冷轧带钢接触式板形仪研制及其工业应用

研制了一套适用于冷轧带钢的接触式分片内孔压磁式板形仪,并将其应用于1050HC冷轧机。利用有限元建模,对新型检测辊的结构型式、信号传输和处理方法等进行优化设计,并对板形检测信号进行合理补偿,弥补实际工况对板形检测信号的干扰误差。工业应用验证了该板形仪结构合理,使用周期长,检测信号稳定不失真,检测精度很高,为冷轧带钢板形闭环控制奠定了基础。

嵌入式DSP冷轧带钢板形信号处理系统研制

针对冷轧带钢在线板形检测问题,基于整辊镶块式板形仪,研制了嵌入式DSP板形信号处理软硬件系统。利用高速DSP技术、信号隔离屏蔽技术和动态信号补偿算法等,提高板形检测信号的稳定性和可靠性,实现了冷轧带钢原始板形信号的实时高速处理,使其准确反映真实的冷轧带钢在线板形状况,为冷轧带钢在线板形闭环控制提供科学依据。该系统应用于1250 mm六辊冷轧机上,成功实现0.18 mm超薄冷轧带钢的板形闭环控制,板形控制精度达到6I以内,取得了显著的工业应用效果。

冷轧带钢板形检测辊研究现状

介绍了当前国内外主流板形仪的研究现状,分析了冷轧带钢接触式板形仪检测辊的结构形式和应用特点。同时,介绍了我国自主研制的整辊智能型板形仪,其板形检测精度达0.2I,闭环控制精度达5～7I。

带传动滑动率计算

给出了不打滑状态下带传动紧松边拉力和应变间关系以及滑动弧内任一截面上带拉力和应变分布规律;推导出了带传动滑动率计算公式,计算值和试验结果具有很好的一致性。

磁致伸缩式扭矩测量仪的研制及应用

本文综述了各种扭矩测量仪的特点 ,重点介绍了磁致伸缩式扭矩测量仪的结构、特点 ,阐述了磁致伸缩式扭矩测量仪的工作原理 ,最后简单介绍了磁致伸缩式扭矩测量仪的应用情况。

带钢冷轧机整辊无线式板形仪和智能板形控制系统

为打破国外对带钢冷轧机板形测控技术的垄断,燕山大学与鞍钢协同创新,自主研制出新一代整辊无线式板形仪和智能板形控制系统。主要技术创新如下:整辊无缝式板形检测辊,表面硬度达到60 HRC以上,彻底解决了压伤和划伤带钢表面的技术难题;无线式板形信号传输处理器,实现模拟采集、数字处理、无线传输、无线供电等多功能一体化,具有结构简单、集成可靠的优点;机理、智能模型协同板形闭环控制系统,把机理模型与智能模型结合起来,提高控制精度、速度和可靠性。通过在鞍钢1 780 mm四辊、2 130 mm六辊等4套冷轧带钢平整机和可逆式轧机的工业应用证明,该板形测控系统的板形检测分辨力、板形控制精度、闭环控制周期等5项主要技术指标达到国际先进水平,具有很好的推广应用价值。

冷轧带钢在线板形信号补偿技术及工业应用

综合考虑冷带钢轧机现场实际工况条件,根据板形仪在线板形检测原理、受力条件和几何关系,研究带钢横向温差、带钢卷形、边部覆盖,检测辊包角、挠度、安装几何误差和磨损量等因素对在线板形检测精度的影响,与生产实际相结合,建立一套满足工业应用的在线板形信号综合补偿模型。依托该模型开发的在线板形信号综合补偿技术,成功应用于鞍钢1 250 mm六辊冷带钢轧机上,使板形仪在线检测板形信号准确反映冷轧带钢真实板形状况,兼顾后续深加工工艺要求,根据不同轧制条件和产品规格制定动态板形标准曲线,为板形闭环控制提供可靠板形数据,显著提高冷轧带钢产品的板形指标和质量稳定性。总张力计算值与实测值误差在3%以内,板形闭环控制投入后,稳态时板形指标在6 I以内。

