5600 mm宽厚板粗轧机关键件制造完成并成功装配

近日,中信重工顺利完成“轧机之王”——5 600 mm宽厚板粗轧机关键件的制造流程并成功装配。该5 600 mm宽厚板粗轧机将用于河南钢铁集团周口钢铁基地宽厚板生产线项目,该项目是河南钢铁集团结构调整、转型升级、促进企业高质量发展的关键项目,意义重大。目前该轧机为世界规格最大的宽厚板轧机,被誉为“轧机之王”。在其生产过程中,最为关键的、制造难度最大的当属轧机牌坊和支承辊,两片牌坊分别于2023年10月9日、11月17日成功浇注,单片牌坊高达16.32 m,采用7包钢液合浇工艺铸造;支承辊直径2.4 m,总长度11.63 m,是目前世界上规格最大的支承辊。

一种高精度四辊板带材轧机支撑辊偏心辨识的研究

板带轧机中上下支撑辊偏心信号是较为典型的一种频率相近的周期波,如果仍采用传统的快速傅立叶变换(FFT)辨识该偏心信号就很难保证结果的精准性与可靠性。对此,在本课题中,笔者经过广泛且深入地探索与研究推出了可有效解决此问题的新辨识方法,即最小二乘法(LS),该算法的实现过程依托经典且成熟的观测矩阵理论,利用2范数最小的终止准则完成求解操作,并从中确定出最相近的特征参数。算例计算结果显示:当上下支撑辊的频率差为和,FFT所辨识的幅值和相角均严重失真,而LS方法所辨识的幅值精度分别可达0.064%和0.127%,相角的辨识精度分别为0.076%和0.0286%。同时利用某四机架板带连轧生产的实际采集的轧制力数据作为辨识目标,通过分析各个机架的轧辊偏心的影响,可以看出在246Hz处的轧辊偏心信号被很好地辨识。因此笔者提出的这种新方法可提供准确、可靠的辨识结果,而且不容易受外部干扰,进而从源头上提高了识别效率,保证了识别的精准度。

新一代高技术宽带钢轧机电工钢高精度板形控制研究进展

自由规程轧制是实现柔性一体化生产组织和追求最大生产效率的必要途径,板形控制一直是制约电工钢自由规程轧制的瓶颈难题。阐述了国际上对新一代高技术宽带钢轧机机型的不断探索与板形控制技术特征及其日趋复杂化的进展研究;基于热模拟与数学模型构建了电工钢完整轧制过程的高温本构关系,建立了电工钢热塑性变形过程集成仿真模型,原创构建了电工钢自由规程轧制完整过程中可同时控制不均匀变形和不均匀磨损的非对称自补偿轧制作用机制、提出了一种由数据与机理融合驱动的电工钢自由规程轧制形性协同的非对称自补偿轧制轧辊辊形、液压窜辊和液压弯辊的高精度融合控制方法。结合生产实际提出了新一代高技术热连轧自由规程轧制过程的全板形融合π机型与板形控制创新技术,突破性实现了高效低成本对新一代高技术宽带钢轧机自由规程轧制的高精度板形控制,为现场工业生产提供了理论基础和创新实现路径。最后展望了宽幅电工钢高精度板形控制的创新发展趋势。

建筑结构钢板热轧轧机DBN-PSO振动预报及应用

利用实时监测数据(Real-Time Monitoring Data,RMD)参数分析轧机振动状态,综合运用深度置信网络(Deep Belief Networks,DBN)与粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法构建轧机振动仿真模型,实现RMD参数的深度挖掘,并达到轧机振动的预报效果。通过融合处理能够获得非常接近实际振动过程的预测数据,具备优异预测能力。结合现场测试的初始数据预测误差在3.5%范围内,跟轧机振动情况相符。当轧制速率变慢后,振动加速度出现了降低结果;入口张力对轧机的振动加速度具有反向作用;轧机振动加速度相对出口张力表现为正相关特点;以不同宽度的轧件进行测试发现轧机振动加速度保持基本恒定的状态。该研究对提高热轧轧机运行稳定性,对保证建筑结构钢板成形精度具有很好的指导意义,可以拓宽到其它的成形设备优化领域。

高速线材精轧机常见故障原因分析及处理措施

制约高速线材生产稳定与产品精度最大的因素就是设备精度,而精轧机作为高速线材生产的核心设备,精轧机的稳定运行直接决定了产品的精度与产能。鉴于此,主要对高速线材精轧机常见的故障进行原因分析并提出处理措施。在实际应用中,大大降低了故障次数,节约了设备维护费用,提升了产品性能,为企业的降本增效发挥了巨大作用。

四工作辊轧机轧制304不锈钢板件截面塑性变形分析

针对四工作辊轧机轧制304不锈钢板件存在变形量大、尺寸不稳定的问题,利用Solidworks软件建立四工作辊轧制系统有限元模型,采用Deform软件对304不锈钢板件在不同轧辊直径、轧辊转速和轧辊压下量下进行轧制仿真,分析其对轧件截面高度和等效应力分布的影响,根据轧制仿真分析结果设计制造了四工作辊轧机,并对不同压下量下仿真和生产的轧件截面高度进行对比分析。结果表明,轧件截面塑性变形可分为相互作用Ⅰ区、过渡Ⅱ区和变形Ⅲ区,等效应力、等效应变和截面高度在Ⅰ区最大,在Ⅲ区最小且变化平稳,Ⅱ区值位于两者之间并呈U型分布。

