七机架热连轧机组轧制温度综合优化技术

热连轧轧制过程中的轧制温度会影响带钢变形抗力以及轧制力的大小,进而改变带钢的出口厚度以及出口板形分布,因此,当轧制温度设定不合理时,会导致带钢的出口厚度精度变低、出口板形质量变差。充分考虑到热连轧机组的设备特点及其轧制工艺特点,首先,通过对变形抗力模型、出口厚度模型、宽展量模型以及出口板形模型的研究,定量分析了轧制温度对变形抗力、出口厚度、带钢宽展量以及出口板形的影响效果及其影响过程。然后,针对由于轧制温度设定不合理而导致的出口板形质量较差的问题,以板形分布的极值差值程度以及波动程度为约束条件建立了带钢板形横向控制目标函数与纵向控制目标函数,进而建立了带钢板形综合控制目标函数,针对由于轧制温度设定不合理而导致的出口厚度精度较低的问题,以出口厚度偏差的标准差以及出口厚度偏差的平均值为约束条件建立了带钢厚度偏差综合控制目标函数,并在此基础上以出口板形最优以及出口厚度偏差最小为目标,以7个机架的极限轧制力、宽展量以及轧制温度变化范围为约束条件建立了七机架热连轧机组轧制温度综合优化设定目标函数,实现了七机架热连轧机组轧制温度设定值的综合优化,将该优化技术应用到了国内某热连轧机组的带钢生产中后使...     

2050热连轧机组弯辊综合优化设定技术

针对2050热连轧机组在轧制过程中因弯辊力设定不合理导致轧制力波动幅度较大，并引起带钢出口板形质量较差的问题，结合该热连轧机组的设备参数及工艺特性，基于热连轧的轧制力模型和板形控制模型，提出了一套适用于热连轧机组的弯辊综合优化设定模型。将该模型应用到实际生产中，机组轧制力和非对称板形平直度波动幅度明显减小，有效改善了带钢的出口板形质量，同时提高了机组的经济效益。     

七机架热连轧机组板形综合控制技术

针对七机架热连轧机组机架数量多,轧制工艺复杂,各机架控制能力得不到充分发挥而造成轧件板形出现中浪、边浪以及复合浪等问题,充分考虑七机架热连轧机组设备结构特点,同时结合轧制工艺条件,采用相对长度差法来表示轧件板形值,并以轧机有载辊缝为桥梁,根据辊系弹性变形模型与金属变形模型的耦合关系进行求解,建立热连轧机组板形预报模型。根据工作辊弯辊力和窜辊量对轧件板形可快速调整的特点,结合现场实际生产情况,确定工作辊弯辊力和窜辊量的研究范围,通过板形预报模型定量分析不同工作辊弯辊力和窜辊量情况下轧机有载辊缝凸度和轧件板形的变化过程,得到轧件板形的调控域,在此基础上提出板形综合控制策略。同时为了保证轧件凸度要求和避免轧辊过度磨损,提出各机架轧件出口厚度精度和辊间压力均匀度约束条件,并以各机架轧件板形波动最小为目标函数,对工作辊弯辊力与窜辊量进行综合优化,开发出适合热连轧机组板形综合控制技术。将该技术应用到某2 050热连轧机组生产实践,结果表明,典型规格产品在工作辊弯辊力和窜辊量优化后,轧件在热连轧过程中板形质量明显改善,轧件出口板形由10.5 I改善到4.8 I,现场应用效果良好。     

热轧带钢质量在线控制技术研究

针对热连轧机组生产过程中的带钢质量不佳,不能在线定量预报和控制问题,充分考虑到热连轧机组的设备与工艺特点,在提出热轧带钢质量指标概念的基础上,以出口带钢厚度满足用户要求为目标,以出口带钢板形、板凸度、带钢表面粗糙度为约束条件,建立了一套适合于热连轧机组的带钢质量在线控制模型,开发出热轧带钢表面质量控制模拟软件,并将其推广应用到生产实践,取得了良好的使用效果,提高了热轧带钢质量,具有进一步推广应用的价值。     

热轧带钢粗轧区轧制宽展模型的研究

利用刚塑性有限元法建立带钢立轧／平轧的三维连轧模型，并针对宝钢2050热连轧机组实际轧制时各种工艺条件下的板带宽展进行了研究。根据研究所得的宽展规律，采用有限元分析与解析计算相结合的方法，建立了适合宝钢2050粗轧区带钢宽展计算的快速仿真模型。将该快速仿真系统运用于宝钢2050粗轧区实际模拟轧制几千块带钢，结果表明仿真计算结果与现场的实测值吻合很好。     

