基于改进粒子群算法的轧制负荷分配优化

应用改进粒子群算法,实现单机架可逆冷轧机轧制负荷分配优化。结合某厂单机架可逆冷轧机实际工况,建立了合适的轧制力数学模型并进行参数计算,以压下率为自变量,以轧制力成比例分配为目标,通过改进粒子群算法,得到最佳的轧制负荷分配。工程实践证明:与基本粒子群算法、遗传算法相比,改进粒子群算法具有计算精度更高、收敛速度更快、搜索能力更强等优点,是一种适于单机架可逆冷轧机轧制负荷分配优化的新方法。     

改进混合粒子群算法优化热轧负荷分配

热轧带钢精轧过程的负荷分配是制定精轧轧制规程的核心。为制定合理的负荷分配方案并提高生产效率与产品质量,在粒子群算法中引入杂交策略和收缩因子,构成改进后的混合粒子群优化算法。杂交策略的引入可以增强粒子种群的多样性,避免算法在收敛后期因粒子多样性不足而无法跳出局部极值。收缩因子可以有效约束粒子飞行速度,增强算法局部收敛能力。杂交策略与收缩因子两者共同作用可以明显改善算法的收敛性能。函数测试与仿真试验结果表明,改进的算法具备很好的收敛速度和收敛精度,对负荷分配的优化也十分有效。     

带收缩因子粒子群优化算法对热轧负荷分配的优化

为提高实际生产中的热轧带钢质量及生产效率,建立了兼顾负荷均衡和板形最优的负荷分配模型,采用传统经验法对负荷进行初步分配,并在基本粒子群优化算法中引入收缩因子,提出基于带收缩因子的粒子群优化算法,对初始分配结果进行优化。研究表明,与基本粒子群优化算法相比,收缩因子的引入能够有效地控制粒子的飞行速度,并改善粒子群优化算法的局部搜索能力,增强算法的收敛精度与收敛速度。函数测试结果显示,带收缩因子的粒子群优化算法在3类基准函数中的精度均为最优。负荷分配仿真模拟结果表明,该算法可以很好地满足轧制力和相对凸度的目标需求,体现了带收缩因子的粒子群优化算法的优越性与有效性。     

基于差分进化算法的叶片辊轧工艺参数优化

针对因轧制工艺排布不合理而降低叶片表面质量的问题,采用单因素实验方法分析不同压下率ε、摩擦因数μ和轧制速度v等工艺参数对叶片表面性能的影响规律。采用正交实验方法建立叶片的表面粗糙度、硬度以及残余应力预测模型,并基于Design-Expert检验法验证预测模型的显著性。以表面粗糙度最小、硬度和残余应力最大为多目标函数,采用差分进化算法对不同轧制工艺进行了优化,获得叶片轧制工艺优化参数为ε=13%、μ=0.04、v=6 mm·s^-1,对应的硬度值为329.8 HV、表面粗糙度为0.317μm、残余应力为-738.5 MPa,该研究结果为叶片的轧制加工提供了数据支撑。     

500热连轧窄带钢粗轧工艺优化及有限元分析

针对某500热连轧窄带钢生产线Φ650三辊粗轧机组采用双根轧制代替单道次轧制的优化方案,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对Q235B钢优化前、后的整个粗轧过程进行了数值模拟分析。分析结果表明:优化前后轧件断面温度、等效应力-应变分布规律基本一致;特征点温度与实测值吻合良好,前5道次轧件侧面出现了明显的双鼓形;由于采用共轭孔型轧制,上下轧槽直径不对称,轧件上表面应力、应变比下表面略大;对优化前后的轧制力及轧件尺寸进行了分析对比,校核了优化前后粗轧机的主设备能力。优化结果表明优化后的轧线生产能力提高28.47%。     