轧机主传动万向接轴及其关键件有限元分析

通过对轧机主传动系统中的关键件——叉头进行三维建模及力学特性分析,发现危险截面出现在叉头顶部即与十字轴相连接的孔面上。以叉头顶部距叉头底面距离和孔面半径为优化所需的设计变量,以最大等效应力为目标函数进行优化设计,得到叉头最佳设计方案。叉头优化设计后所受最大等效应力相比优化前降低了37%。又因在轧机主传动系统中,万向接轴直接受尖峰扭振影响,最为薄弱,故根据优化后的叉头建立万向接轴的有限元模型并对其固有特性进行分析,得到万向接轴的共振点在100 Hz附近,此时的第一阶扭振在传动系统中的破坏性大,因此,轧机工作环境要避免或减少该频率附近的振动,以免共振时峰值扭矩突然增大,造成接轴及其关键零件破坏。

基于板带厚度误差PI反馈的轧机辊缝调节方法

针对轧机刚度系数未知波动影响板带厚度控制精度的问题,提出了基于板带厚度误差PI反馈的轧机辊缝调节方法。首先,建立轧机弹跳方程、液压辊缝调节动态方程,以及从辊缝设定值到板带出口厚度的动态方程;其次通过测厚仪和测压计,获取轧机出口处的板带厚度,以及轧机施加的轧制压力;然后设计基于板带厚度误差量PI反馈的辊缝大小的设定值,同时引入比例反馈增益系数与积分反馈增益系数的单参数化设计;最后将辊缝大小的设定值输入轧机液压辊缝调节系统进行辊缝调节,最终形成一套完整的轧机辊缝调节方法。该方法提高了轧制参数的预设定精度,大大减小了轧机刚度系数波动对板带厚度控制精度的影响,从而提高了板带厚度精度。

基于LSTM算法的冷轧机架振动动态预警分析

在实际生产阶段冷轧机具有多态性与时变性,需要对轧机振动动态预警进行转换形成包含多变量的时间序列预警。建立了一种基于LSTM算法的冷轧机振动预警模型。研究结果表明:提高步长后模型预警性能获得明显提升,随着步长到达5后,模型表现也逐渐变差,步长为4时,获得了最优预警效果。结合实际振动报警阈值,在预警振动能量值升高至阈值75%时激发形成振动预报,第一卷与第二卷分别提前预报1.6s与3.2s。该研究对控制板材的精度具有很好的指导意义。

轧机自动换辊装置研制

介绍了一种四辊可逆轧机的自动换辊装置。该设备安装于轧机操作侧,可实现自动更换成对工作辊或支承辊,且在其更换轧辊过程中,无需拆卸机旁盖板,便于留出物料通道。换辊过程操作稳定可靠,有效利用工厂空间,缩短了换辊时间,提高了轧线产能。

2050mm热轧产线精轧机零调优化改进

针对2050mm热轧产线精轧机零调速度和精度存在的问题,通过对阶梯垫装置精度的改善、平衡系统稳定改造、窜辊等效凸度的准确计算、标定程序优化、增加轧机标定后辊缝功能,有效解决轧机标定通过性、精度和带钢板型控制。

热连轧机纵向刚度影响因素研究

轧机刚度是轧机本身固有的特性参数,同时在实际轧制过程中与轧制条件有关.针对实际轧制过程中轧机刚度受轧制条件影响的特性,分析了轧件宽度和轧制速度对轧机刚度的影响机理,得出了轧件宽度和轧制速度对轧机刚度的影响关系式;运用相关性分析方法MIC分析了部分设备参数对轧机刚度的影响关系,即支撑辊辊径和阶梯垫高度对轧机刚度的影响较大,工作辊辊径对轧机刚度的影响程度约为支撑辊的80%,工作辊磨损对轧机刚度的影响较小,这对热连轧机二级控制模型中轧机刚度的补偿和修正具有重要意义.

厚板轧机机架力矩平衡旋转吊装装置研制及成套施工技术

一、成果研究背景近年来,随着中国国防安全与军备制造需求不断增大,热轧厚板(中板、厚板、炉卷)生产线的数量持续增加,使中国军事发展一直在稳步推进。而随着时代发展,钢铁企业为了降低工程的一次性建设投资成本,不再考虑特大型轧机机架(350t以上)的安装需求,从而在设计阶段降低项目桩基、厂房钢结构强度、高度及行车起重性能的选型,导致厂房吊装净空不足、行车起重能力无法满足轧机吊装需求。且车间内基础深坑多,基础顶板承载能力有限,大型吊车租赁费用高昂等因素也限制了使用吊车吊装。