H型钢热轧轧制力的数值模拟

应用热力耦合大变形有限元方法 ,模拟了 H型钢的热轧变形过程 ,给出了轧制力的大小及其分布方式。数值模拟结果表明 :H型钢腹板与翼缘外表面单位轧制力的最大值一般均出现在出口截面附近 ,且前者比后者大得多。此外 ,模拟计算值与实测值比较接近 。

冷轧带钢板形检测误差及异常信号补偿模型

针对冷轧带钢板形检测通道的信号误差或异常等问题,基于接触式板形检测原理、压磁传感器及其电磁特性,建立板形检测误差及异常信号补偿模型。综合理论模型和中试数据,深入分析零点残存电压、带钢边部板形误差、检测辊挠度、安装精度等因素对原始板形信号的影响,解决板形信号不稳定的问题。以1050冷轧机为例,根据轧机配置和工艺参数,在线计算带钢起始和末尾通道号、边部信号误差、检测辊挠度误差等补偿量,制定满足在线板形控制要求的板形检测辊允许安装误差,提出异常信号紧急处理措施,防止板形误调事故,实现稳定轧制,有利于提高板形检测精度和板形控制精度。

一种板形信号处理系统研究

针对传统板形信号处理系统架构的不足及其成因,提出"信号处理板+上位机软件系统"模型;信号处理板以DSP芯片为核心并配以外围器件及电路,承担高实时性要求的数据处理任务,并将结果实时送至上位机。利用自主研制的设备,通过实验确定板形信号的幅频特性补偿模型及标定系数;通过理论分析,确定适合带钢偏移轧制中心线情况的带钢边部覆盖补偿模型。以上述研究为指导,结合项目需求,自主设计并开发板形信号处理系统,并将其投入到工业现场。研究结果表明:该系统信号处理的精度及实时性达到了生产要求,运行稳定可靠,取得了良好的板形测量及控制效果。信号处理系统架构模型及补偿研究方法对自主研制高性能的板形信号处理系统具有指导意义。

加强实验室建设 发挥教学、科研基地作用

本文论述了如何通过加强实验室建设来促进实验教学、科研的开展,同时也论述了如何通过充分发挥实验教学、科研基地作用来推动实验室的建设。

热轧辊瞬态温度场快速仿真模型

利用等效温度法和变步长差分法建立了轧辊瞬态温度场快速仿真模型。综合考虑水冷、空冷、轧辊与轧件接触热传导等动边界条件,利用等效温度模拟轧辊表面的瞬态温度变化;对轧辊内部单元划分不等距网格,沿轧辊高向(从表层到中心)以及沿轧辊横向(从中部到两端),逐渐增加单元步长,提高模型的计算精度和计算速度;基于台劳展开式推导瞬态热传导方程的变步长差分式,模拟非稳态轧制及停轧空冷时的轧辊瞬态温度变化情况。工业实际数据验证了仿真模型的正确性和可行性,实验结果与仿真结果吻合较好,适合工程在线快速计算,预报精度在±5℃以内。

冷轧带钢原始波形信号零点误差补偿方法

板形检测辊是在线检测冷轧带钢板形缺陷的关键仪器。在中试过程中,各检测通道的原始波形信号总存在或大或小的零点漂移,一定程度上影响板形检测辊的检测精度。基于压磁传感器特性、差动补偿回路及调制解调过程等,推导冷轧带钢原始波形信号的数学表达式,深入研究板形检测辊板形信号零点漂移的产生机理,建立了相应的工艺误差补偿模型。结合板形机理和实测数据,精细调整电路结构,对原始波形信号进行综合误差补偿,显著降低零点残存电压,提高原始波形信号的信噪比,零点残存电压从200～500 mV降低到了10 mV以下,A/D零点值降低到了50以内,为提高板形检测辊标定精度和冷轧带钢在线板形检测精度,奠定了坚实的理论基础。

