板带材的边缘降控制技术综述

随着用户对板带材板形精度,特别是横向厚度精度要求的日益苛刻,边降控制成为板形研究与控制技术的新领域。边降控制的提出丰富了板形控制的内容,但是与已高度发展的凸度和平坦度控制相比,边降控制正处于其起步阶段,是板形控制的薄弱环节,国内外对边降控制的报导甚少。为此将国内外的边缘降控制技术进行了归纳总结,以期为进行边缘降控制理论和实践应用的研究开发提供有益的借鉴作用。     

基于Hopfield神经网络的板形预测控制模型

将Hopfield神经网络建模方法与预测控制思想相结合用于带钢板形自动控制,建立了基于Hopfield神经网络的板形的模型算法预测控制系统数学模型。模型经仿真验证表明能较好地跟踪目标值,并具有较强的抗干扰能力。     

粗糙表面镀锡基板连退平整轧制过程表面控制

以某厂连退机组R2级高粗糙度表面镀锡基板产品开发任务为依托,通过在试验生产中带钢整体取样和离线测量表面三维形貌,以工业试验方法研究揭示了双机架平整轧制过程中带钢表面粗糙度的遗传与变化规律,运用逐步回归方法针对大量实测数据建立了双机架平整轧制过程带钢表面粗糙度遗传与变化的预测模型,并根据试验掌握的带钢表面粗糙度的变化规律和拟合获得的带钢表面粗糙度预测模型,研究建立了R2级表面镀锡基板的连退平整轧制过程粗糙度控制的工艺策略、设定模型和工艺参数,形成一套R2级表面镀锡基板粗糙度控制技术。将该套技术应用于实际生产中,在国内首次成功开发出R2级表面镀锡板,并且使R级表面镀锡基板粗糙度控制精度显著提高,基本消除了镀锡辊涂后的表面印刷图案的色差和鲜映度缺陷,创造了巨大的经济和社会效益。     

超声波强化菱锰矿中锰的浸出

以电解锰生产过程中的菱锰矿为研究对象,开展了常规和超声波浸出Mn的对比研究,探讨了超声波功率、液固比、酸矿质量比、温度、时间对Mn浸出率的影响。结果表明,在超声波功率60 W、液固比5 L/g、酸矿质量比0.58、浸出温度50℃、浸出时间2.5 h的条件下,Mn的浸出率为94.09%,比相同条件下常规浸出提高约7个百分点。超声波在浸出过程中细化了CaSO₄·2H₂O钝化层,降低固液传质阻力,打开了矿物包裹体,促进新生反应界面的形成,提升了Mn的浸出效率,为菱锰矿强化浸出提供了新途径。     

宽带钢拉伸弯曲矫直变形过程的有限元仿真

宽带钢的拉伸弯曲矫直过程是目前尚无法解析求解的复杂弹塑性变形过程。以某1550酸轧“两弯一矫”式拉伸弯曲矫直机为对象,首次运用MARC有限元软件对这一变形过程进行了仿真研究,并提出一系列描述拉矫机理和效果的概念和指标。系统的数值仿真计算与分析不仅揭示了带钢拉矫变形的力学机理,而且给出了插入深度、张力、弯曲辊辊径以及带钢规格材质等多个因素对拉矫过程和效果的影响规律与特点。     

不锈钢/碳钢热静压复合中表面形貌对界面变形及复合质量的影响

双金属受压变形复合过程中表面形貌是影响其界面变形行为及结合质量的重要因素。针对AISI304不锈钢与Q235A碳钢,通过车削加工制备3种具有不同表面微观形貌的圆柱型试样组,在真空条件下实现该两种金属的热静压复合后,利用无损检测技术测定界面复合率、单轴拉伸破坏试验测定复合材料的强度,并在其复合区域取样,利用扫描电镜观察接触界面轮廓的几何特征,分析复合过程中界面变形规律及对复合质量的影响;基于商业有限元软件模拟分析复合过程接触表面粗糙峰变形,研究表面微观形貌对复合过程的影响机制。结果表明,表面微观形貌对热静压复合过程中界面的变形和复合质量影响显著;在复合过程中,较硬的不锈钢粗糙峰几乎无变形地嵌入进碳钢基体内,而较软的碳钢粗糙峰则明显被压扁变平;此外,不锈钢和碳钢试样在复合前通过表面预处理获得的不同粗糙度对于复合质量具有相反的影响作用,不锈钢表面越粗糙越有利于复合,碳钢表面越光滑越有利于复合;不锈钢侧界面粗糙度增大和碳钢侧界面粗糙度减小,都可以使得界面两侧金属相对滑动减小、界面间接触应力增大,从而提高了界面复合质量。     

[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]限动芯棒连轧管机轧制过程轧件变形行为及规律仿真

基于ABAQUS有限元软件建立了180 mm限动芯棒连轧管机组钢管连轧过程仿真模型。通过仿真模拟展现了连轧各机架连续轧制过程中轧制区钢管横截面上应力、应变及位移的分布和壁厚形成演变过程,揭示了轧制压力分布和轧辊上总轧制力的变化规律以及轧件温度与轧制区摩擦因数对壁厚与轧制力的影响。使用三次样条插值方法从仿真结果数据中提取钢管壁厚和直径,通过研究对象机组的工业生产实测数据验证了有限元模型的正确性。仿真发现:连轧过程中,金属在纵向上先发生减径变形后发生减壁变形,横向上金属主要从孔顶区流向开口区;前三机架接触压力主要集中在孔顶区,变形量较大,是主变形机架,第四五机架接触压力最大在侧壁区,变形量较小,主要起到精整和归圆作用;随着轧制温度的升高,出口壁厚增大,轧制力减小,随着芯棒与轧件之间摩擦因数的增大,壁厚减小,轧制力减小。仿真研究结果支撑了针对该机组的关键轧机结构参数设计、轧制工艺参数确定以及工程调试中工艺参数优化。     

基于自适应矩估计算法的冷连轧机板形反馈优化控制策略

现代化高技术冷连轧机拥有多种板形调控机构,板形闭环反馈控制中各板形调控机构如何配合即板形控制策略是板形控制系统的关键因素。目前多数冷连轧机组仍采用顺序控制或比例控制等传统板形反馈控制策略,但由于各调控机构之间的耦合作用无法求出最优解。本文提出一种板形反馈优化控制策略,基于自适应矩估计(adaptive moment estimation, Adam)算法对板形反馈控制的性能指标进行优化求解,并同传统的顺序控制和比例控制策略进行对比分析。结果表明,采用基于Adam算法的优化控制策略控制后的板形残余偏差最小,尤其在针对复杂板形缺陷时,优化控制策略明显优于传统的顺序控制和比例控制策略。     

带钢在连续退火过程中的板形屈曲变形原因分析

现场跟踪发现,带钢经过连续退火炉的板形变化复杂多样,而且其程度不亚于轧制过程。为此运用带钢的板形屈曲及后屈曲理论,分析了退火炉内高温态下带钢的板形屈曲临界条件,结合板形生成理论,指出退火炉内带钢板形发生变化的原因和主要相关因素。     

UCMW轧机的边缘降自动控制系统及其优化

边缘降控制是板形控制的薄弱环节.研究了引进的边缘降自动控制系统模型, 指出由于其存在预设定模型的预测能力无法发挥、反馈控制模型参数设定不合理、控制策略不完备等问题,引起产品的边缘降合格率时高时低.对现有边缘降控制系统进行优化,优化后的模型经现场验证表明,可有效控制边缘降,特别是位于工作侧位置的带钢边部,边缘降值有明显改善.