高强DP钢的关键轧制技术开发与应用

为了解决高强钢生产过程中的诸多问题,从热轧、冷轧制中存在的问题以及工序管理控制的角度出发,制定了先进高强钢关键轧制技术研究方案,最终解决了热轧带钢性能稳定性控制、带头上翘、冷轧带钢厚度波动、冷轧板形突变等问题。另外,在热轧轧制工艺、温度精准控制、冷轧轧制力模型优化,一级AGC厚度自动控制系统开发、全流程压下负荷分配优化等方面开展了大量研究工作,积极探索创新,开发了一系列先进高强钢轧制关键技术,并在产线生产中得到应用,取得良好效果。     

冷连轧机高强钢轧制力计算模型的研究和应用

针对冷连轧机高强钢轧制时出现的轧制力计算模型不准、轧制力超限停机问题,建立了基于Hill公式的显函数轧制力计算模型,分析了高强钢变形抗力、压下分配、辊系配置及轧制润滑等对轧制力的影响。实际生产工况及轧制力数据分析表明,对减小轧制力作用最明显的是轧制规范(压下分配及张力制度)优化,其次是轧制润滑工艺参数改进、降低热卷厚度及减小工作辊辊径等,对轧制力减小的作用基本相同。通过相关工艺参数的优化,解决了高强钢轧制力超限问题。     

兼顾板形的单机架UCM冷轧机负荷分配的优化方法

负荷分配是板厚控制和板形控制的基础,为了保证成品带钢的板形板厚质量,需要在负荷中考虑板形调节能力。综合考虑了单机架轧制各道次轧制压力和板形调节能力,建立了基于粒子群算法的单机架冷轧负荷分配优化数学模型,并利用该算法实现了单机架冷轧机多目标负荷分配优化。采用优化后的轧制规范组织实际生产应用,结果表明该优化模型很好地兼顾了板形控制和板厚控制,达到了良好的应用效果。     

热连轧机负荷分配优化计算策略

提出一种带钢热连轧精轧机组负荷分配的优化计算策略,采用多目标优化算法离线计算确定精轧各机架的轧制力分配系数,采用"压下模式+轧制力模式"相结合的方式实现负荷分配在线计算。为了确定各精轧机架的轧制力分配系数,建立兼顾轧制功率最小、负荷均衡与板形良好的负荷分配多目标优化模型;为了实现负荷分配在线计算,根据压下模式负荷分配计算确定厚度分配的初始值,根据CLAD算法进行轧制力模式负荷分配迭代计算,最后采用压下模式分配计算确定的压下率分布范围对轧制力模式分配结果进行限幅处理。新方法已成功应用于梅钢1 780mm热连轧生产线,在线应用表明该方法可以有效减少操作工干预,提高带钢精轧过程的轧制稳定性。     

基于粒子群算法的单机架冷轧硅钢负荷分配的优化方法

负荷分配是板厚控制和板形控制的基础,为了保证成品带钢的板形和板厚质量,需要在负荷分配中考虑板形调节能力。本方法综合考虑了单机架轧制各道次轧制压力特性和板形调节能力,建立了基于粒子群算法的单机架冷轧硅钢负荷分配优化数学模型,并利用该算法实现了单机架冷轧机多目标负荷分配优化。采用优化后的轧制规范组织实际生产应用,结果表明该优化模型很好地兼顾了板形控制和板厚控制,取得了良好的应用效果。     

冷连轧机厚带头启动轧制张力控制模型改进研究

针对某1420冷连轧机启动轧制过程中张力不稳定并导致启动困难的问题,从工厂实际张力控制系统出发,运用连轧理论建立启动轧制阶段带钢张力变化的机理模型,导出张力静态偏差的表达式.分析了相关工艺因素及控制参素对带钢张力的影响.研究发现,采用单纯比例调节器对张力进行控制易导致张力波动;在不改变控制器类型的前提下,增大张力控制器的比例系数、减小S1机架的蠕动速度、减小各机架的轧制力,可以提高带钢张力的稳定性.研究结果作为技术对策已用于对某1420冷连轧机组启动轧制过程的优化调整,取得了很好的效果.     