中厚板高压水除鳞对流换热系数的研究

在中厚板生产中,高压水除鳞对流换热系数是轧制前温度场数学模型的重要参数。目前国内外研究学者在计算高压水除鳞对流换热系数仅考虑了两个因素的影响,计算出的换热系数偏小或者偏大。本文同时考虑了高压水喷嘴距连铸坯表面距离、喷嘴出口速度、连铸坯表面温度3个因素对高压水除鳞对流换热系数的影响,并通过FLUENT软件计算出高压水除鳞对流换热系数,然后通过MATLAB软件非线性回归方法回归出高压水除鳞对流换热系数的数学模型。针对鞍钢中厚板生产现场,使用此数学模型计算出对应工况的对流换热系数,然后将此换热系数输入MARC有限元软件中进行温度场分析。对鞍钢生产现场的连铸坯温度进行了实测,理论计算值与实测值最大误差为19℃,最小误差为5℃,吻合较好,结果证明回归出的高压水对流换热系数数学模型比较合理。

结晶器内钢水涡流流动对凝固传热和力学性能的影响

赋予浸入式水口新的功能:在浸入式水口内腔放置X形导流片,使得从中间包进入结晶器的钢水为旋转的涡流流动。通过对165 mm×165 mm方坯连铸结晶器内钢水流动和凝固传热耦合数值分析,证明X形浸入式水口浇注时,冲击深度减轻,温度场分布均匀。工业性试验表明X形浸入式水口浇注时能改善铸坯低倍组织和力学性能。

铝塑复合管层间粘结强度问题的探讨

介绍了铝塑复合管主产过程的工艺问题，并着重普塑复合管层间粘结方面存在的问题，提出一些看法与改进意见。

冷连轧机轧制过程中温度模型的研究

在 W.L.Roberts模型的基础上 ,考虑到钢板温度的变化对传热系数的影响 ,将传热系数按变量处理 ,建立了一套新的冷连轧机温度计算模型。经现场试验 ,采用新模型时温度的计算值与实测值吻合较好 。

压磁式传感器的结构优化与静态标定

为了保证所研制的压磁传感器在安全工作条件下质量最轻,基于ANSYS14.0的优化平台,完成了对压磁传感器体积的优化设计,并进一步研究了各优化参数的敏感性;其次,对传感器的主要静态性能指标进行了标定;然后在不同预载荷,不同测力范围,不同励磁频率条件下对传感器的重复性,线性度和灵敏度进行了实验分析与研究,最后,工业应用验证了该传感器使用周期长,检测信号稳定不失真,检测精度高,为冷轧带钢板形闭环控制奠定了基础。

基于广义极值分布的带钢板形统计模型研究

针对冷轧带钢板形统计存在误差的问题,基于广义极值分布理论,采用拟合优度检验方法,建立了板形分档定级统计模型。对在线检测的板形数据进行拟合优度检验,然后选用合适的统计函数对带钢的板形进行统计,得到带钢的质量等级。对比传统的板形统计方法,该模型以某1050六辊可逆式冷轧机在线检测板形数据为研究对象,对其进行实时统计。结果表明,板形分档定级统计模型统计误差小,计算速度快,可在线实时显示板形统计结果,给带钢板形在线调控提供了准确的统计数据,从而提高了带钢的质量等级。

Industrial shape detecting system of cold rolling strip

A high-precision shape detecting system of cold rolling strip is developed to meet industrial application, which mainly consists of the shape detecting roller, the collecting ring, the digital signal processing （DSP） shape signal processing board and the shape control model. Based on the shape detecting principle, the shape detecting roller is designed with a new integral structure for improving the precision of shape detecting and avoiding scratching strip surface. Based on the DSP technology, the DSP shape signal processing circuit board is designed and embedded in the shape detecting system for the reliability and stability of shape signal processing. The shape detecting system was successfully used in Angang 1 250 mm HC 6-high reversible cold rolling mill. The precision of shape detecting is 0.2 I and the shape deviation is controlled within 6 1 after the close loop shape control is input.