基于有限元的圆盘剪堵边预控系统

在酸洗-连轧机组生产过程中,由于热轧来料的窄尺、镰刀弯以及冷轧运行跑偏等质量缺陷的影响,冷轧圆盘剪设备堵边故障时有发生,严重影响酸洗段生产节奏。利用有限元分析软件,对边丝堵边生成机理进行分析,获得不同工况下的边丝余量设置规则表。在此基础上,结合对酸洗工艺段纠偏运行状态的监控,建立的基于热轧数据的圆盘剪堵边预控系统,有效降低了圆盘剪堵边风险,实现贯通“热-冷轧”工序的一体化决策控制新模式。

弹丸冲击速度对带钢表面鳞层破坏行为影响

为了有效提高抛丸除鳞效率,本文建立了单弹丸除鳞模型。利用有限元数值计算了弹丸冲击速度对鳞层破坏面积、基体塑形凹坑及残余应力的影响行为。结果表明:鳞层在很小的速度(5 m/s)冲击下即可发生破坏,弹丸冲击速度越大除鳞面积越大,同时也会造成基体应力/应变增加。弹丸冲击下鳞层失效区域由两部分构成,分别为弹丸冲击引起的直接失效区域与铁基体形变传递引起的间接失效区域,后者呈星状拓展。基体残留的塑性凹坑深度与冲击速度大致呈一次线性关系。现场实际生产中,应在满足表面粗糙度与残余应力要求的基础上选择较大的冲击速度。

中间坯剪切压合连接无头轧制建模仿真研究

我国热轧产线众多,在常规热轧生产线上进行无头轧制改造技术具有很大的应用前景。中间坯剪切压合连接技术具有创新性、工艺过程稳定、效率高、成本低等特点,且目前国内对该领域的研究不多且没有相关生产线。因此,利用ABAQUS建立了中间坯剪切压合连接的有限元仿真计算模型,得到各影响参数(剪切设备参数、工艺参数)与中间坯连接处评价指标的之间的关系,为中间坯连接方案设计与常规热连轧生产线无头轧制改造提供理论依据。

挤压型银石墨触点脱碳层分析及钎焊后剪切力研究

银石墨是一种特殊的材料,由于银与碳不能形成合金,一般是采用混粉工艺制作。混粉后的工艺分为两种,一种是混粉后进行模压、烧结、复压;另一种是混粉后进行压锭,通过烧结、挤压的方式得到需要的形状,再进行切断、脱碳、切分等。挤压型银石墨的脱碳层由于失去碳而成为一层疏松多孔的材料,将此种触点进行钎焊连接后,其剪切力的大小与脱碳层的抗剪强度有很大关系。

轧钢产线智能装备的研发与应用

依托基于先进检测与智能装备支撑的少人/无人化操维集控,以及基于工业互联网平台的多业务协同数字化业务管控,形成了“双智控”的轧钢智能工厂建设架构。然而,在研究与应用领域,对于智能装备的概念,并没有建立起清晰明确的定位认识。结合具体的技术模块描述与案例介绍,探讨了智能装备对智能工厂的作用效果与价值体现。首先,通过依托全流程表面检测的表面质量数字化管控、融合“平台+装备+视频AI+跟踪”的物料逐支跟踪、原料库与加热炉区域坯料检测与异常识别校核、智能化视觉检测装备辅助运维管理等案例,提出了先进检测增强感知支撑数字化业务管控的智能装备建设模式;其次,通过介绍多类工业机器人应用、热轧运行非对称检测与自动纠偏控制、中厚板轧机自动转钢、加热炉智能改造和直接轧制技术,展示了建设主生产流程设备控制系统协同的“测控一体化智能装备”,提升产品质量稳定性与生产自动化水平的发展趋势;还有,介绍了长材平面智能无人库技术、棒材轧后区域少人化技术,提出了针对缺乏自动控制、人工操作密集且工作环境恶劣的区域,通过多类型智能装备应用,实现生产效率、成材率等关键运行指标提升的发展模式。最后,展望了智能装备的发展趋势,即与主生产设备、关键质量控制更加紧密融合,实现面向高效化、高质化生产的“智能轧机”,并支撑数字化业务管控应用的完善,推动双智控“智能钢厂”建设水平的持续提升。