中厚板轧机双机架负荷平衡和产能优化研究

双机组布置的中厚板轧机,在两台机组间合理分配轧制负荷、保持轧制节奏平衡是发挥产能的关键。通过对现场工艺数据的收集与实测,建立了两台机组的轧制力模型,应用等负荷分析法编制了基于产量最大的压下规程优化程序。现场生产试验表明,优化程序的应用实现了减少轧制道次、均衡双机架轧制节奏、提高轧机小时产量的目的。     

冷连轧机非稳态过程厚度控制能力提升与优化

针对2 230 mm酸连轧机组存在带头厚度控制精度偏低,5#机架出口厚差呈周期性厚度衰减振荡波动等问题。对2#机架前馈AGC的控制逻辑进行了优化,对AGC系统的板厚-张力控制策略进行了优化,将T45低速下张力死区减小至±1%,并研究开发了FGC带头厚度补偿的方法,补偿了由于△S为正值出现的带钢减薄和FGC带头辊缝变化量ΔS为负值出现的带钢增厚等问题。对于厚度超调问题,针对4#机架MN-AGC控制增益系数中的比例系数Kp和TN进行非对称分档处理,解决了非稳态过程中带头厚度控制的“震荡”问题。经过以上优化,2 230 mm酸连轧机组月均厚差切除量从2018年的170t下降到2019年的不足35 t。     

高精度冷轧薄带钢轧制过程分析

结合带钢冷轧基本理论,选用适当的轧制压力模型,针对十六辊轧机轧制极薄带钢时的工艺特点进行了实验和分析,建立了相应的张力模型及辊系传动力矩模型;并得出变形抗力及压靠对轧制极薄带钢时的轧制力和板形有很大的影响,初步提出了当带厚较大时,为保持板形良好,随着轧件厚度的减少,轧制压力相应降低,当轧制到一定厚度时,轧制压力随着带厚的减少急剧增加的极薄带轧制分区理论。     

1420冷连轧机穿带启动轧制工艺及过程仿真

通过消化剖析某1420冷连轧机组原有的穿带启动轧制过程的数学模型和控制系统,并建立针对此机组的穿带启动轧制过程的仿真平台,分别从工艺和控制角度深入研究了此机组启动轧制过程中存在的问题——张力不稳、启动困难,指出了问题产生的主要原因,提出通过优化启动工艺和控制策略及数学模型解决此机组启动轧制过程中存在问题的技术措施。     

梅钢1420mm冷连轧机压下负荷分配

梅钢1420mm冷连轧机压下负荷分配方法是利用初始压下表提供优化计算的初始值，采用以中间机架马达功率平衡为主的单目标优化方法，并考虑第1、2机架的轧制力平衡，自动调整计算结果，直至达到最佳的厚度分配。     

一种负荷分配新方法应用于五机架冷连轧机组的在线计算

介绍了一种负荷分配的新方法:传统经验表中使用相对压下率作为初始负荷分配数据时,计算的末机架出口厚度与成品厚度存在差异,采用对数补偿法进行修正,提高初次负荷分配精度。为了保证人工修改变形量时计算过程平稳,采用平滑方法修正人工输入变形量;考虑轧制力极限和轧制力-功率平衡条件对压下率的修改,实现动态调整,满足在线控制;通过对变形量的回归计算,将第4机架出口厚度的偏差量分配给了2、3、4机架,以保证轧机第5机架出口厚度波动最小,实现稳定轧制。该负荷分配新方法能够满足实时在线控制要求并且保证产品厚度精度。     

