宽带钢热连轧机组均压支承辊辊形开发与应用

 CVC工作辊辊形自发明以来在全球150多条热连轧生产线上得到应用,以控制带钢的板形。实际应用中,与CVC工作辊配对使用的支承辊无论采用平辊还是CVC辊形均存在非均匀磨损甚至轧辊剥落失效的问题,主要原因是CVC支承辊辊形和平支承辊与CVC工作辊配置时存在接触压力集中。为了解决此问题,设计并应用了一种均压支承辊辊形与CVC工作辊配置使用。此辊形是变接触支承辊辊形（VCR）与CVC支承辊辊形的组合,具有变接触辊形的优点,同时又能更好地与CVC工作辊配置使用。均压支承辊辊形应用后,改善了CVC工作辊与支承辊辊间接触状态,解决了轧辊剥落问题,并改善了带钢凸度质量。     

Development of Mathematical Model for Control Wear in Backup Roll for Hot Strip Mill

The precision of strip flatness depends on several factors; wear of rolls is one of the main variables that have influence on the surface quality of the strip. The wear of the roils represents a complex friction condition, sometimes the wear in the backup roll is not analyzed because the strip is not in contact with the backup roll; however, after several campaigns of rolling, the wear in the backup roll becomes dangerous because the pressure distribution is not uniform. Investigation of mechanism of the surface deterioration of the backup roll for the hot strip rolling is very important for the development of the automatic strip shape control system used in hot strip mills. A mathematical model is developed considering the Hertzian pressure distribution between two cylinders with parallel axes. It is used in real time for calculating the wear in the backup roll and in this manner take deci- sions for preventing finished product reworking or damage of equipments, which result in accidents caused by excessive wear in the backup rolls.     

宽带钢热连轧支承辊磨损模型研究

在实测热连轧支承辊磨损辊形的基础上,采用分割法,沿支持辊轴向把辊身分成均匀的等分,建立了热连轧支承辊磨损辊形数学模型,该模型根据带钢的轧制工艺参数可以及时地计算出支承辊在线磨损辊形.从与现场收集的支承辊磨损辊形数据的对比中可以得出,该模型对支承辊的预报磨损辊形与实际磨损辊形很接近,具有较高的实用性.     

热轧工作辊变行程窜辊策略

推导出工作辊磨损特征参数与窜辊策略参数的定量关系表达式,从理论上研究各种窜辊策略参数对工作辊磨损特征参数的影响,并分析工作辊不同磨损量时窜辊对承载辊缝的影响.在此基础上,制定窜辊策略参数的选取原则,并提出了热轧常规曲线工作辊变行程窜辊策略,此策略在国内多个热连轧生产线上得到运用.     

1 250 mm热连轧工作辊磨损控制策略

 国内大量的1 250 mm热轧机精轧机组普遍使用带有负凸度的凹形工作辊,由于轧机辊形配置及轧制工艺特点,工作辊出现严重“猫耳”型磨损,造成轧制带钢断面出现局部高点现象。为改善1 250 mm热连轧工作辊的磨损,提升带钢板形质量,提出了一种适用于1 250 mm热连轧工作辊磨损的控制策略,在保证板带稳定轧制的同时,通过轧辊辊形和工作辊窜辊策略优化来控制工作辊的磨损。本策略已应用于德龙钢铁有限公司轧钢厂,工业试验表明,该策略可减小工作辊磨损量,使轧辊磨损更加均匀,增加弯辊力调控能力,并使工作辊单位周期轧制带钢长度延长40%,对1 250 mm热连轧产线工作辊磨损控制具有研究价值和推广前景。     

Three-Dimensional Model for Strip Hot Rolling

Steel stripis widely usedin many fields such asautomobile ,building,transportation and householdappliance ,etc·. Withthei mprovement in productiv-ity and automation of strip processing,the require-ments for crown and flatness of strip have been in-creasingly severe ,and“crown free”steel strips arerequired for some special applications such as for au-tomobile parts andtinplate cans .In order toi mprovethe strip quality , an effective three-di mensionalmodel is needful to further study on the…     