粗轧过程中轧制力和宽展的预测与分析

 板带轧制数学模型是实现自动控制的基础,高精度的数学模型是提升产品质量和市场竞争力的重要保障。在热连轧粗轧过程控制中,轧制力和宽展是关键参数,其模型精度不仅会影响粗轧轧制规程的设定,而且会影响最终热连轧带钢产品凸度。以矩形板坯热连轧粗轧过程为研究对象,针对轧制变形区建立了三维运动许可加权速度场,在此基础上充分考虑自然宽展效应,基于刚塑性材料的第一变分原理,采用可变上限积分法对塑性变形、剪切功率和摩擦功率进行积分获得变形区总功率泛函。利用Matlab优化工具箱对总功率泛函进行最小化,得到了轧制力、宽度分布的理论解。最后利用理论模型计算数据回归得到了板坯宽展及速度场中的加权系数模型。将基于所提出模型的轧制力和宽展预测值与现场实测值及部分有关学者所建立模型的预测值进行了对比,结果验证了所建立模型的准确性。研究得到的宽展模型和速度场加权系数表达式可以方便、灵活、快速地应用到粗轧现场中,为更高质量热连轧带钢产品的生产奠定了坚实基础。     

济钢1700ASP宽带钢热连轧板形设定模型的研究

为改善热轧带钢板形控制性能,提高产品板形质量,针对济南钢铁股份有限公司1700ASP宽带钢热连轧生产线,开发了特殊工作辊辊形和支撑辊辊形技术及板形过程控制系统.本文综合考虑辊形技术及轧制过程中热胀、磨损因素等对该系统中板形设定模型的影响,利用解耦思想进行来料与目标凸度的机架凸度分配,通过二维变厚度有限元方法计算辊系弹性变形并建立板形模型,最后根据实时工艺数据通过模型计算对弯辊力和窜辊量进行设定.系统自2008年投用以来运行稳定,生产表明凸度与平坦度命中率有较大提高,尤其是厚度大于6 mm、宽度大于1200 mm规格带钢的凸度偏差控制在±35 μm的比例由原来的37.9%增加到85%以上,极限薄规格带钢平坦度命中率也有较大幅度提高,具有较为广阔的推广前景.     

基于轧制机理和混合神经网络的热轧精轧带宽预测

热轧带钢成品的宽度精度直接影响产品成材率，是产品性能提升的关键，而精轧区带钢出口宽度的精准预测可以为粗轧区宽度控制模型参数提供及时的优化调整指导。传统机理模型与实际情况往往存在较大差异，现有的数据驱动模型大多采用神经网络方法，但没有考虑轧制数据的时序性以及数据剪枝带来的信息损失。为了进一步提升精轧带钢宽度预测精度，提出一种基于轧制机理的混合神经网络宽度预测模型，利用精轧宽展的机理模型计算宽度基准值，结合卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)输出宽度预测纠偏值。利用2 250 mm热连轧钢厂数据集试验，结果表明本文提出的热连轧带钢宽度预测模型训练效率较高，98.7%带钢宽度的预测精度在4 mm内，较传统BP神经网络模型和其他单一结构网络有大幅提升，且模型在线测试速度满足工业现场应用需求。     

宝钢5m厚板轧机宽展数学模型及其应用

在厚板轧制过程中,把握材料的宽展规律,提高宽展预测精度是保证最终钢板宽度满足要求的关键环节.从影响宽展的因素和常用的宽展公式出发,研究宝钢5m厚板轧机PVPC平面形状控制的宽展数学模型及其建模过程,对该模型的特点及实际应用情况做了客观评价.并利用生产中积累的数据,应用数据统计回归方法,对宽展模型的协调因子xt,y1进行优化,从而提高了模型的预测宽展精度,减小了宽度预测偏差.     

梅钢热轧支持辊辊形遗传算法设计与极限规格板形改善

为了解决梅钢1422热连轧机组在产品规格品种扩大后生产极限规格带钢存在的板形问题,对梅钢热轧支持辊的初始辊形进行了研究,提出了函数化的新支持辊辊形优化设计原则,建立了辊系变形计算采用二维变厚度程序且优化计算选用遗传算法的支持辊辊形设计方法、模型和相应软件系统,实现了热轧支持辊初始辊形曲线自动寻优设计,并为对象机组设计出仿真计算表明综合板形调控性能优良的新辊形,实现了上机应用并在长期稳定使用中获得明显改善机组出口极限规格带钢的板形和使支持辊及工作辊磨损情况显著改善的生产实绩。     

基于有限元仿真的热连轧精轧带钢楔形控制分析

楔形是热轧带钢板形的关键评价指标，高质量的热轧带钢对楔形指标提出较高的要求。精轧带钢楔形控制与跑偏及单侧浪形等板形问题相耦合，楔形调节难度高。一方面，带钢楔形会引起跑偏造成轧制过程的生产问题；另一方面，板带楔形本身即为精轧出口质量的重要指标之一，若楔形控制不达标，极易引起小厚度的带钢在轧制过程起浪，造成严重的板形问题。同时，对于楔形控制，实际生产中依赖操作工的人工调控，存在严重的主观性及科学性和准确性差、效率低等问题。通过有限元建模并依据轧机两侧辊缝倾斜压下量和出口楔形的关系式，建立F7出口楔形闭环反馈控制模型。基于带钢不同的入口厚度、带钢宽度、整体压下量分析热连轧精轧两侧辊缝倾斜压下量对出口楔形的影响规律，提出基于遗传系数的多机架调控策略和基于楔形调控极限的辊缝倾斜压下量分配策略，形成精轧机组楔形控制的各机架辊缝倾斜压下值计算模型。研究结果已用于工业生产，可保证楔形调节过程中的轧制稳定性，并能避免单机架倾斜压下量过大造成附加板形问题。     