单块钢变厚轧制在传统热连轧的开发与应用

摘要：通过对比2种不同变厚技术方案,确定较优方案为在常规热连轧机上利用监控AGC系统（厚度自动控制系统）。使用一般长度尺寸的一块板坯,由厚规格穿带,一旦完成就通过改变带钢目标厚度,相应改变各机架的压下辊缝,从而达到目标厚度。通过优化精轧负荷分配、卷取区域侧导板控制方式、夹送辊压力、卷筒张力等参数,末架最大轧制力从14190kN降低到12340kN,卷取夹送辊压力由68kN降低到60kN,卷筒尾部张力从450kN降低到390kN,变厚长度可控制在120m之内。利用此技术,2018年已经生产出近8000t由1.5mm变厚到1.2mm的热轧产品,而且这些产品在尺寸与性能上均能满足用户要求。实践证明,在传统热连轧机上采用变厚轧制技术生产薄规格热轧板是可行的。     

中厚板精轧轧制规程的负荷协调分配法及其动态调整

基于中厚板精轧过程的轧制特点，提出负荷协调分配法。该算法通过调整轧制力限制系数来调整约束条件使得最后道次的出口厚度与目标厚度的偏差小于给定误差，并同时获得优化的轧制规程。然后介绍如何根据轧件板形的变化来调整轧制规程。通过实例证明该算法及其动态调整方法适应性和灵活性很强，适合于在实时中厚板轧制过程中应用。     

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。     

冷轧差厚板轧制极限差厚量研究

为研究冷轧差厚板轧制时厚度过渡段的极限差厚量,采用相关轧制理论建立了差厚板轧制过程的轧制力模型、电机功率模型和轧制力矩模型,并根据设备能力得到轧制力、电机功率及轧制力矩的约束条件,通过编写程序得到了多工况的批量计算。研究结果表明,来料厚度和厚区厚度对极限差厚量有很大影响。同一来料当厚区厚度越大时,极限差厚量也越大。来料相同且在差厚过渡区以一定轧制力轧制时,随着厚区厚度的逐渐减小,极限差厚量出现先减小后增加的情况。当厚区厚度一定时,若轧制力不变,随着来料厚度的增加,差厚板过渡区极限差厚量逐渐减小。     

高速线材减定径多道次孔型轧制有限元分析及工艺参数优化

采用显式动力学有限元方法对高速线材减定径多道次孔型轧制进行了模拟分析。通过模拟计算的结果,分析了各道次轧件在轧制过程中的宽展变化、等效应变及残余应力的分布、各道次轧制过程中的轧制力及道次间张力变化。根据分析结果,对轧制工艺参数进行了优化,通过调整工艺参数,各道次轧件断面得到了优化,各道次间实现了微张力连轧关系。     

极薄带轧制变形区轧辊压扁试验与有限元模拟

 极薄带在轧制及平整过程中,工作辊的弹性压扁对轧制压力的分布有很大影响,传统的轧制力模型已经不再适用。为了在极薄带板形板厚控制过程中得到准确的轧制力,Fleck提出了新的轧辊压扁模型。针对Fleck模型进行试验研究,同时进行有限元模拟分析。试验过程中使用合金工具钢轧辊,轧制不同厚度的轧件,通过显微镜测量变形区各部位的厚度,得到变形区轧辊的近似轮廓形状。试验与有限元模拟结果表明,随着轧件厚度的减小,变形区出现了明显的中性区,但是很难出现Fleck模型中提到的弹性卸载区,因此计算极薄带轧制力时可以忽略中性区内的弹性卸载区以简化轧制力模型。     

建立宽厚板轧制负荷分配模型的一种新方法

本文针对宽厚板轧制过程计算机控制系统的重要模型之一－轧制负荷分配模型,提出了一种建立该模型的新方法。这种方法不同于目前常用的单纯建立负荷分配的统计或优化数学模型的建模方法,而是采用知识发现和数据挖掘（KDD）的方法对轧制运行数据库进行挖掘,从中提取代表熟练操作工人丰富的操作和负荷分配经验的关键规则,进而建立知识模型和数学模型相结合的负荷分配模型。轧制实验证明,采用新方法建立的模型优于传统的基于统计或优化的负荷分配数学模型。     

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...