温度对整辊内嵌式板形检测辊过盈配合的影响

 在用整辊内嵌式板形检测辊检测可逆冷轧生产过程中带钢的在线板形状况时,板形检测辊的热变形影响辊体内孔面与传感器顶部间过盈配合面的接触状况,引起板形检测信号的间断消失。以整辊内嵌式板形检测辊为研究对象,应用有限元技术对冷轧可逆轧制各道次中检测辊辊体内孔面与骨架顶部过盈配合面各节点副的温度差值、径向相对位移进行模拟分析,获取温度差值对各节点副相对位移和传感器预压力的影响规律。分析结果表明,第3道次各节点副的温度差值最大,大部分节点副的径向相对位移超过配合过盈量,使得传感器预压力接近零,严重影响带钢作用在辊体表面的压力传递,容易造成板形检测信号的中断。     

整辊式板形仪波形演变机理

在整辊式板形仪试验调试和工业应用中发现，大包角和大张力的情况下，板形辊内部传感器会输出明显区别于常规单峰波形信号的双峰波形信号。板形辊变包角安装时，存在着单峰波形向双峰波形过渡的情况，甚至在不同检测通道中，存在单、双峰波形共存的现象。由于双峰波形从形式上明显不同于单峰波形，如果按照常规单峰信号处理方式处理这种波形信号会产生明显板形检测误差。为了研究波形演变的原因和规律，设计了四辊变张力、变包角计算模型，并将其应用于有限元仿真计算。结果显示，大张力和大包角是板形仪输出信号中产生双峰波形的主要影响因素。在特定张力的条件下，单峰波形会随着包角的增大而逐渐演变为双峰波形；在特定包角条件下，单峰波形又会随着张力的增大而逐渐演变为双峰波形。为了进一步研究波形演变机理，在20°、30°和40°包角下，分别固定施加在板形辊单通道上的张力进行仿真计算，提取了传感器安装孔顶和两侧面的位移变化，得到了波形关键位置对应带材与辊体相对位置的传感器顶面位移变化。分析发现，传感器安装孔轮廓在大张力、大包角下会产生不规则的微变形，使得传感器受力状态和位移趋势发生改变，从而产生单、双峰波形信号演变的现象。通过搭建试验平...     

冷轧带钢板形测控技术的发展状况和关键问题

 冷轧带钢属于高端精品钢材,板形在线检测与控制是冷轧带钢的高端核心关键技术。自主创新研制板形测控系统是实现中国钢铁工业发展升级、建设钢铁强国的重大需求。目前,板形测控技术市场国外占据优势,国产系统正在代替进口,扩大应用规模,推进技术完善。研制先进的板形测控系统需要解决的关键技术有高精度高质量的板形仪、功能完备强大的控制手段和方法、高精度高速度的数学模型。板形仪主要有接触式和非接触式两大类,接触式板形仪通过测量带钢张力的横向分布反映板形,非接触式板形仪通过测量带钢浪形反映板形。接触式板形仪可靠耐用精度高,应用广泛,发展趋势为整辊式板形检测辊、无线式信号传输装置、板形数据的精确处理。板形控制数学模型的主要类型,按建模的原理和方法可分为机理模型和智能模型;按模型的性质和作用可分为分析模型和控制模型;按板形的表示方法可分为多点控制模型和分量控制模型。板形控制模型的发展趋势为机理与智能协同建模、动态模拟预报和动态解耦控制、多种手段和方法的协同优化。进一步提高板形测控技术水平需要突破3项关键问题,即整辊式板形仪通道耦合与解耦的机理模型、板形控制的动态模拟和动态解耦模型、板形控制的高精度智能建模方法。     

整辊镶块智能型冷轧带钢板形仪的研制与工业应用

 为提高冷轧带钢板形检测精度,研制出一种新型的冷轧带钢板形仪——整辊镶块智能型板形仪。该板形仪提出与国际上流行的分段式检测辊不同的结构形式,研制了整辊镶块式检测辊,以避免传统检测辊辊片之间由于热膨胀不同对带钢表面造成的划伤;提出与国际上流行的干式集流环不同的信号集流传输方式,研制了喷淋湿式集流环,以提高检测精度和使用寿命;提出与国际上流行的采集卡形式不同的信号处理方式,研制了嵌入式DSP板形信号处理硬件系统,以提高检测精度和抗干扰能力;研发了具有误差补偿、模式识别、目标板形制定和闭环控制计算功能的板形信号处理软件系统,以实现板形仪的智能化。该板形仪经在鞍钢1250mm冷轧机上实际工业考验证明,测量信号稳定可靠,而且实现了板形闭环控制。     