基于偏好信息的热连轧多目标负荷分配优化模型

热连轧负荷分配本质上是一个多目标优化问题,并且不同目标函数的重要性不一样。针对这个问题,引入偏好信息对多目标差分进化算法进行改进,仿真结果表明,该算法能够按照给定的偏好信息寻找到相应的Pareto解。并设计了基于该改进算法的热连轧多目标负荷分配优化模型,通过仿真验证了其合理性。     

基于改进PSO算法的热连轧粗轧短行程控制曲线优化

在对热连轧粗轧短行程控制原理和模型进行深入分析的基础上,采用一种新的进化寻优方法--粒子群优化方法(简称PSO算法),对短行程控制曲线进行优化.为了保证粒子群算法的全局最优性,在算法中采用带有变异算子的改进粒子群算法.经实验仿真证明,采用改进PSO算法优化后的短行程曲线,可以降低板坯头尾宽度偏差,减少头尾切损量,获得满意的效果,PSO算法是一种有效的短行程控制优化方法.     

轧制力比率负荷分配方法在热连轧中的应用

主要介绍了热连轧精轧机组轧制力比率负荷分配方法,阐述了初始厚度分配以及负荷分配的原理。采用模型经验值并在轧制过程中进行适当修正,得到较为合理的目标负荷分配比率。由机架出口厚度初值的计算结合Newton-RaPhson法进行反复迭代,最终可得到最佳的厚度分配值。实践证明轧制力比率负荷分配方法能够保证精轧机组运行顺稳,满足在线控制的要求。     

基于免疫萤火虫算法的轧制负荷分配研究

针对带钢冷连轧精轧机组中负荷分配的优化问题,提出一种免疫萤火虫算法.该方法利用免疫算法中抗体对抗原敏感性强的特点,在目标函数的激励下迅速大量产生可行域中适应度高的解,解决基本人工萤火虫算法中因观察范围内高亮度的萤火虫发现率低导致的算法初始迭代缓慢问题.为提高萤火虫算法的精度、避免陷入局部极值,根据免疫算法中抗体浓度与激...     

基于离散差分进化算法的热连轧批量计划优化

针对河北某钢厂连铸连轧生产线的批量调度问题,选取宽度、厚度及硬度作为跳跃惩罚函数,以最小跳跃惩罚、最大轧制距离和最小空闲惩罚作为优化目标,建立热轧批量计划多目标模型。为避免轧制计划目标函数的数量级不同引起的加权系数选取困难,将热连轧批量计划问题转化为多目标优化问题,并采用自适应离散差分进化算法进行优化。引入了考虑偏好信息的最优解选取方法,为工厂生产提供多样化的解决方案。通过离散差分进化算法优化后的批量计划,减少了热轧批量计划中的宽度、硬度、厚度跳跃,有助于提高生产效率。     

等时间模式在中厚板双机架轧制中的应用

分析了采用传统等时间模式计算的中间坯厚度不能灵活适应不同操作工对轧制节奏要求的原因,提 出了利用实测值对模型中的道次间隔时间进行修正的解决方法。改进后,两个机架的轧制节奏得到很好匹配,轧机能力得到充分发挥。     

FTSR薄规格高强钢的开发与应用

介绍了河钢集团唐钢公司对Nb、Ti微合金化高强薄规格QStE700T带钢的研发及其应用情况。通过化学成分设计,以及对加热炉温度的制定,板坯温度均匀性的控制,轧辊凸度、轧制负荷分配和轧制速度的优化,实现了1.2 mm厚带钢的稳定生产。热轧带钢组织以铁素体和贝氏体为主,其力学性能和扩孔性能满足了汽车零件的生产与轻量化要求,目前该产品已用于挂车车厢的生产。     

辊型优化技术在宝钢冷轧平整机上的应用

将平整机轧制力和剪张应力横向分布的数学模型。与平整机辊系弹性变形相结合,建立了平整机板形计算理论,在此基础上以前张应力偏差平方和为目标函数优化设计了宝钢冷轧厂ＣＡＰＬ平整机工作辊辊型和支承辊肩部辊型,并优化了弯辊力设定值。产生实验表明,优化辊型提高了平整机的稳定性,因板形不良导致的废次品量、封闭量下降。用该优化结果制定的支承辊辊型磨削加工标准已用于工业生产。     

