽度方向上由轧制力和张力共同作用下出现不均匀变形,该变形产生的分界线在平整过程中出现了不均匀延伸;而在平整过程中由于弯辊和窜辊的预设定参数不合理、单位张力设定偏低、平整过程中弯辊力与轧制力不匹配等因素导致带钢局部延伸偏大,形成了明显的浪形,此浪形若经过平整机辊缝碾压则生成羽痕缺陷。通过将平整机设定张力提高30%、调整板形曲线为1~8 IU的大边浪、依照带钢厚度调整平整机板形预设定参数以及开发轧制力弯辊力跟随控制模型等措施,极薄规格带钢羽痕缺陷带出品由 206降至51 t/月,基板表面质量满足了国内外多家高端用户的要求。     

Control Strategies of Asymmetric Strip Shape in Six-High Cold Rolling Mill

 It is a complicated problem for cold-rolled strip to improve asymmetric strip shape in strip production. A roll system and strip coupled model of six-high cold rolling mill was established with finite element method to estimate the effect of intermediate roll shifting, tilting, symmetric and asymmetric bending technologies on strip profile. To reduce asymmetric defects of strip shape as much as possible, some control strategies were proposed, including tilting and asymmetric bending of intermediate roll and work roll. The combinations of these three control strategies can effectively eliminate asymmetric strip shape defects. Finally, the closed-loop control model of asymmetric flatness at the last stand was given, and the flatness control system with the function of asymmetric strip shape control was also designed for cold tandem mill.     

热轧金属横向流动规律及其对板形的影响

采用有限元软件ABAQUS建立热轧金属弹塑性变形模型研究金属横向流动,为了降低模型计算成本,在模型中引入平稳轧制过程中轧件几何模型端面纵向位移沿横向均布的假设.利用此模型仿真研究轧制过程中多个因素对于金属横向流动的影响规律以及相应金属横向流动对轧件板形造成的影响.研究结果表明,接触界面摩擦状态的改变对金属横向流动的影响可以忽略;宽带钢热连轧生产中,在比例凸度不变的情况下,宽度的变化和平均前、后张应力介于实际生产范围内的波动不会引起金属横向流动的变化以及进一步的轧件板形变化;金属横向流动随压下率变化,且使得压下率增加时轧件对称板形向中浪趋势发展;金属横向流动随对称及非对称板廓相似度变化,且金属横向流动的变化显著削弱板廓相似度的改变对轧件板形的影响.为了满足生产现场的在线控制,根据多组有限元模型计算结果建立快速金属横向流动非线性回归模型,为轧件板形的准确调控奠定基础.     

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.     

A 3-D Differential Method for Solving Rolling Force of PC Hot Strip Mill

 According to the character of the deformation zone on pair cross rolls, which is different from the regular 4-high mill, there are longitudinal and transverse two-way shear deformation in the deformation zone, the character of metal particles flowing velocity is more complicated than normal rolling. Comprehensive influences of normal stress and shear stress in rolling direction, width direction and thickness direction are considered. Establish the rolling force calculation model of PC hot strip mills. After the longitudinal and transverse discretization of deformation zone, the longitudinal and transverse distribution of rolling force is worked out by the differential method, then calculate total rolling force. Calculated results are verified by experimental data.     

冷轧平整机板形控制特性研究

针对某1500mm四辊冷轧平整机在轧制过程中产生的板形缺陷等问题,通过建立平整机辊系弹性变形有限元模型,对其板形调控特性进行了仿真分析,分析主要包括辊形、带钢宽度、轧制力、弯辊力的变化对辊系变形及辊间接触压力的影响,由仿真结果揭示出了平整机产生板形问题的机理,对指导实际生产具有重要意义。     

热镀锌光整机辊型曲线设计

板形和表面质量是光整热镀锌板的重要质量指标.针对光整热镀锌板的生产工艺特点,以带材前张应力横向分布均匀作为目标函数,建立了一套针对热镀锌光整机的辊型曲线设计数学模型,并将其应用于攀钢热镀锌光整机的辊型设计.工业应用表明:新的辊型曲线提高了工作辊弯辊的控制效果,改善了轧制压力横向分布均匀性,提高了热镀锌板的光整质量.     

考虑辊缝变化的板带热轧动态理论模型

精准的轧制模型是生产优质带材的关键,目前常用的热轧模型仅适用于研究静态轧制过程.当面对变厚度轧制及轧机振动等动态轧制过程时,由于常用的静态模型不包含辊缝变化速度参数,因此其模型结构缺乏完整性.为了对动态轧制进行全面深入的研究,需要建立一个包含辊缝变化速度参数的动态轧制模型.基于Orowan方程,同时考虑辊缝变化速度对带...     

