基于ANSYS有限元法的热卷箱内中间坯温度场分析

应用有限元分析软件ANSYS,根据国内某厂2250热连轧生产线上的热卷箱工作情况,采用ANSYS生死单元和重启动技术模拟中间坯的卷取、保温和开卷时的生产节奏.在仿真计算的基础上,确定中间坯在各种热交换条件下的界面换热系数,分析热卷箱内各工艺参数和环境因素对中间坯温度的影响,并根据建立的中间坯在热卷箱内的三维温度场的数学模型,最终计算得出中间坯在热卷箱出口的温度数值,为热轧现场的温度控制提供可行性建议.     

辊式矫直机矫直板带浪形的有限元仿真分析

 辊式矫直机的矫直功能是中厚板生产线上保证板带板形的重要手段,其矫直过程可以消除或均匀板带内部残余应力,对提高板带综合质量具有重要意义。为了分析矫直机对带有边浪的板带的矫直过程以及矫直效果,首先建立了板带弯曲挠度的计算模型,为确定矫直辊的压弯量奠定了基础。在矫直模型作为压弯量设定的基础上,参考现场实际设备尺寸,通过借助大型商用有限元软件ANSYS建立了11辊的辊式矫直机有限元仿真模型,并针对研究目标设计了相应的仿真工况,将模型的矫直过程调整为采用上辊系整体压下倾斜的设置,对不同浪高的板带进行仿真分析。将有限元模型计算出的矫直力与生产实际设备的矫直力进行对比,有限元模型的矫直力计算偏差约为8.3%,满足计算精度要求。设置边浪浪高分别为5、10、20 mm的板带作为仿真工况,对其矫直过程进行仿真计算,提取仿真结果中的相关数据进行分析,发现在不采用弯辊的条件下,矫直过程同样具有消除板带不平度的作用。结果表明,在浪高较大时,矫直过程消除不平度的作用明显,但是矫直后板带并不能达到最终的平整度要求;在浪高较小时,矫直过程对不平度的消除能力较弱,但矫直后板带不平度可以达到最终的平整度要求。在分析的基础上,在工业现场的实际设备中进行相关试验,试验数据表明,仿真结果与试验结果趋势相同。     

基于有限单元法的罩式退火炉内钢卷温度场分析

采用有限元软件,结合某厂的罩式退火炉工艺特点,对罩式退火炉加热阶段、均热阶段和冷却阶段进行了非稳态的数值模拟。仿真模拟与现场实测温度对比结果表明,仿真精度满足要求。同时进一步分析了罩式炉内各钢卷的温度分布规律,找出了罩退炉中的温度极值区域,并根据生产需要对罩退保温时间进行了优化,得到了更合理的罩退炉工艺。     

冷连轧设定控制系统综合优化研究

基于现阶段冷轧板形精度要求的提高、板形控制技术的发展与智能控制技术的进步,在传统冷连轧负荷分配研究基础上,提出板形板厚张力设定控制系统综合优化计算方法。对板厚、张力进行兼顾板形偏差最小、弯辊裕量最优及负荷平衡的多目标优化设计,对工作辊弯辊、中间辊弯辊以沿带钢全宽板形偏差最小为目标进行优化设计。优化计算采用具有良好全局和局部寻优能力的三种群粒子群差分进化算法(Three-populations particle swarm optimization and differential evolution algorithm,Thr_PSODE)。现场应用结果表明,通过设定控制系统综合优化对轧制规程、张力制度以及各板形调控手段的优化配置,在兼顾多个优化目标的同时充分挖掘轧机的板形调控能力,实现了对复杂模态的高次板形缺陷的有效控制,具有重要的研究价值与应用前景。     

3D虚拟孪生可视化系统在河钢承钢的应用

介绍了3D虚拟孪生可视化系统在河钢承钢钒钛高强冷板连续酸洗与热基镀锌生产线的应用情况.利用3D仿真技术建立了连续酸洗和热基镀锌虚拟生产线,并通过实时生产数据驱动3D虚拟生产线与实际生产线同步,建立产线的3D虚拟孪生系统,实现对生产过程的全方位实时智能监控,并用于生产人员的技能培训.该系统的实施提高了产线的生产监控效率,...     

热连轧运行非对称测控系统研究与应用

常规热连轧运行非对称主要表现为粗轧镰刀弯和精轧机架间带钢跑偏,粗轧镰刀弯会遗传到精轧机组。热轧运行非对称会造成带钢楔形波动与整体中心线偏移,影响轧制稳定性和产品质量。基于目前的生产现状和需求,本文基于机器视觉技术设计开发热连轧运行非对称检测及控制系统,并成功应用于热连轧生产实践,应用结果表明:该测控系统运行稳定,对粗轧镰刀弯和精轧跑偏能够进行在线检测与控制,检测精度满足使用要求,并能有效减少镰刀弯的产生,降低薄规格产品的甩尾率,提高轧制稳定性。     

轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响

粗轧过程中出现的轧辊两侧轴承间隙差异较大的情况,会造成轧辊交叉,导致板带两侧轧制力失衡,进而引起或加剧中间坯的镰刀弯缺陷,影响最终产品质量精度和后续精轧的轧制稳定性.为研究轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响,建立了轧辊交叉、偏移的轧件-辊系耦合动态有限元模型,利用模型分析了不同工况条件下,轧辊交叉位置、交叉角度对中间坯楔形、弯曲量及两侧轧制力差的影响,进而总结了由轴承间隙引起的轧辊非对称交叉对中间坯镰刀弯弯曲量的影响规律.结果表明：镰刀弯弯曲量与交叉角、交叉位置比分别呈线性关系,与辊系间隙比呈二次曲线关系.     

六辊冷轧机的弯辊力组合板形控制策略

针对现有六辊轧机对使用两组弯辊力进行四次板形控制的理论不足,提出了弯辊力组合板形控制策略.利用Marc有限元仿真计算软件建立辊系-轧件耦合模型,分析工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别.在此基础上通过理论推导,建立了弯辊力组合板形控制策略的两种实现方式——在线闭环控制模型与基于弯辊力组合系数的设定参数在线调节方法.现场应用结果表明,弯辊力组合板形控制策略能够充分利用工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别进行配合调节,对长期困扰生产的四次板形缺陷实施快速精确的控制.