冷轧带材整辊式板形仪通道耦合与解耦

 板形检测是提高板形质量的基础和关键。为保证带材表面不被划伤,整辊式板形仪应运而生。由于结构的特殊性,整辊式板形仪在某一通道受压力时不仅会对本通道信号产生作用,还会对邻近通道信号产生显著干扰,引起检测误差,因此需要对其进行解耦处理。为解决这一问题,首先通过力学分析提出了通道耦合的概念和影响矩阵模型,然后通过标定试验获得影响矩阵的数值,最终通过解耦方程消除通道间的相互干扰。仿真试验和工业应用证明,提出的理论和方法可有效提高板形检测和控制精度。     

冷轧板形测控系统基础实验研究

介绍了气动板形检测辊的工作原理,提出了光纤传感器定位方法实现对检测辊圆周误差的鉴相补偿,完成了检测辊的动态标定,并得出其特性曲线.运用欧式距离的择近原则对板形模式进行分类,建立了板形模糊模式识别方法.利用虚拟仪器Labview技术开发了板形测控系统软件,该系统具有良好的图形交互界面和实时测试及控制功能,为研制高性能的板形闭环控制提供了理论和实践基础.通过气动板形仪在不同弯辊力和轧制力作用下在线测试300 mm可逆冷轧机带材张力信号,得出现场实测数据,并结合轧制经验得出弯辊力和轧制力对板形的影响冈子,最终实现板彤闭环控制.     

冷轧带钢板形测控前沿技术的创新方略

板形在线检测与闭环控制，是生产高级精品冷轧带钢的必然要求。自主创新板形测控技术，是实现中国钢铁工业发展升级、建设钢铁强国的重大需求。在简要介绍冷轧带钢板形测控技术的基本情况、发展方向和存在问题的基础上，系统阐述了推进技术创新发展的战略构想。主要研究内容包括5个方面，板形检测通道耦合与信号解耦的原理和模型，板形调控的动态模拟和动态解耦模型，板形调控的深度智能建模，板形测控系统的计算仿真和数字孪生，板形测控系统的试验研究。需要解决的关键科学技术问题有4个，板形仪通道耦合原理和解耦方法，板形调控的动态建模和解耦方法，板形调控的深度智能建模方法，板形测控的数字孪生方法。创新目标是建立板形检测信号解耦和板形控制动态智能的方法与模型，研制国际先进的高精度板形测控信息物理系统(CPS),突破提升板形测控理论和技术水平。研究方案以国产板形测控系统应用于六辊轧机为对象，采用理论分析、建模仿真、试验研究、机器学习等方法，首先分别研究板形检测解耦、轧辊整体调整、轧辊局部调整等3个子系统，然后进行集成，通过整体系统的计算仿真和数字孪生、实验室研究和工业试验，不断改进提高。旨在促进板形测控技术的深入研究，提高钢...     

边部覆盖率板形测量值计算模型

在板形测量系统中,板形辊边部传感器受力状态与覆盖率大小有直接关系。为了得到准确的板形测量值,通过研究接触式BFI板形辊的板形检测原理,分析了边部传感器在带钢张力作用下的受力状态,推导出了边部覆盖率数学模型,并成功应用于1450连轧机上。研究结果表明,该模型用于BFI板形仪板形测量系统中,实现了边部板形精确测量。     

分段辊测张式板形仪性能及发展趋势研究

分段辊测张式板形仪是目前应用广泛、测量精度较高的一种在线带材平直度检测设备.为更好地深入研究此种板形仪的相关技术,以几种应用最广和创新型分段辊测张式板形仪为例,说明影响分段辊测张式板形仪性能的主要因素有检测元件检测精度及承载能力、轧材表面质量等,并进行了具体分析.指出要保证和提高板形仪性能,就要考虑提高检测精度、表面热处理、新材料、信号传输等与之密切相关的各项技术,并在此基础上讨论了分段辊测张式板形仪的发展趋势.     

