基于改进型粒子群优化算法的双辊薄带振动铸轧压下控制系统优化

振动铸轧辊的周期性振动是诱发Kiss点波动的主要因素,亦可导致轧制力波动,最终造成铸轧薄带纵向厚度不均,为此,对粒子群优化算法进行改进,提出了在粒子群收缩因子算法基础上添加扰动因子的优化算法,并依托四种不同类型的测试函数对该算法进行了仿真分析。结合AMESim、MATLAB联合仿真平台进行仿真验证,并将该算法应用于双辊薄带振动铸轧机液压压下控制系统上进行实验验证,结果表明,在粒子群收缩因子算法基础上添加扰动因子的优化算法在收敛速度及求解精度上明显优于基本粒子群优化算法、粒子群收缩因子算法、带极值扰动的粒子群优化算法,使得实际辊缝宽度误差降低至0.1mm。该算法适用于双辊薄带振动铸轧的中试生产,增强了振动铸轧工艺的稳定性。

双辊薄带振动铸轧塑性变形区力学行为

针对双辊薄带铸轧中存在的板坯质量问题,提出了振动铸轧新技术,以提高板坯的力学性能。基于Φ500 mm×350 mm双辊薄带微幅振动铸轧机进行了20CrMn钢振动铸轧试验,结果表明,振动铸轧轧制力呈现周期性变化趋势,且低于传统铸轧,由此可知单侧辊的振动会对板坯塑性变形区的受力状态产生显著的影响。为了得到其变化原因,基于弹粘塑性理论与生死单元法,建立了振动铸轧塑性变形区的数值仿真模型,分析了不同振动参数对摩擦力及轧制力的影响。与传统铸轧相比,振动铸轧通过单侧辊振动对塑性变形区施加双向剪切力从而改变了摩擦力的分布形式,使塑性变形区内形成周期性变化的搓轧区,进而降低了轧制力。

工艺参数对振动铸轧熔池的影响

为了探究双辊薄带振动铸轧技术中,艺参数对振动铸轧熔池流场和温度场的影响,采用有限元软件构建了双辊薄带振动铸轧熔池仿真模型。基于该模型,研究铜带厚度、铝板出口厚度和铸轧速度对熔池流场和温度场的影响,并通过轧辊急停获得双辊薄带振动铸轧熔池切片,验证了该模型的准确性。结果表明:铜带厚度、铝板出口厚度和铸轧速度对熔池流场的影响与轧辊振动相位有关,工艺参数与轧辊振动共同改变熔池流场。工艺参数变化对熔池上部温度场影响较小,对熔池下部尤其是熔池底部温度场影响较大。

机械振动对AlSi9Cu3亚快速凝固组织的影响

在Al Si9Cu3合金振动凝固过程中施加循环冷却水模拟振动式双辊铸轧工艺凝固过程,研究了在亚快速凝固条件下振动参数(振幅和振频)对凝固组织的影响。结果表明,通过控制振动参数可有效细化芯部等轴晶并扩大等轴晶所占截面比例。当振幅为0.5 mm、振频为25 Hz时效果最佳,芯部等轴晶平均直径为0.2 mm,等轴晶所占截面比例高达80%。试验结果为振动式双辊铸轧生产工艺提供了有效参考。