宽带钢热连轧机自由规程轧制的板形控制技术

针对无取向硅钢连续自由编排\     

LVC工作辊综合辊形预测模型和应用

 在热轧带钢板形在线控制模型中,综合辊形的计算精度直接影响板形控制模型设定的准确性。建立了LVC工作辊初始辊形、热辊形和磨损辊形的计算模型,并在此基础上建立了综合辊形的等效模型和特征参数。该综合辊形等效模型已成功应用于鞍钢2150 mm热连轧在线板形控制模型中。生产数据表明,采用该模型后板形设定模型计算出的弯辊力和窜辊量能够自动适应轧制规格、轧辊磨损和热胀的变化,带钢头部凸度和平坦度的命中率均达到95%以上。     

SmartCrown冷连轧机板形控制新技术改进研究与应用

SmartCrown板形控制新技术在宽带钢冷连轧机首次工业应用中存在SmartCrown工作辊窜辊行程利用不充分、工作辊磨损严重且不均匀等问题.采用ANSYS有限元建立辊系三维有限元模型,分析了辊间压力对磨损辊形的影响.在解析掌握1 700冷连轧机引进的SmartCrown辊形基础上,研究开发出了改进的SmartCrown plus新辊形,经过现场工业试验研究,SmartCrown plus工作辊取得磨削量小,且磨损更均匀化,其辊形自保持性良好的明显效果,现已成功投入1 700大型工业轧机实际应用.     

热轧精轧机组工作辊磨损分析及预报

分析了热轧精轧机组工作辊的磨损机理；在大量实测的基础上，综合考虑影响轧辊磨损的几个主要因素，得出简单实用的磨损预报模型；仿真计算结果表明，该模型具有较高的预报精度，可用于在线板形控制模型。     

宽带钢热连轧机板形控制系统的开发

轧同型选择配置、支持辊及工作辊型的配置与设计、弯辊／窜辊工艺制度的设定以及控制模型的建立,是决定宽带钢热连同板形控制系统工作性能和析质量的要素。武钢１７００热 轧机进行了“ＶＣＲ变接触支持辊”和“ＡＳＲ非对称自补偿工作辊”的自主开发和生产应用,在提高板形质量、增强薄规格品种轧帛么及有效改善支持辊磨损性能、防止辊面剥落等方面均取得了明显实绩 。     

基于多目标满意优化的热轧非对称工作辊设计

热轧非对称工作辊可兼顾板形控制和自由规程轧制,其关键参数通常采用经验设计法,缺乏相应的依据.本文提出了热轧非对称工作辊关键参数的理论设计方法.由于设计过程中无法精确给定已知条件,因此把多目标满意优化引入到非对称工作辊的参数设计中,建立了综合满意度目标函数,并用模拟退火遗传算法进行满意度最优值求解.采用满意解代替最优解,使得辊形参数的优化设计结果更具科学性.在某热连轧生产线上的实际应用表明,优化设计的辊形在板形控制和自由规程轧制方面均取得了理想的效果.     

Development and Experimental Evaluation of Strip Shape Prediction Model for Sendzimir Rolling Mills

It is difficult to obtain the desired strip shape using Sendzimir rolling mills because small diameter work rolls can be easily deformed by the rolling force. To control the strip shape effectively, it is important to understand the relationship between the behavior of the shape actuator and the variation of the strip shape. A numerical model based on the contact element method was proposed for the prediction of strip shape. In this numerical model, the relationships between the actuating forces, the roll deflections, the thickness profiles of the entry and exit sides, and the strip shape were considered. The proposed numerical model for strip shape prediction was evaluated by computer simulation and experiment with respect to various AS-U roll and first intermediate roll positions.     

