带钢冷连轧材料变形抗力模型研究

针对冷连轧轧制过程的特点,变形程度是影响变形抗力的一个重要因素。建立了变形抗力的机理模型,并将理论模型与实际数据相结合。采用某钢厂生产的低碳钢08AlA稳定轧制时的现场实测数据,利用最小二乘逐次回归变形抗力模型中的各个参变量,并选用不同的方法来获得摩擦系数,选出与实际生产数据相吻合的最佳模型。将回归出的不同变形抗力模型,分别代入轧制力迭代公式进行计算,通过比较与实测轧制力的误差,选出最优的形抗力模型应用于实际生产中轧制力和前滑的预设定。     

冷连轧轧制力计算模型及改进方案

过程控制系统要求数学模型能正确反映规律性,运算简单,并且有较高的预报精度。轧制力计算模型是过程控制数学模型的核心,轧制力的计算精度直接影响到板形与板厚控制的精度。为了提高轧制力计算的精度,通过对冷轧轧制力特点的分析和计算模型的研究,我们在现有Hill公式的基础上,考虑张力对计算冷轧带钢轧制力的影响并借助于自学习计算功能,通过添加张力影响因子和模型自学习系数对Hill公式进行了改进,在保证轧制力预报精度的同时实现轧制力的在线计算。实际数据测试结果表明轧制力在线计算模型的预报精度误差在±5%以内。     

带钢冷连轧厚头轧制过程控制应用研究

对鞍钢1450 mm冷连轧机的厚头轧制过程进行了研究,并开发出相应的控制模型。应用生产数据表明,此带钢冷连轧厚头轧制过程控制方法有效地解决了极限厚度带钢的穿带起车和头尾超差严重的问题。     

冷连轧带钢轧制节奏计算和仿真系统研究

冷连轧计算机控制系统是冷轧生产中的重要组成部分,设定值计算又是控制系统的核心内容,为此,对冷轧计算机控制系统中的力度参数设定值预计算部分进行了仿真,并根据仿真结果对带钢轧制节奏问题进行了研究,根据工艺推导出轧制节奏中最大轧制速度的模型计算方法,并就业模型进行了仿真,结果表明,仿真系统的计算完全符合现场带钢实际运行状况。     

基于实测值置信度的冷连轧轧制力模型自适应

 采用数值积分方法建立了冷连轧在线轧制力模型,确定了轧制力模型自适应的执行条件和计算流程。针对轧制力模型自适应指数平滑算法中难以用固定增益系数适应轧制状况变化的问题,提出了一种根据实测数据动态调整增益系数的方法,建立了增益系数与测量值等效置信度之间的数学关系式。该轧制力模型自适应算法已应用在某1450mm 5机架冷连轧机组上,通过比较自适应前后的计算值与实测值的均方差可知,采用模型自适应后,轧制力模型的计算精度显著提高。     

冷连轧过程控制轧制力模型综合参数自适应

轧制力模型是冷连轧过程控制系统的基本模型,影响其预报精度的主要因素是材料的变形抗力和摩擦因数.本文采用参数自适应方法来提高轧制力的预报精度.在对轧制力模型进行自适应过程中,将材料的变形抗力作为轧制过程模型的整体属性,各机架根据累计变形程度确定各自的变形抗力.在此基础上,将摩擦因数看成是各机架的单体属性,各机架取不同的模型参数.实践证明,这种综合考虑变形抗力和摩擦因数的参数自适应方法可以对二个参数同时进行修正,能有效提高轧制力模型的预报精度.     

基于大数据平台的冷连轧轧制力自学习模型优化

针对神经网络算法不能满足多品种轧制模式下提升轧制力模型精度要求的现状,以某厂工业大数据平台为基础,在完成多源异构实时数据采集、时空变换,形成以物料为中心的数据集合后,将大数据分析的思路和方法应用于提高冷连轧轧制力模型精度上。在多品种轧制模式下,以数据统计方法计算轧制力修正系数,将修正系数投入某大型钢铁企业现场使用。通过收集修正系数投入应用的实际轧制力数据对比分析,结果表明,该方法可有效提升冷连轧轧制力模型精度。     