UCM轧机转向辊控制模型与应用

 在板形测量系统中,板形辊边部传感器受力状态与转向辊受力弯曲有直接关系。为了得到准确的板形测量值,通过研究ABB板形辊的板形检测原理,分析了边部传感器在带钢张力作用下的受力状态,给出了转向辊受力弯曲的数学模型,并成功应用于1450冷连轧机上。研究结果表明,该模型用于ABB板形辊板形测量系统中,实现了板形精确测量。     

Deflection Compensation Model for Flatness Measuring Roll

 In flatness of measurement system, the flatness roll deflection will have the disturbance to the flatness measuring signal. The flatness roller's stress is analyzed and the flatness roll deflection model is obtained by using the influence function method in this paper. The model is computed and gets the corresponding compensating curve. The results indicated that the compensated scheduled flatness is preferably accordant with the online rolling flatness, so the strip with good flatness can be obtained after the compensation     

Research and Application of Dynamic Substitution Control of Actuators in Flatness Control of Cold Rolling Mill

The work roll bending control has a strong ability to eliminate the symmetrical flatness defects of strip. However, if the incoming strip is coming with severe symmetrical flatness defects, it happens that the position limit of work roll bending is prone to be reached or exceeded during the execution of the displacement, resulting in the residual symmetrical flatness defects without further elimination, as well as a limited flatness control process. Abilities of work roll bending and intermediate roll bending / shifting for flatness control have been analyzed based on the actuator efficiencies for the purpose of solving the problem of work roll bending control reaching threshold. Meanwhile, a self‐learning determination model of actuator efficiency factors, which can be utilized to determine the actuator efficiency factors online accurately, was developed from the measurement data extracted from the rolling mill. Models of intermediate roll bending and intermediate roll shifting substitution control in case of work roll bending control over‐limitation have been developed, in accordance with the practical conditions and the degree of work roll bending over‐limitation. Applications show that the substitution control can play an important role in the residual symmetrical flatness deviation control, which should have been removed completely by the work roll bending control.     

Roll Subsectional Cooling Adaptive Fuzzy Control Based on Fuzzy Model Inversion

 Flatness is an important equality indicator of strip rolling and roll sub-sectional cooling is an important method for flatness control, especially for high order flatness component control. It is very hard to build the mathematic model of roll sub-sectional cooling because of its characteristics of nonlinearity, hysteresis quality and strong coupling etc. In order to improve the control effect of roll sub-sectional cooling control model, the roll sub-sectional cooling adaptive fuzzy control model based on fuzzy model inversion is built according to the separation principle of fuzzy form on the basis of the conventional fuzzy control model, where the parameters of the fuzzy controller can be dynamically regulated according to the change of rolling conditions. Simulation experiment results of the model indicate that the proposed roll sub-sectional cooling adaptive fuzzy control model based on fuzzy model inversion has high control precision and rapid response speed with strong self-learning and anti-interference capacity and a new method is provided for high-precision flatness control.     

冷轧带材板形辊传动方案设计

 板形在线测控是提高冷轧带材板形质量的关键措施。不同轧机的板形检测辊结构和尺寸差别较大,传动方案有被动与主动两种。不合理的传动方案可能导致带材与检测辊之间发生打滑,划伤带材。为解决上述问题,首先阐述了主、被动方案的整体选择依据。然后提出了打滑安全系数的概念,分析了引起打滑的主要因素,并将打滑安全系数作为新增板形仪传动方案的选择依据。针对被动方案,提出了提高打滑安全系数的具体措施,针对主动方案,建立了具体的电机选型理论。最后通过两套工业应用的板形检测辊,分别对主、被动方案进行了验证。     

1850mm冷轧机板形测量与控制系统分析

对AsEA压磁式测量辊测量张应力分布的基本原理、结构、信号处理过程和板形控制原理、程序结构及控制算法作出了较为详细的分析.     

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.