Simulation of the state of stress in a strip in a deformation zone with two neutral sections during cold rolling

It is found that a deformation zone with two neutral sections can exist in a strip during cold rolling in certain working stands in continuous rolling mills. A second neutral section appears in the region of elastic recovery of part of the strip thickness at the end of the rolls. A reliable procedure has been developed to identify the type of deformation zone; it can determine the number of neutral sections in the deformation zone of each working stand in a rolling mill. A method for the calculation of the contact stresses, forward-creep coefficient, and rolling force in the deformation zone with two neutral sections is described. The application of this method decreases the error of force calculation for rolling mills.     

冷连轧升降速过程板形控制工艺润滑制度优化

 冷连轧机组在带钢升降速过程中,轧制速度会出现频繁的、较大程度的波动,轧制变形区的摩擦因数也会随之发生较大的波动,引起轧制压力来回波动,从而造成升降速阶段的板形相较平稳阶段的板形而言呈现出大幅度变差的问题。工艺制度优化对于摩擦因数引起的板形问题非常有效,因此,首先分析了不同乳化液浓度、初始温度和流量下的带钢在升降速过程中板形的变化过程。针对升降速阶段板形缺陷,采用分段离散法将带钢分别沿横向和纵向分成若干条元,提出升降速过程中板形横向目标函数和纵向目标函数,进而构造出升降速过程中板形动态变化目标函数,实现对轧制过程中板形波动在横向和纵向上的综合控制。由于乳化液浓度和初始温度在轧制过程中无法改变,所以结合板形目标函数,以带钢不发生打滑和热划伤、各机架轧制力不超过限定轧制力为约束条件,提出乳化液浓度和初始温度优化设定函数;乳化液流量优化针对频繁变化的局部浪形缺陷能够起到有效控制,因此乳化液流量一般随轧制速度呈非线性变化,以出口板形波动最小为控制函数,以不发生打滑和热划伤、各机架乳化液总量不超限为约束条件,提出乳化液流量跟随速度优化函数。最后将优化模型应用于国内某钢厂冷连轧机组,根据优化前后轧制力分布、带钢板形云图可知现场应用效果良好。     

二十辊轧机支撑辊组变形及板形调控分析

 板带材的产能和质量是一个国家工业水平发展的重要标志,铜板带材的生产能力和地位更加显著。森德威二十辊轧机是冷轧铜板带材轧制生产的关键设备,其最外层A、D支撑辊组的弯曲变形是最重要的板形调整手段之一。支撑辊组鞍座位移变化可以使支撑辊芯轴发生弯曲变形,变形会反映到背衬轴承上并且向下依次传递给中间辊和工作辊,最终影响板厚和板形。传统的假设折线法和超静定梁法将芯轴和背衬轴承考虑为一个整体,而忽略了两者之间的变形对整体支撑辊组变形的影响。因此,基于有限元方法进行仿真拟合各段背衬轴承弯曲变形得到简化后的一次函数表达式,将各段背衬轴承拟合结果汇总进而得到整体的支撑辊组弯曲变形的线性表达式,再结合辊系弹性变形模型和金属塑性变形模型构成的板形预报模型评估支撑辊组变形程度对板形和板厚的影响。研究结果表明,对上辊系中的4个鞍座施加不同的位移组合之后,板厚和板形分布在整个板宽方向上并非局部变化,而是呈现整体的变化趋势,且4个鞍座对板形和板厚的调整效果并不相同;在施加同样的鞍座位移条件下,中部鞍座比边部鞍座对板形和板厚的影响效果更加显著,并且即使在支撑辊组中心两侧施加对称的鞍座位移,其对板厚和板形的影响也是非对称的。     

具有伸长率分配计算功能的轧制力预报智能模型研究

针对双机架平整机的特性,以基态弯辊力下带材出口板形最好为准则,提出具有双机架平整机伸长率分配系数计算功能的轧制力模型;在此基础上,为了改善传统轧制力模型的预报精度,提出了先通过神经网络利用在线测得的实际数据预测变形抗力和摩擦因数,再与轧制力机理模型自学习过程相结合的轧制力预报新方法;并将其应用于宝钢1220双机架平整机的生产实践,结果表明此模型可以高精度地预报轧制压力.     

