C形翘曲热轧钛带退火酸洗生产过程控制研究

热轧钛带在热轧生产过程中产生C形翘曲,在后续退火酸洗生产过程中如果不采取有效措施进行治理,将导致更严重的表面划伤,甚至因钛带过度跑偏与生产设备发生机械擦刮引发严重的生产停止、设备事故和产生废品,导致重大的经济损失。通过在退火酸洗线生产过程中采用有效控制工艺及措施,如增加压辊、托辊、保护板,辊凸度,套量控制,加热冷却工艺控制,张力-速度控制等措施进行生产过程综合治理,从而保证C形翘曲的热轧钛带在退火酸洗线安全稳定高质高效生产。

面向时间序列的鲁棒性半监督模糊C均值聚类

针对时间序列模糊C均值聚类算法对噪声数据敏感,及其未能将数据中少量已标记数据所包含的监督信息进行有效利用的问题,提出了一种改进的鲁棒性半监督模糊C均值聚类算法。该算法中先使用马氏距离提出一种样本不确定性分析方法,并加入到半监督模糊C均值聚类建模中,以消除噪声点的影响。并改进半监督模糊C均值聚类的部分监督机制来加大已标记数据的监督能力。采用能够弹性度量时间序列相似性的时间扭曲编辑距离代替欧氏距离进行聚类。通过对7组公开的时间序列数据集进行实验对比,结果表明所提算法具有良好的聚类效果。

热镀锌冷却过程对C翘带钢影响及其优化技术

针对热镀锌机组连续退火过程中带钢C翘导致镀层不均的问题,研究了热镀锌冷却过程核心工艺对带钢C翘板形的影响机理,建立了喷嘴冷却模型、喷嘴与带钢实际垂直距离分布模型等关键工艺模型,提出以翘曲抑制率、翘曲控制灵敏度为量化指标的C翘影响模型,给出了完整的风机关键工艺参数综合优化方法,实现了带钢精细化分区冷却控制。某热镀锌机组的应用表明该方法可有效降低机组出口带材翘曲程度。

薄规格花纹板拉矫后C翘行为的研究

平整机组采用拉矫工艺产出的花纹板在开平加工过程中出现严重的C翘质量缺陷,为改善C翘质量缺陷,本文对平整机组拉矫过程中出现的C翘现象进行研究,阐述花纹板拉矫工艺改善板形的原理。通过张力调整试验,表明开卷机同卷取机间的张力差同C翘存在相关性;通过对矫直辊的受力挠曲计算,表明矫直辊的挠曲是导致薄规格花纹板产生C翘的根本原因;进一步确定了开卷及卷取机张力的最佳设定区间,开卷及卷取机张力优化后C翘由改善前的35mm以上降低至5mm以下,改善效果显著。

基于FCM和DTW的多分区电压支撑能力评估

电网规模的发展和负荷的增长使得不同分区无功电压情况的差异性增强,负荷中心区域电压稳定问题日益突出,而负荷较轻区域部分时段易出现高电压和无功过剩,亟需全面评估电网中多分区的无功电压状态,为全局无功协调控制及分区间互动支撑提供数据支持。鉴于此,文中提出一种基于模糊C均值聚类(FCM)和动态时间归整算法(DTW)的评估方法。该方法采用FCM对分区多个时间断面的指标数据进行模糊聚类,形成聚类中心并提取样本的平均特征;同时,利用DTW对聚类中心数据与参考样本进行模式识别,可评估出电网多分区的电压支撑能力。以某典型电网为例,验证所提评估方法的有效性。

