基于调控效应的冷轧工作辊精细冷却控制研究

针对铝带冷轧过程中易出现四次板形缺陷问题,研究了基于调控效应的残余四次板形偏差多分段协同冷却控制方法。给出了与四次板形偏差对应的热辊型调节曲线方程,建立了基于调控效应的轧辊热辊型计算方程以及精细冷却液流量调节量计算方程。建立了轧辊温度场有限元仿真模型,计算了轧辊精细冷却调控效应系数矩阵,分析了精细冷却热辊型与冷却液流量变化的关系,获得了针对残余四次板形偏差的冷却液流量分布规律。研究表明精细分段冷却适合慢时变的板形扰动因素,研究所获得的冷却液流量分布规律为残余四次板形偏差的多分段协同冷却控制提供了基础。     

UCM可逆式轧机板形设定模型的建立

为了提高板形控制精度和自动化程度,结合我国某厂UCM可逆轧机生产实际情况,基于轧辊弹性变形原理建立了影响函数法工作辊弯辊力寻优机制.根据不同带钢宽度、变形抗力、入口厚度、压下率和入口凸度以及轧辊半径计算与目标出口凸度对应的最佳弯辊力,将计算结果进行逐步回归分析,建立了板形设定模型,该模型计算值与影响函数法计算值之差在±20kN内.     

基于广义极值分布的带钢板形统计模型研究

针对冷轧带钢板形统计存在误差的问题,基于广义极值分布理论,采用拟合优度检验方法,建立了板形分档定级统计模型。对在线检测的板形数据进行拟合优度检验,然后选用合适的统计函数对带钢的板形进行统计,得到带钢的质量等级。对比传统的板形统计方法,该模型以某1050六辊可逆式冷轧机在线检测板形数据为研究对象,对其进行实时统计。结果表明,板形分档定级统计模型统计误差小,计算速度快,可在线实时显示板形统计结果,给带钢板形在线调控提供了准确的统计数据,从而提高了带钢的质量等级。     

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。     

DSR平整机板形控制能力分析

由于板带材是钢铁行业的主干产品,板形控制是板带轧机的关键技术,平整是提高板形精度的重要手段,平整机的板形控制能力直接影响到成品板带材的板形质量。利用建立的理论模型对DSR平整机各板形控制机构的板形调控功效进行了研究。计算了不同宽度下弯辊力及各压块力的板形调控功效曲线,为DSR技术的在线控制和设定提供了理论依据。     

四辊CVC轧机轧辊弹性变形分析

为进一步分析轧辊弹性变形对板形的影响,介绍了轧辊弹性变形影响函数解析方法,采用C语言编写了轧辊弹性变形解析软件,对四辊CVC冷轧机轧辊的弹性变形进行了模拟计算,结果表明,工作辊与支撑辊的挠曲均呈不对称的“V”形分布,辊间压扁量与辊间压力均呈“S”形分布.整个调控范围内支撑辊挠曲和工作辊与轧件间的压扁量变化较小,工作辊挠...     

四辊轧机弹性变形解析模型的研究

在四辊轧机的轧制过程中,辊系的弹性变形、轧制压力分布等都很复杂,现有的辊缝形状解析模型一般都计算繁琐,不能直接应用于板凸度的在线控制。针对轧制过程中轧辊的弹性变形和轧辊与轧件间的相互作用,通过对四辊轧机辊系变形和具体的受力状况分析,从理论上详细推导了直观的辊缝形状函数,明确了其与相关因素的对应关系。同时,为了验证模型的准确性,采用该模型对某“1 4”铝热连轧机的精轧末机架的出口板凸度进行了理论计算,并与在线所测得数据进行比较,其计算结果表明计算精度高,误差在15%以内。因此,该模型具有重要的理论意义和实用价值,为板形的预报和控制提供基础。     

小波神经网络在冷连轧板形控制中的应用

由于受轧机自身特性变化等复杂因素影响,调控机构的影响系数不适合用恒定的常量来描述.将小波神经网络应用到影响系数的自学习过程,对预设定的影响系数值进行在线修正.介绍了冷连轧板形调控机构影响系数自学习的神经网络结构设计,结合目标能量函数的最小化,对影响系数自学习算法进行分析.结合生产现场的实际板形数据,采用Visual C++/MATLAB对控制算法的作用效果进行仿真.仿真结果表明,自学习算法对板形控制起到了预想的效果,具备现场在线运行的可行性.     

