高精度薄带材冷连轧过程智能优化控制

带钢冷连轧控制是系统性极强、技术难度极大、精度要求极高的综合性技术,是保证冷轧带钢产品质量和生产效率的主要手段。东北大学自主开发了冷连轧全套自动化系统,涵盖了轧机主令控制、自动厚度控制、自动板形控制、物流跟踪、模型设定等功能,并研发了高精度数学模型、轧制规程多目标优化算法、加减速过程带钢厚度与张力补偿及轧制工艺优化等先进控制技术。所开发的系统已推广应用到多条冷连轧生产线中,现场应用表明,系统运行稳定,实现了0.17 mm极薄规格带钢高速稳定轧制,厚度偏差小于±2.5μm,板形标准差小于7 I。最后对轧制过程的智能化发展进行了展望。     

单机架冷轧机控制系统的研发与工业应用

为了提高冷轧带钢产品质量,东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室自主开发了成套的单机架冷轧机自动化系统,主要包括轧机主令控制、液压伺服控制、自动厚度控制、自动板形控制、钢卷跟踪、数据采集、模型设定等功能,并研发了高精度的数学模型、基于成本函数的轧制规程多目标优化、加减速过程的高精度张力控制策略、加减速过程带钢厚度补偿策略及轧制工艺优化等先进控制技术。所开发的自动化控制系统已推广应用到多条单机架冷轧机生产线中,现场应用表明:所开发的控制系统运行稳定,轧制规程设定合理,模型预报精度高;在轧制0.18mm极薄规格带钢时,稳速轧制的厚度偏差可控制在±2μm以内,产品成材率和产品质量大幅度提高。     

数据挖掘技术在冷连轧机板形控制系统中的应用研究

根据冷连轧板形控制系统中数据采集、数据存储及数据使用的特点,以板形控制优化为目标,通过对轧制生产过程的数据采集、转换和处理,建立轧制过程数据库,利用数据挖掘技术对过程数据进行数据挖掘,提取板形控制经验信息,获取知识模型,为提高带钢板形质量提供有利保障。     

高强集装箱板冷连轧轧制研究与应用

高强集装箱钢板是指屈服强度在700 MPa以上、抗拉强度在800 MPa以上的集装箱用钢板,一般为冷轧产品。此种高强钢在冷连轧时频繁出现带尾边裂、跑偏断带、板形突变等问题,轧制稳定性差、轧制难度极大。对上述轧制过程中出现的问题进行了深入系统分析,提出了热轧生产线采用带钢全长U型分布卷取、冷连轧跑偏自动调整倾斜控制技术、带钢头尾弯辊自动补偿功能等技术措施,有效解决了高强集装箱板轧制过程中的边裂、断带、板形不良的问题,取得了良好的实际效果。     

基于PID神经元网络的冷连轧板形板厚多变量综合控制

针对板带材轧制是一个复杂的非线性过程，板形控制（AFC）和板厚控制（AGC）又是相互耦合的一个综合系统等特点，本文提出了一种基于PID神经元网络的冷连轧板形板厚度多变量综合控制系统。仿真结果证明了此AFC－AGC控制系统具有良好的自适应跟随的抗扰性能，其控制效果优于传统的解耦PID控制。     

基于CF-PSO-SVM的冷连轧非稳态工作辊弯辊模型优化

 板形质量是冷轧带钢重要的技术质量指标,同时工作辊弯辊是改善冷轧带钢板形质量的最有效的控制手段之一。冷连轧机组在高速稳定的轧制过程中板形控制精度能够达到较高的水平,但在升降速非稳态的轧制过程中板形控制效果非常不理想,这也成为制约冷轧带钢产品质量的不利因素。为了提高冷连轧机在升降速非稳态轧制过程中带钢板形的控制精度,在深入研究了冷连轧弯辊力设定原理的基础上,利用智能算法和包括出入口带钢厚度、机架间口张力、轧制速度、中间辊窜辊、带钢宽度、轧辊倾斜以及轧制力等现场实际轧制大数据样本,提出了一种基于粒子群算法优化支持向量机的工作辊弯辊力预测模型。同时阐明了粒子群优化算法和支持向量机的基本原理,引入压缩因子的概念,提升了粒子群算法参数寻优的效率,选取冷连轧机组五机架为研究对象,利用拉依达准则对轧制数据样本进行处理,通过平均绝对误差、均方差误差和平均绝对误差百分比等评价指标对比预测模型的性能。结果表明,改进的预测模型具有良好的模型预测性能和泛化能力,同时根据实际生产数据样本,回归出基于轧制速度和辊间弹性系数的弯辊力缝补偿模型,并验证了模型的有效性,模型的投入降低了板形控制系统的负荷,改善了非稳态轧制过程中的板形控制精度,产品头尾部的质量合格率提高了5.1%。     

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。     

带钢冷连轧厚头轧制过程控制应用研究

对鞍钢1450 mm冷连轧机的厚头轧制过程进行了研究,并开发出相应的控制模型。应用生产数据表明,此带钢冷连轧厚头轧制过程控制方法有效地解决了极限厚度带钢的穿带起车和头尾超差严重的问题。     

冷连轧机变接触支承辊板形控制性能研究与应用

通过现场跟踪测试和生产实践发现武钢1700冷连轧机组 "酸轧联机"改造工程中存在常规凸度辊形配置方案不合理,由此引起了薄规格轧制的工作辊"压肩"现象和轧制过程欠稳定导致成品板形质量欠佳等问题.采用二维变厚度有限元方法建立辊系弹性变形仿真模型,研制了酸轧联机条件下的VCR变接触支承辊,经过工业轧机现场轧制已成功投入1700冷连轧机实际应用.现场应用表明:改善了轧机板形调控性能,提高了带钢板形质量,增强了薄规格品种轧制能力,支承辊辊形自保持性较好.     