基于自适应动态时间规整(DTW)的GA- FCM多阶段间歇过程故障诊断

多时段是间歇过程的固有特征,对间歇过程划分阶段可以提高故障诊断的精度。采用模糊C-均值聚类(FCM)算法划分阶段存在对初始聚类中心敏感、易于陷入局部极优值的问题。提出遗传算法与FCM算法相结合的方法(GA-FCM),用于克服FCM易于陷入局部极优值的问题,以达到全局最优。同时,针对间歇过程数据不等长问题,提出自适应动态时间规整(DTW)算法。随后,用GA-FCM方法完成阶段划分,再建立多向核主元分析(MKPCA)模型完成故障检测。最后将此算法应用于青霉素发酵过程,仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。

E20酯化淀粉在涤棉浆纱中的应用

通过 3个不同浆料配方的上浆试验 ,以绿色浆料E2 0替代PVA用于涤棉纱的上浆 ,获得了较好的效果。

基于改进欧氏-动态时间弯曲距离的谐振接地配电网单相高阻接地故障选线方法

针对谐振接地系统发生单相高阻接地故障时单一特征量故障信息不明显,以及故障线路与非故障线路暂态零序电流存在明显差异的特点,提出一种基于改进欧式-动态弯曲距离的单相高阻接地故障选线新方法。将动态弯曲距离与欧式距离相结合,求取各线路故障2个周期后暂态零序电流波形的相似度矩阵,构建各线路波形的综合相似系数,并结合模糊C均值聚类算法,实现单相高阻接地故障选线。对于工程应用中线路参数差异造成的非故障线路暂态零序电流波形相似性低的问题,对原始波形进行预处理,以提高选线方法的可靠性。通过大量仿真,验证选线方法对单相高阻接地故障和各类接地故障的有效性。在噪声干扰、采样不同步、零序电流互感器极性反接、两点高阻接地等极端情况下,选线方法具有较强的鲁棒性和容错性。

冷弯薄壁檩条在檩条-覆板体系下的强度分析

该文分析了冷弯薄壁檩条 覆板体系下的檩条强度问题,体系受向上的风荷载作用,檩条 覆板体系对檩条的约束作用采用两个弹簧:一个横向弹簧和一个扭转弹簧来代替.比较了覆板刚度和偏心距对C、Z形截面檩条荷载承载力的影响,给出了C、Z形截面檩条的最佳荷载作用点.

基于机器视觉的缝编机断经检测系统研发

缝编机工作时,氨纶丝纤细透明一旦断经,未能按时报警停车,就会织出废品。而传统人工目检和机电断经检测系统费时费力,且易产生误判。基于Windows和C++平台开发了机器视觉检测系统,采用摄像机间隔拍摄经编图片,通过视觉算法对采集图片处理分析,判断断经与否,并通过USB-4761通信口通断控制缝编机的启停。实际应用表明该系统对于断经判定的稳定性得到提高,报警率达到100%。

降低涤棉织物经纱毛羽的上浆实践

分析了涤棉织物经纱毛羽产生的原因及对织造的影响,介绍了降低纱线毛羽的具体上浆措施。

轻薄棉莱赛尔交织平纹织物生产实践

为了提高轻薄棉莱赛尔交织平纹织物织造效率,介绍依据防钻绒平纹织物规格与织造难度系数、结合自产纱线质量指标,设计出以C 5.83tex纱为经纱、以莱赛尔6.56tex纱为纬纱、经密为787.5根/(10cm)、纬密为649.5根/(10cm)、幅宽为308.5cm的防羽布。分析该防羽布在织造过程中存在织物紧度大、经纱易断头和纬纱织口回退,以及整经、浆纱、穿筘和织造各工序的技术难点和要点。结果表明,控制整经车速、张力、卷绕均匀,采用“双浸、双压、双浆槽,高压、高浓、低粘”的经纱上浆思路和“小张力、大梭口、高后梁、早引纬”的双轴织造工艺,织造棉与莱赛尔比例为52∶48、坯布克重为91.7g/m^(2)、织造难度系数为36.7的轻薄棉莱赛尔交织平纹织物,在车速为510r/min时,织机效率可达83%。