Shape Control Simulation on 4-High CVC Mill

Shapeandprofilearetheimportantqualityin dexesofrolledplateandstrip,andshapecontrolis thekeytechnologyforplateandstripmills.There searchonshapecontrolhasanimportantsignificance forpresettingcontrolofshapeandcrownandthede velopmentofrollingtechnology.The…     

铸轧薄带的边部斜裂纹形成机理

 为了控制铸轧薄带产品质量,降低铸轧工艺本征裂纹导致的断带风险,针对铸轧薄带的边部斜裂纹展开研究,提出边部斜裂纹形成的直接原因为侧封与熔池间的换热使熔池边部的Kiss点高度局部提升。该处薄带进入铸轧塑性变形阶段的初始厚度局部增大,由此引发的斜向剪应力导致了边部斜裂纹的产生。建立了熔池的热-流耦合数值仿真模型,分析了Kiss点高度沿铸轧辊宽度方向上的分布规律,结果显示熔池边部的Kiss点高度高于熔池中心。建立了热-力耦合数值仿真模型,分析了变厚度薄带热轧时其塑性变形区内的应力分布状况,结果显示斜向剪应力集中分布于后滑区边部,其方向与后滑区金属的流动方向一致。仿真结果验证了所提出的边部斜裂纹形成机理的合理性。     

板带轧制过程多参数耦合模拟系统的开发

考虑轧件和辊系间的接触力与变形协调关系，采用一种选代的方案，开发了一个分析三维板带轧制过程的计算机模型。它耦合了计算轧件变形的三维刚塑性有限元法，计算辊系变形的影响函数法和弹性有限元法。该系统可用来精确预报轧制压力横向分布，前后张力横向分布，金属横向流动，以及轧后板带的横向板厚分布，包括板凸度和边部减薄等，并且具有较高的计算效率。     

非对称条件下板材轧制压力分布的计算

针对轧件来料横向厚度分布左右不对称时造成轧制压力横向分布不均匀的情况,引入非对称函数以拟合轧件入口、出口横向厚度分布规律,通过变分法推导出非对称条件下板材出口横向位移模型;借助条元法和全辊系弹性变形模型,进行迭代计算,得到非对称条件下板材轧制压力的分布。根据某厂四辊铝带连轧机实际轧制的情况,针对平直件、凸形件和楔形件三种典型的板材来料情形,通过仿真结果,讨论了板厚、板凸度和横向板厚差对轧制力横向分布的影响。     

2250 mm CVC四辊热轧机轧制带钢金属的横向流动

 为了提高2 250 mm CVC四辊热轧机板形控制精度，使用非线性有限元软件MSC Marc建立了动态刚性轧辊-弹塑性轧件耦合模型，分析了带钢金属的横向流动规律。为提高精度，采用静态弹性辊系-弹塑性轧件耦合模型得到有载辊缝形状作为动态仿真的初始辊形。分析发现，金属横向流动值随着距轧件中心距离的增大逐渐增大；摩擦力是影响不同厚度间金属横向流动差别的重要因素；金属的横向流动量与压下率、弯辊力、来料凸度以及窜辊量呈线性关系。为了定量分析各因素与横向流动的关系，建立了各因素的影响系数函数，并进行正交试验及方差分析判断交互关系，最后建立插值计算模型，并通过仿真结果验证了其正确性，为相应轧机的在线板形控制提供参考。     

模拟热轧板带三维变形的条层法及仿真实例

提出一种模拟板带轧制过程三维变形的新的数值方法———条层法。首先沿高向将变形区均匀地划分为若干层 ,然后再沿着金属的流动轨迹将变形区内的每层带材划分为若干流线条元 ,为了方便分析和计算 ,又将流线条元映射为矩形条元。横向位移的纵向分布被构造为四次曲线 ,横向分布用三次样条插值函数表示 ,高向分布用二次曲线拟合。根据塑性力学流动理论 ,分析推导了变形区三维变形和应力的数学模型。与本文作者曾经提出的流线条元法相比 ,考虑了应力与变形沿高向的不均匀分布 ,实现了精确的三维分析和计算。关于热带钢连轧和厚板轧制的仿真实例表明 ,提出的方法和模型符合实际 ,为板带轧制过程的三维力学仿真提供了一个新的实用工程数值方法。     

FEM Analysis of Rolling Pressure Along Strip Width in Cold Rolling Process

 Using 3 D elastic plastic FEM, the cold strip rolling process in a 4 high mill was simulated. The elastic deformation of rolls, the plastic deformation of the strip, and the pressure between the work roll and the backup roll were taken into account. The distribution of rolling pressure along the strip width was obtained. Based on the simulation results, the peak value of rolling pressure and the location of the peak were analyzed under different rolling conditions. The effects of the roll bending force and the strip width on the distribution of rolling pressure along the width direction were determined.