采用混合摩擦模型预报冷轧薄板轧制力

作采用包括粘着摩擦和滑动摩擦在内的混合摩擦模型,研究了冷轧薄板轧制力预报问题,建立了轧制力预报新模型。用新模型对实际生产数据进行了计算,并将理论预报值与实测值和ＭＤＳｔｏｎｅ公式计算结果进行对比,验证了新模型的正确性。     

不锈钢冷连轧轧制力显函数模型的开发与应用

针对不锈钢冷连轧生产工艺,提出动态变形抗力概念,利用四辊可逆冷轧机和Inston高速拉伸实验机进行轧制-拉伸实验,在MMS-200热模拟实验机上测定不锈钢的应力-应变曲线,建立不锈钢动态变形抗力模型。在Hill方程的基础上建立了轧制力显函数模型,并通过变形抗力和摩擦因数的逆向回归计算实现模型的在线自学习。提出了适合轧制力模型的可信度评估方法,引入Theil不等式系数法,依据TIC值定性分析了模型的适用性。最终确立了适合于冷连轧生产的精确的轧制力显函数模型,并将其应用到生产实践中。统计结果表明：冷连轧过程中轧制力的模型计算值与实测值的相对误差小于3.67%,该模型具有良好的计算精度和较好的泛化能力,适合于工业生产实践。     

冷轧带钢轧制力高精度快速仿真模型的研究

采用微分单元法，考虑了轧辊和轧件的弹性变形，导出了冷轧生产中的轧制压力模型，避免了复杂的微分方程求解。同时采用有限元法对经典轧辊压扁半径和变形区长度公式进行修正，汲取了有限元法的准确性和解析模型快速性的优点。此模型采用较小的自适应系数即可用于实时动态仿真。仿真结果与轧制压实测值吻合较好，该模型在冷轧生产中具有重要的意义。     

热轧带钢轧制力模型自学习算法优化

根据轧制数量、测量数据质量和轧制力预报误差的影响,建立了轧制力自学习速度因子优化模型.在长期自学习的判定条件中综合考虑了规格分档的变化以及厚度、宽度的改变量,减少了换规格的次数.长期自学习系数计算时利用了从前一块钢数据中分离出的设备状态信息,从而改善了模型自学习的连续性.离线仿真分析结果表明,轧制力计算精度相对于自学习算法优化前有较大的提高.     

冷连轧机轧制力在线计算模型

通过将轧制变形区离散化的方法,在考虑变形区内横截面上张应力、摩擦应力等影响因素沿带钢轧制方向分布规律及其与带钢厚度及压下量的关系的基础上,采用数学模型和神经网络相结合的方法计算了金属变形抗力,建立了冷连轧机轧制力在线计算数学模型.经大型工业轧机生产实践数据检验,该冷连轧机在线轧制力计算模型预报误差控制在6.1%以内,满足模型在线控制要求,可提高在线控制轧制力模型的计算精度.     

宽厚不锈钢复合板轧制力计算与参数影响分析

 对宽厚不锈钢复合板层间真空热轧制变形过程进行受力分析,将热轧变形区分成I、II两个区间,运用主应力法建立各个区间的力平衡方程,根据边界条件和屈服准则求出各变形区的长度和各变形区所受压力,建立轧制力计算数学模型,在此基础上分析轧制工艺参数对宽厚不锈钢复合板轧制区间内不同应力分布的影响规律。将实际参数代入轧制模型计算公式,应用Matlab编程求得理论计算值,并与实测值进行比较。研究结果表明：轧制力模型可用于预测轧制力的大小,满足工程要求,轧制复合过程研究有助于优化成形工艺、预测产品性能,为今后此类材料的研究开发提供了参考依据。     

热轧轧制压力横向分布规律及预测模型

 轧制压力横向分布规律对快速轧辊轧件一体化模型的建立、轧辊磨损及辊形预测具有重要的意义。为简洁有效地描述轧制压力横向分布,提出了轧制压力横向分布表征指标,即边中比、高次程度、一次非对称度及三次非对称度。通过有限单元法建立了轧件三维弹塑性变形模型,并根据实测数据对模型边界条件进行设置,研究了不同因素影响下的轧制压力横向分布规律。考虑到各生产因素对轧制压力横向分布的影响不完全独立,不易获得函数表达式,以多组工况下有限元仿真结果为基础,建立多生产因素影响下的轧制压力横向分布人工神经网络预测模型,为轧辊轧件一体化快速计算模型的建立奠定了基础。     