2 230 mm冷连轧机板形控制性能仿真分析

以2 230 mm六辊CVC冷连轧机为研究对象,在ABAQUS有限元软件平台上建立了六辊CVC轧机辊系变形三维非线性仿真模型。通过数值模拟,分析了弯辊和轧辊轴向横移综合调控下承载辊缝凸度调节域的变化规律。同时,分析了2 230 mm冷连轧机弯辊力、轧辊轴向横移位置以及轧制力等工艺参数对板形调控性能的影响,为板形在线控制调节和辊型曲线优化设计提供了理论依据和应用参考。     

冷连轧过程工作辊辊间接触模型研究

辊间接触对高速冷连轧过程有重要影响。针对1 750 mm冷连轧机组的设备与带钢轧制的工艺特点,通过对UCM轧机辊系的受力分析,采用离散化处理方法和影响函数法,建立了辊系弹性变形影响函数模型、轧辊压扁影响函数模型,并给出了辊系变形的基本物理方程,基于接触力学,最终提出了冷连轧过程中工作辊辊间接触判定准则,为精确计算工作辊间的压力分布提供了理论依据。同时,研究了工作辊辊间接触对单位宽度轧制力分布、工作辊与中间辊辊间单位压力分布、工作辊弯曲挠度和压扁量分布以及成品带钢横向厚度分布的影响。实践证明,建立的辊间接触和辊系变形计算模型具有较高的计算精度,能充分反映轧后带钢的横向厚度分布和板形分布规律,适合于工业生产实践。     

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。     

CVC技术在现代冷轧机中的控制策略和手段

介绍CVC6-HS6辊冷轧机的控制策略和手段，CVC技术的原理、执行机构，板形控制手段，轧制油、弯辊的新技术，中间辊窜动作用。     

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。     

四辊平整机板形前馈模型的研究与应用

以某冷轧平整机为研究对象,在对其轧制过程进行分析的基础上,开发出一种板形前馈模型,即以轧制力变化为依据,根据其变化量编制模型,嵌入至PLC程序中,从而达到随着轧制力变化,弯辊力自动变化的目的,进而对控制板形起到积极的作用。实践表明,前馈功能能够有效避免由于轧制力的剧烈变化而出现的板形不良。     

冷轧机板形辊包角计算方法

接触式板形辊是目前冷轧生产线中常用的板形测量仪器。分析了冷轧生产线中影响板形辊包角的几个重要因素,针对冷轧生产线的要求和特点,给出了符合实际生产要求的高精度的冷轧机板形辊包角计算方法。实践表明,该方法精度高、实时性好、投资少、适用性强。     

1 700 mm平整机薄规格带钢板形缺陷控制研究与应用

为提高某厂1 700 mm罩退平整机板形控制能力,改善薄规格带钢的板形控制质量,以平整机辊型配置优化为基础,对平整轧制力、弯辊力、张力、延伸率等工艺参数进行了优化,并优化了罩退机组对上游产线的板形控制要求,在酸轧采用统一的双边浪板形目标曲线,形成了一整套针对薄规格带钢的板形控制工艺技术,并在生产中得到稳定应用。宽规格带钢板形一检不合格率由11.47%降至1.24%以内,中间规格带钢板形一检不合格率由4.91%降至0.74%以内,窄规格带钢局部浪一检不合格率由95.5%降至8.4%,支撑辊辊型不均匀磨损得到改善,服役吨位提高了30%。     

1 250 mm五机架六辊冷连轧工艺控制系统核心技术

简要介绍了自主设计制造、具有完全自主知识产权的1 250 mm五机架六辊冷连轧产线工艺及设备特点。重点阐述了冷连轧工艺控制系统的硬件配置、软件架构及核心技术。采用基于简易有限元的轧制力模型及基于成本函数的多目标负荷分配模型，实现了高精度的轧制规程计算。开发了原料板快速启车技术与板形多变量综合最优控制技术，实现了冷轧产品的尺寸精准控制。现场实际应用效果表明，机组稳定运行率达到99.8%以上，不同规格的产品厚度控制精度均达到±0.8%以内，板形控制精度均达到5I以内。     

1 250 mm五机架六辊冷连轧工艺控制系统核心技术

简要介绍了自主设计制造、具有完全自主知识产权的1 250 mm五机架六辊冷连轧产线工艺及设备特点。重点阐述了冷连轧工艺控制系统的硬件配置、软件架构及核心技术。采用基于简易有限元的轧制力模型及基于成本函数的多目标负荷分配模型，实现了高精度的轧制规程计算。开发了原料板快速启车技术与板形多变量综合最优控制技术，实现了冷轧产品的尺寸精准控制。现场实际应用效果表明，机组稳定运行率达到99.8%以上，不同规格的产品厚度控制精度均达到±0.8%以内，板形控制精度均达到5I以内。     

基于弹塑性有限元的板形控制机理研究现状与展望

带钢冷连轧过程中的板形控制问题因具有多变量、多控制回路、非线性和强耦合等特征，是工业控制领域最为复杂的控制过程之一。精准的板形预测模型是提高板形控制水平的重要保证。当前，弹塑性有限元法能够耦合分析轧制过程中带钢的弹塑性变形、轧后的残余应力以及轧辊的弹性挠曲、弹性压扁，因此在带钢轧制领域有很广泛的应用。介绍了现代板形控制系统的工作原理，以及当前弹塑性有限元法关于板形控制问题分析的研究进展。同时，采用显式动态有限元建立了六辊UCM轧机的三维数值仿真模型，研究了不同板形调节机构对带钢板形的调控特性及其最优调节量，并采用实际轧制试验对模型进行了验证。结合带钢保持良好板形的几何条件，利用所建立的UCM轧机模型，分析了中间辊轴向横移、工作辊与中间辊弯辊对带钢横截面形状、凸度、边降及平直度的影响。最后，对有限元法应用于分析板形控制问题的方向进行了展望。