热轧宽带钢自由规程轧制中负荷分配优化研究

板形控制为实施自由规程轧制的主要难点。兼顾板形控制的热轧负荷分配优化现已有诸多研究,但其目标函数设计存在着假设条件多、实用性差的缺点。在综合考虑自由规程轧制特殊工艺和板形设定计算众多影响因素的基础上,建立了兼顾自由规程轧制的热轧负荷分配优化模型,并采用模拟退火遗传算法对模型进行了优化计算。在济南钢铁集团公司1 700 mm热连轧机的应用表明,优化后的负荷分配使得自由规程轧制中的板形质量得到提高。     

酸洗机组基础自动化控制模型

连续酸洗过程中的最优速度控制、活套套量控制及张力控制等对提高机组稳定性和生产节奏,改善带钢表面质量有极其重要的作用。针对1 740mm酸轧机组,基于罚函数原理建立了速度目标函数模型,用于酸洗速度设定计算;同时,通过活套入口、出口速度控制实现活套套量的同步控制,满足了酸轧机组对活套套量和张力的要求。建立酸洗过程张力设定计算模型,提高了张力控制精度和系统快速响应性能,实现了酸洗速度协调和节奏控制。实践证明,高精度的模型设定计算显著提高了高强钢连续酸洗后的表面质量和板形质量,使得高强钢生产成材率进一步提高,满足了工业生产需要。     

热连轧机工作辊动态负载辊缝计算与应用分析

根据热连轧机工作辊热凸度与磨损计算方法,结合辊系弹性变形和金属塑性变形计算理论,在现场应用与模型参数优化的基础上,建立了工作辊在线辊型及动态负载辊缝计算模型。根据实际轧制计划,将模型计算结果与实测结果进行对比,验证了计算模型具有较高的精度,能够满足工程计算和分析的需要;此外,计算分析了工作辊在线辊型和不光滑辊面对出口带钢断面形状的影响,并提出了带钢断面形状的优化方法,为提高热连轧机出口带钢的板形质量提供了理论依据。     

热连轧机支承辊辊型曲线多目标优化设计研究

以850 mm四辊热连轧机组为研究对象,建立了轧辊辊间接触压力和板形计算模型,以均匀辊间接触压力分布和带钢板形良好为目标,对热连轧机精轧机组支承辊辊型曲线进行了多目标优化设计。理论计算表明,优化后的支承辊辊型曲线均匀了辊间接触压力分布,降低了辊端接触压力峰值,同时能够提高弯辊力对板形的控制效果。工业生产试验后正式推广使用,支承辊掉肩和掉肉现象得到了有效遏制,带钢板形良好。     

提高中厚板宽度设定精度方法的研究

分析中厚板轧制过程的工艺特点,指出不同轧制阶段的宽展对宽度设定精度都有影响.基于经典宽展公式,得到多道次轧制下的宽展系数计算模型,在该模型基础上给出纵横纵和横纵轧制策略下宽展阶段目标厚度的计算方法,并提出相应的自学习算法;指出采用纵横纵轧制策略,可以消除坯料公差对宽度设定精度造成的影响;而合理使用测宽仪和人工卡量数据,有利于提高宽度设定精度.     

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。     

连续酸洗基础自动化控制模块研究与应用

连续酸洗过程中的最优速度控制、活套套量控制及张力控制等对提高机组稳定性和生产节奏,改善带钢表面质量有极其重要的作用。针对1 740mm酸轧机组,基于罚函数原理建立了速度目标函数模型,用于酸洗速度设定计算,从而保证了高强钢连续酸洗过程的速度协调和稳定;同时,通过活套入口、出口速度控制实现活套套量的同步控制,满足了酸轧机组对活套套量和张力的要求。建立酸洗过程张力设定计算模型,提高了张力控制精度和系统快速响应性能,实现了酸洗速度协调和节奏控制。实践证明,高精度的模型设定计算显著提高了高强钢连续酸洗后的表面质量和板形质量,使得高强钢生产成材率进一步提高,适合于工业生产实践。     

1780mm热连轧粗轧宽展模型参数优化研究

1780mm热连轧生产线的粗轧宽展模型分析与其实际应用效果存在较大误差。为提高宽度控制预报精度，采用了优化宽展模型参数法来提高模型精度；运用麦夸尔特法（Levenberg-Marguardt）和优化程序回归出模型的参数。用优化后的参数替换原有模型参数来控制宽度。经检验，宽度预测精度与优化前相比有显著提高。     

热轧板形的优化与控制

针对唐山国丰钢铁有限公司热轧薄板厂2#1450热连轧机组带钢生产中出现的板形问题进行了分析,找出了板形的主要影响因素,提出了改进措施.通过不断优化、确保了轧机调整精度,提高了轧制稳定性,减少了因板形异常导致废钢事故的发生,保证带钢生产顺利进行.