二十辊轧机辊系耦合振动特性及振动控制

精密极薄带因具备高精度、耐腐蚀、优异表面光洁度等性能,被广泛应用于微制造、微电子等高技术领域。二十辊轧机辊系的耦合振动对极薄带的生产有着重要的影响。考虑到轧制工艺和润滑状态等变化形成非线性轧制界面,建立了一种二十辊轧机辊系耦合动力学模型。应用多尺度法求解主共振和内共振的幅频特性方程,分析了不同参数对幅频特性曲线的影响。基于奇异性理论探究了不同参数与系统分岔的关系。同时,根据李雅普诺夫一次近似稳定性判据,结合系统动相平面相轨迹图,对系统稳定性进行判断分析。然后,基于Washout filter控制器原理设计了一种状态反馈控制器,通过对系统进行状态空间表达式变换,分析了控制增益对幅频特性的影响。利用时域图、相位图、频谱图以及Poincaré截面图进行仿真对比,验证了所设计控制器的可行性和有效性,为二十辊轧机振动及其控制的研究提供了一定的理论指导。

热连轧机刚度综合评价系统的开发

轧机刚度是热连轧机提高设备管理水平和产品质量的核心内容,轧机刚度技术的应用是稳定生产,提高热轧极限产品生产能力的重要手段。结合轧机刚度的组成部分和影响因素,开发了轧机刚度在线评分系统和监控管理系统,建立了在线评价和实时监控体系。实现了刚度信息化、数字化控制,使得轧机刚度水平和轧制稳定性得到大幅提升。

主被动阻尼减振器对轧机辊系减振特性研究

轧机的垂直振动是冷轧带钢产品生产效率低下的关键问题所在,严重影响了轧制产品的质量和轧制速度的提高.为提升轧机设备的安全性,同时提高生产的效率和钢材的精度,基于主被动阻尼减振器对轧机辊系的振动特性及减振效果进行了研究.首先,考虑主动阻尼控制效应中的分数阶和时滞因素,建立带有主被动阻尼减振器的分数阶时滞垂直非线性振动方程;然后,对建立的数学模型进行稳定性分析,得到主被动阻尼减振器各参数的稳定区域;再者,运用多尺度法求得系统的幅频方程,分析系统的时域特性、频谱特性、主共振特性以及次谐共振特性;而后,对轧机辊系振动响应进行时滞反馈控制,通过获得最优反馈控制增益和最优反馈时滞,将振动系统的振幅、不规则振动及能量消耗达到最优;最后,对静定轧机上工作辊进行了垂直振动控制实验,对比发现理论分析与实验结果基本吻合,结果表明主被动阻尼减振器能够有效抑制轧机辊系的垂直振动并满足设计要求.研究结果为轧机辊系减振器的设计应用及轧机的振动控制提供了参考.

双机架宽厚板轧机轧制效率提升措施及实践

针对莱钢4 300 mm粗轧机、精轧机间距离短对轧制节奏影响大的现状,通过辊道分组、辊道逻辑控制优化、缩短待温板坯间距等措施,最大限度增加了待温辊道的长度和批轧块数;通过优化辊道接钢、分钢优先权判断功能的开发、精轧机咬钢顺控优化等措施,减少了时间浪费;通过跟踪物料影像保持功能减少了物料跟踪错误导致的停机时间。以上措施的实施,使产线生产效率提升15%以上。

基于20辊轧机冷轧带材的后张力机制研究

重点讨论了张力机制在20辊轧机生产工艺中的作用,适宜的张力可以有效控制产品尺寸和形状,影响轧制力的大小,提升产品的表面质量和机械性能;稳定的张力调节可以减少表面缺陷和不均匀性,并影响轧制速度和冷轧温度的控制。在实验中通过改变后张力预设值,发现后张力的调节可以对工艺参数产生显著影响,进一步实现产品质量和生产效率优化。使用三位形貌轮廓仪对成品带材进行了表面粗糙度检测,发现调整后张力预设值对带材表面粗糙度有较大的影响。

热轧H型钢万能轧机导卫系统研究

导卫装置的设计和使用是否恰当直接影响产品质量和轧机的生产能力。对长钢H型钢车间万能轧机导卫装配形式进行研究,在线探讨了UR-E-UF三台串联式轧机进出口腹板上下导卫装配要点。研究结果表明,该导卫装配形式可降低型钢车间非计划停机时间和工艺故障率,实现降本增效。

多源数据驱动的轧机振动预测及可解释性分析

为研究轧制过程动态工艺参数对轧机振动的影响规律,改善现有研究中机理模型精度较低且数据模型缺乏可解释性的问题,采用极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)算法建立基于多源数据的轧机振动预测模型,并使用SHapley Additive exPlanations(SHAP)框架对预测模型进行解释。通过与其他预测模型相比,XGBoost预测模型可以利用工艺参数实现对轧机运行状态的高精度预测。基于SHAP框架解释的结果表明,出入口厚度、轧制力、轧制速度对轧机振动影响较大,后张力对轧机振动影响较小。研究为提高轧机设备与工艺参数的匹配度,实现将工业数据应用于轧机振动预测和分析提供理论基础。