日钢2150mm热轧带钢产线薄板坯轧制技术的研究

针对日照钢铁有限公司生产的薄板坯产品竞争力不足、库存压力大、市场销量有限以及利润较低等问题,决定采用常规热轧生产线实现70～95 mm薄板坯的轧制.基于日照公司2 150 mm半连续热轧产线,分析了其采用薄板坯的技术难点,即存在加热易出现板坯塌头、粗轧板坯温降大及易出现扣翘头,无法实现自动卸卷的问题.为此,对薄板坯加热...     

An analytical approach to asymmetrical cold strip rolling using the slab method

An analytical model for general asymmetrical cold rolling is proposed to investigate the behavior of sheet during asymmetrical rolling using the slab analysis. Neutral points between the upper and lower rolls and the strip, rolling pressure distribution along the contact interface of the roll and strip, and rolling forces, as well as rolling torque, can be calculated easily using this model. Rolling pressure distribution, rolling force, and rolling torque, which are affected by various rolling conditions such as roll speed ratio, thick-ness reduction, front and back tension, etc., are analyzed. Additionally, the limiting rolling conditions be-tween reduction and roll speed ratio, or front and back tension, under which the rolling process can be accomplished successfully, are discussed. By comparing analytical results and experimental measure-ments of rolling force, it is apparent that the proposed model can successfully provide useful knowledge for designing the pass schedule of the asymmetrical cold strip rolling process.     

主应力法计算蛇形轧制的轧制力

使用主应力法建立蛇形轧制过程中轧制力与轧制力矩的解析预测模型。将解析模型的计算结果与实验结果进行比较,验证了解析模型的准确性。运用该模型对蛇形轧制过程中不同的异速比、轧辊偏移距离、压下量和摩擦系数对轧制力和轧制力矩的影响规律进行研究。同时研究"搓轧区"对轧制力和轧制力矩的影响。结果表明,异速比的增大将导致"搓轧区"的增大,从而使轧制力和上轧辊轧制力矩减小,下轧辊轧制力矩增加。当异速比增大到速度较大的轧辊带动速度较小的轧辊时,慢速轧辊的轧制力矩将变为负值。轧辊错位距离的增大导致"搓轧区"减小,从而导致轧制力增加,上、下轧辊轧制力矩减小。压下量的增加导致"搓轧区"的减小,从而导致轧制力和上、下轧辊轧制力矩的增加。轧辊与轧板之间摩擦系数的增加使"搓轧区"减小,同时导致轧制力和上、下轧辊轧制力矩同时减小。研究为蛇形轧制在超大厚度板材制造中的应用,提供了理论基础。     

Φ函数负荷分配在热连轧中的应用

Ф函数负荷分配方法,是一种无迭代的负荷分配方法。在热连轧规程分配中采用Φ函数负荷分配方法,计算得到热连轧精轧轧制规程,用热连轧厂负荷分配实际数据,验证了Ф函数负荷分配方法模型的实用性。分析了热连轧生产中的过程数据,在理论和实践上证明此方法的可行性。     

提高热轧中间坯头尾剪切精度的控制技术

结合某热轧厂半连轧生产线上的飞剪控制原理,分析了飞剪在剪切过程中存在的问题以及对切损造成的影响。同时从激光测速仪的应用、热金属探测器(HMD)的检测精度改善以及现场工况条件的干扰预防等方面做了技术分析和措施落实,使中间坯头部剪切精度平均提高了48%,尾部剪切精度平均提高了72%,进而降低了产线金属损失,提高了热轧厂经济效益。     

变步长数值转换法在热连轧负荷分配中的应用

针对Newton-Raphson迭代法存在难以实现轧制力和轧制功率负荷分配模式在线应用的缺陷,提出了一种变步长数值转换方法.模拟计算结果表明,该方法可满足计算要求,能实现上述2种负荷分配模式的在线应用.