1700热连轧机CVC轧辊的磨损

 研究了国内某厂1700热连轧机CVC轧辊磨损模型,分析了影响轧辊磨损的各种因素。确定了模型中主要系数数值,编制离线仿真程序,计算某一换辊周期CVC工作辊磨损,得到轧制带钢长度与工作辊中心磨损的关系及CVC轧辊磨损曲线。计算结果表明,轧制带钢长度是影响轧辊中心磨损量的一个重要因素;CVC轧辊磨损规律与普通轧辊相同,轧辊磨损对其辊形影响不大。将计算得到的CVC轧辊磨损曲线与采用高精度磨床测量得到的实际磨损曲线比较,两者吻合较好,表明此轧辊磨损计算模型具有较高的计算精度,可用于轧辊磨损在线预报。     

马钢CSP热轧PFC板形模型的分析与应用

利用有限元分析软件ANSYS对轧机承载辊缝变形的仿真,分析轧机轧制力、弯辊力及工作辊窜辊对承载辊缝的凸度影响程度,结合现场机架间带钢的浪形,优化二级板形模型设定参数,实现轧机稳定轧制。实践证明,人工修正轧机负荷分配以及CVC轧辊位置,可更好地控制前机架比例凸度,满足后机架间平直度目标的要求,从而提高板凸度的命中率及轧机轧制的稳定性。     

基于Copula函数的热轧支持辊健康状态预测模型

热轧支持辊的健康状态在带钢板形质量和轧制稳定性控制中起着关键作用,非线性、强耦合、少样本等特点使得热轧支持辊健康状态的预测复杂,目前各大钢厂仍以定期维护和事后维修为主。本文提出了一种支持辊虚拟健康指数的构建方法以及基于Copula函数的复杂工况健康状态预测模型。首先结合支持辊弯窜辊数据表征支持辊健康状态,再使用K-means聚类方法对支持辊工况进行划分,将各工况下过程数据分别构建Copula预测模型,最后根据实际轧制计划的排布顺序融合各工况模型的预测结果。提出的基于Copula函数的预测模型在某钢厂1780热连轧产线得到应用,结果表明,该模型能够准确有效的按照轧制计划实现支持辊的健康状态预测,以更科学的策略指导支持辊更换维护。      

热带钢轧机板形综合控制技术开发

为了改善热带钢轧机的板形控制性能、提高产品的板形质量、降低生产消耗,针对工作辊可轴向窜动的热带钢轧机,在大量有限元模拟基础上开发了特殊的工作辊辊形技术和支持辊辊形技术及相应的板形控制模型,包括过程控制系统(L2级)的板形设定控制模型和基础自动化系统(L1级)的弯辊力前馈控制模型、凸度反馈控制模型及平坦度反馈控制模型.在经历离线模型建立、在线编程和调试等诸多复杂过程后,辊形技术及板形控制模型在工业宽带钢热轧机上进行了长期、稳定的应用.生产实践表明,采用这些板形控制技术后,凸度偏差控制在±18μm的比例超过93%,平坦度偏差控制在±25IU的比例超过94%,同时实现了自由规程轧制.     

热连轧精轧高速钢轧辊重复上机初始辊形预报

针对热连轧精轧高速钢轧辊重复上机时存在残留磨损辊形和残留热辊形影响初始辊形的问题,分析了残留磨损辊形和残留热辊形对板形控制精度的影响及难点,得出轧辊温度场是高速钢轧辊重复上机初始热辊形最佳表征方式的结论,提出高速钢轧辊下机后空冷过程温度场建模思路,并建立轧辊空冷过程温度场计算模型。在此基础上,基于热连轧生产线二级系统框架,研究形成了高速钢轧辊重复上机初始辊形预报技术设计方案,并在首钢京唐公司1 580 mm热连轧生产线应用。应用结果表明,该技术对实现热连轧精轧高速钢轧辊更高效应用和提高板形控制精度有显著效果。     

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。     

CVC工作辊非对称磨损分析与预报模型建立

 CVC辊形以其较强的凸度控制能力在热连轧中有着广泛的应用,但是CVC辊形不具有均匀磨损的能力,其磨损往往比较严重,且呈现出非对称性。针对该特点提出CVC工作辊非对称磨损的表征方法,利用该方法对某1 800 mm CSP生产线下游机架CVC工作辊非对称磨损情况进行分析。统计结果表明,下游机架工作辊磨损多为非对称形式,并与CVC辊形呈现出一定的对应性。在此基础上,提出辊径对整体磨损影响系数及辊径对轧制力影响系数2个新的磨损模型参数,并建立针对CVC轧辊的非对称磨损预报模型,利用遗传算法对模型参数进行优化,并利用实测数据进行验证,改进后磨损模型精度比常规磨损模型精度平均提高了约35%。