基于有限元仿真的热连轧精轧带钢楔形控制分析

楔形是热轧带钢板形的关键评价指标,高质量的热轧带钢对楔形指标提出较高的要求。精轧带钢楔形控制与跑偏及单侧浪形等板形问题相耦合,楔形调节难度高。一方面,带钢楔形会引起跑偏造成轧制过程的生产问题;另一方面,板带楔形本身即为精轧出口质量的重要指标之一,若楔形控制不达标,极易引起小厚度的带钢在轧制过程起浪,造成严重的板形问题。同时,对于楔形控制,实际生产中依赖操作工的人工调控,存在严重的主观性及科学性和准确性差、效率低等问题。通过有限元建模并依据轧机两侧辊缝倾斜压下量和出口楔形的关系式,建立F7出口楔形闭环反馈控制模型。基于带钢不同的入口厚度、带钢宽度、整体压下量分析热连轧精轧两侧辊缝倾斜压下量对出口楔形的影响规律,提出基于遗传系数的多机架调控策略和基于楔形调控极限的辊缝倾斜压下量分配策略,形成精轧机组楔形控制的各机架辊缝倾斜压下值计算模型。研究结果已用于工业生产,可保证楔形调节过程中的轧制稳定性,并能避免单机架倾斜压下量过大造成附加板形问题。

UCM冷连轧机边降控制工作辊辊形优化

国内大量应用的1 700mm以下的UCM冷连轧机组不具备工作辊窜辊功能,只能依靠工作辊边部辊形设计对硅钢板带进行边降控制。提出了针对UCM冷连轧机的工作辊端部辊形设计方法,在大幅提高边降控制能力的同时,通过边部保护段的设计有效减少断带风险。辊形曲线有利于轧辊磨削,避免轧辊表面质量对带钢表面造成影响。充分利用工作辊与中间辊弯辊的板形调控特性,使用高效实用的弯辊力组合板形控制方法,对轧制过程中产生的二次和四次板形缺陷实施快速精确的控制,在控制硅钢边降的同时很好地抑制板形问题,具有重要的研究价值与推广前景。

1250mm热连轧工作辊磨损控制策略

国内大量的1250mm热轧机精轧机组普遍使用带有负凸度的凹形工作辊,由于轧机辊形配置及轧制工艺特点,工作辊出现严重"猫耳"型磨损,造成轧制带钢断面出现局部高点现象。为改善1250mm热连轧工作辊的磨损,提升带钢板形质量,提出了一种适用于1250mm热连轧工作辊磨损的控制策略,在保证板带稳定轧制的同时,通过轧辊辊形和工作辊窜辊策略优化来控制工作辊的磨损。本策略已应用于德龙钢铁有限公司轧钢厂,工业试验表明,该策略可减小工作辊磨损量,使轧辊磨损更加均匀,增加弯辊力调控能力,并使工作辊单位周期轧制带钢长度延长40%,对1250mm热连轧产线工作辊磨损控制具有研究价值和推广前景。

基于三种群粒子群差分进化算法的热连轧粗轧负荷分配优化

在高强度带钢的生产过程中,粗轧中间坯的板形对精轧生产的影响越来越明显,主要表现为中间坯实际凸度和精轧入口预报凸度偏差过大而导致精轧凸度分配不合理。采用三种群粒子群差分进化寻优算法,以粗轧中间坯凸度最优为主要目标,对粗轧负荷分配进行了优化设计,实现了负荷分配优化设定。并对理论计算和现场实际生产数据进行了比较,在粗轧进行负荷分配优化可以明显降低中间坯凸度,保持凸度控制的稳定性。这说明通过优化负荷分配设定来控制中间坯凸度具有明显的效果和可行性。

热连轧智能工厂高效集约生产产和精益管控技术创新

编号:2023207获奖等级:壹等完成单位:马钢(集团)控股有限公司、北京科技大学、上海宝信软件股份有限公司、北京科技大学设计研究院有限公司完成人:丁毅、邵健、邓勇、何安瑞、司小明、闻成才、毛学庆、郭强、潘雷、荆丰伟、兰宇、何海楠、胡玉畅、吴浩洋、王二化项目间介:项目所属科学技术领域为金属材料加工制造工艺及自动化技术。为满足制造分工需要,热轧带钢一厂部多产线配置已十分普遍。多条轧线通常独立组织生产,多线间岗位优化、经验复用、资源最优配置难度大,同时热轧单线生产仍长期存在信息感知盲区、作业信息和数据孤岛、岗位分散、生产质量稳定性不够等难题,导致现模式下生产效率和质量进一步提升存在瓶颈,生产和管控模式创新需求迫切。