热轧润滑对中厚板轧制力和表面特征的影响

通过中厚钢板热轧工艺润滑实验,分析了不同工艺润滑条件下中厚钢板热轧过程中轧制载荷与压下率的关系,研究了工艺润滑对钢板表面质量的影响,并结合实验钢的连续冷却转变曲线,探讨了工艺润滑条件对钢板组织转变的影响.结果表明:中高质量浓度比低质量浓度热轧油能更有效地降低轧制力;粗轧阶段比精轧阶段降低轧制力效果更明显.工艺润滑可改善中厚热轧板的表面质量,降低板面粗糙度,并促进钢板表面处在轧制过程中的铁素体转变,减少表面附近的带状组织,使轧后表面处组织均匀细小,减小表面缺陷产生的概率.     

1750mm冷连轧机弯辊力模型研究与设定

针对1 750mm冷连轧机组的设备特点,计算并分析了弯辊力对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、带钢入口厚度、中间辊横移量、带钢凸度、单位轧制力、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过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预设定模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差低于5.67%,成品带钢的板形标准差平均值降至1.83IU。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。     

带夹层不锈钢复合板异步轧制力数学模型研究

 为实现带夹层复合板异步轧制力的预报,对直接添加薄板作为中间层的不锈钢复合板进行受力分析,依据各层金属变形特点以及轧件摩擦力方向的变化,将轧制变形区划分为5个分区,考虑复合板单元体截面法向应力与剪应力在各层金属间的线性分布,借助各个分区力平衡方程,建立了带夹层复合板异步轧制力数学模型;研究了剪切屈服应力比、辊径比、摩擦因数比对各层单元体应力分布的影响以及不同压下率下中性点和连接点的位置变化规律;运用MSC.Marc有限元仿真软件,对316L/Ni/EH40复合板进行了5道次异步轧制仿真,轧制变形区受力状态与理论模型基本一致,各道次轧制力大小与理论计算值误差在10%以内,结果表明,本模型可为带夹层复合板异步轧制力精准预报提供理论指导。     

薄带材轧制的最小可轧厚度理论及数值模拟

 智能制造、电子通信等行业向微型化、集成化方向发展要求不断提升精密轧制带材产品质量,提高厚度精度控制是其中关键组成部分,因此,精密带材轧制过程接触变形区理论研究有着极其重要的意义。以Stone轧制力模型为代表的传统薄带材冷轧理论假设轧辊在接触变形区内保持圆弧状轮廓,利用Hitchcock公式求解接触弧长进而求得平均单位压力,并在此基础上建立了Stone最小可轧厚度理论。在试验及实际生产中很多学者发现有时Stone轧制力计算值与实际值相差甚远,这是由于某些轧制工况下接触变形区内存在中性区,轧辊圆弧状假设不再适用。中性区的存在使轧制力剧烈增大而带材金属延伸变形增加甚微,即轧制难度增大、轧制效率降低。通过对不同厚度薄带材轧制过程进行有限元分析,得到了不同道次压下率下接触变形区轮廓与接触压力分布的变化规律,带材初始厚度越小或道次压下率越大,接触变形区内中性区所占比例越大,接触压力分布趋于椭圆形分布;基于Stone轧制力公式建立了考虑轧制效率的薄带材最小可轧厚度模型,对于一定初始厚度与Stone最小可轧厚度比值,根据轧制工艺参数可计算接触变形区内恰好不存在中性区时的临界道次压下率,以此临界道次压下率为依据可确定高效轧制厚度范围及Stone轧制力模型的适用条件,为精密薄带材轧制生产过程提供理论指导。     

2250热连轧R2轧机轴向力生成机理

针对某2250热连轧R2轧机轴向力过大导致传动系统的主电机轴承座和水平轴轴承座移位事故的问题,研制了轴向力在线监测系统并对轴向力进行长期在线监测.从理论上剖析了轧机轴向力生成的主要原因并进行了计算机仿真研究和探讨,得出轴向力的大小与辊系交叉角密切相关.通过减小辊系轴承座与牌坊之间的间隙来控制交叉角的大小,从而可以有效地减小轧机轴向力,这一结果得到现场实验验证.