超低粗糙度高强滑轨钢生产研究与实践

冷连轧超低粗糙度高强滑轨钢生产难度较大,其中又以粗糙度、板形、表面质量等问题的控制尤为突出.通过冷连轧后段机架工作辊粗糙度的调整,配合原料厚度、轧制速度的优化可有助于获得高强滑轨钢低且窄幅波动的粗糙度.通过将前段冷连轧打滑机架工作辊变为毛化辊、将平整的控制方式改为恒轧制力等手段可有效杜绝打滑现象,改善板形.通过酸洗后、...     

1420冷连轧机组第1机架板形控制目标曲线研究

DI材(制罐用镀锡板)是具有高技术含量和高附加值的冷轧产品,也是1420冷连轧机组的特色和效益产品.从板形控制目标曲线设定的基本原理出发,解析计算结合现场实测分析,研究并建立了此机组用于低凸度DI材轧制生产的第1机架板形自动控制目标曲线设定模型和参数,并作为DI材边缘降控制的一项辅助手段投入生产应用,取得了明显效果.     

五机架冷连轧机的负荷分配计算

针对八辊五机架全连续冷连轧机在轧制过程中的特点,在综合考虑了轧机产量和产品质量的前提下,用多目标优化问题的求解方法对多辊冷连轧机的轧制策略进行优化,确定各机架的负荷和待轧带钢的目标厚度,并开发了河北中钢1 250 mm八辊五机架全连续冷连轧机的负荷分配计算程序。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,是一种适合多辊全连续冷连轧机的负荷分配方法。     

提高鞍钢冷连轧机效能和产品精度的途径

通过对鞍钢1680mm冷连轧机力能参数、结构参数、带钢厚度和板形精度的大型综合测试,采用综合遗传神经网络建立轧制力模型,与实测误差不大于5％;采用综合改进遗传算法与冷连轧机辊型系统优化相结合,板形废品率从2．24％降至1．19％;运用缩合改进遗传算法与冷连轧机大系统参数相结合优化轧制规程,相同厚度来料成品由1mm扩大至0．8mm;运用“机电结合故障诊断法”,打出带钢厚差无法消除和易断带的原因。综合措施提高了轧机的效能和产品的精度。     

带钢断面形状检测与特征参数识别方法

根据冷连轧机组板形控制系统对热轧来料断面形状的检测要求,按照准确可靠、经济、简约的原则,与断面仪制造厂家共同设计了同时具有平直度检测功能的新型带钢断面形状检测仪,并开发了带钢断面形状曲线拟合处理以及断面特征参数识别计算方法。利用实测的带钢平直度信息对检测的断面形状数据进行厚度修正。实际应用结果表明,利用该带钢断面形状检...     

冷连轧机高精度板厚控制

通过对冷连轧机厚度控制AGC系统中常规方式与扩展方式的比较,剖析了扩展物流控制在冷连轧机高精度板厚控制中的应用,对不同模式厚度控制方式下的轧机生产实际进行了对照,并就轧制稳速、加减速、过焊缝情况下轧机实际厚度控制精度进行了分析,提出了相关冷连轧机高精度板厚控制的方案.     

板形设定模型参数优化与控制技术应用

 板形设定模型是整个板形自动控制系统中非常重要的一部分,决定着带钢头部板形的控制精度。板形精度既为热轧带钢的一项重要质量指标,又为衡量产品市场竞争力的主要因素。板形控制是带钢热轧的核心技术,为目前轧制技术研究开发的热点。阐述了鞍钢1780线PC轧机板形设定模型功能和构成,对轧辊热凸度模型参数进行了优化,在模型自学习中对各机架给予适量的平直度及凸度反馈,从而提高了板形设定模型精度。由于实际轧制过程的非线性、时变性,传统PID的控制已近极限,为进一步提高控制品质,板带平直度反馈采用非线性PID控制策略,其参数整定范围较宽,易于工程实现。通过对现场大量的轧制数据统计,在应用模型参数优化程序后,热轧板的平直度与凸度的头部命中率有了一定的提高。     

高强DP钢的关键轧制技术开发与应用

为了解决高强钢生产过程中的诸多问题,从热轧、冷轧制中存在的问题以及工序管理控制的角度出发,制定了先进高强钢关键轧制技术研究方案,最终解决了热轧带钢性能稳定性控制、带头上翘、冷轧带钢厚度波动、冷轧板形突变等问题。另外,在热轧轧制工艺、温度精准控制、冷轧轧制力模型优化,一级AGC厚度自动控制系统开发、全流程压下负荷分配优化等方面开展了大量研究工作,积极探索创新,开发了一系列先进高强钢轧制关键技术,并在产线生产中得到应用,取得良好效果。     

1450mm酸洗机组自动化控制系统开发与应用

针对某1450mm酸轧机组酸洗部分的工艺特点及设备组成,开发了以带钢跟踪、速度控制、张力控制为核心的自动化控制系统。实现了对带钢焊缝的全程跟踪,为带钢连续生产线的全面自动化奠定了基础。提出了速度控制优化算法,使生产节奏更加紧凑,并采用了复合式张力控制方法,提高了张力控制的精度。系统投入以后,运行平稳,优化效果明显。