热镀锌合金化产品白斑缺陷原因分析及控制

针对实际生产过程中热镀锌合金化钢板表面易出现白斑色差条纹缺陷的问题,通过对正常部位和白斑缺陷部位的形貌、成分进行对比分析,揭示了白斑缺陷的形成机理,并提出了工艺改进措施。结果表明:带钢灰色镀层表面沿长度方向分布的白斑缺陷具体表现为边部呈正常的深灰色,中部出现显著的白色条状斑迹;白斑缺陷实际为欠合金化缺陷,带钢中部欠合金化主要是由于出锌锅后的带钢头部板形不良出现C翘,导致带钢上表面中部的镀层厚度大于下表面,使得上表面Fe元素含量偏低导致白斑缺陷。通过优化热轧层流冷却、严格控制热轧平整机辊径、增加冷却段张力和减少调整锌锅纠正辊的压靠量等措施,有效改善了带钢C翘缺陷,取得良好效果。

热镀锌连退过程C翘机理及其预报模型

为有效降低带钢C翘发生风险,提高其表面镀层均匀性,研究了热镀锌连退过程C翘形成机理。充分考虑到热镀锌连退过程的设备与工艺特点,从弹塑性力学角度详细分析带钢C翘形成机理,并推导出C翘机理力学模型。采用条元法建立带钢C翘预报计算模型,并基于此采用优化递推法成功解决生产应用C翘预报模型难点。最后,在此基础上编制热镀锌机组连退过程带钢C翘预报软件应用于现场,并分别预报两种典型规格带钢在炉内不同工艺段板形翘曲演变过程。结果表明,机组出口板形预报值与其实测值的偏差满足产品精度要求,该模型能实时预测炉内工艺段板形,为后续工艺参数优化提供理论指导,具有进一步推广应用的价值。

镀锌机组带钢C翘缺陷综合治理技术的开发

为了研究带钢热镀产品C翘板形缺陷导致其镀层不均匀性严重问题,优化热镀锌机组连退工艺过程,开发带钢C翘缺陷综合治理技术。首先考虑热镀锌连退过程的设备与其工艺特点,分析C翘板形发生机理,明火烧嘴状态、辐射管状态、风机状态、带钢重力、上游工艺段遗传板形等影响因素,使得带钢表面各处存温度差异性较大,致使带钢横向残留塑性变形在其厚度方向分布均匀,当其超过其临界失稳条件而发生C翘。然后,从系统学的观点出发建立兼顾C翘缺陷影响因素的连退炉系统函数,考虑到连退炉多变量耦合、复杂非线性特点,以工艺段为单位将连退过程划分子系统,以各工艺段板形翘曲最小为目标,基于带钢C翘预报模型分别建立加热段温度优化目标函数、均热段温度优化目标函数、冷却段冷却风机状态优化目标函数,并以各工艺段目标函数相叠加的形式建立系统函数。得出了连退过程各工艺段工艺参数综合优化方法,制定其工艺优化流程,并形成加热段温度优化设定技术、均热段温度优化设定技术、冷却段冷却风机状态优化设定技术等关键技术。最后,将该综合治理技术应用于国内型钢铁机组取得良好效果。结果表明,典型规格带钢在连退过程各工艺参数优化前后对比,其最大翘曲量由17.0 mm降至5.9 mm;该类型带钢的镀层厚度生产统计数据显示,带钢C翘板形改善后,带钢上下表面平均镀层厚度降至用户要求的范围内。

热轧平整带钢C翘机理分析及措施

针对某厂S620GT热轧带钢平整后由下C翘改变为上C翘且其高度平均值达35.9mm的问题,对带钢C翘方式改变的机理进行了研究。分析认为,平整机下支撑辊传动造成带钢上下表面塑性变形区、前后滑区长度、前后滑值、中性点位置、摩擦力大小等变化,形成上下表面应力差,产生上C翘缺陷。通过开展有限元分析,明确了平整工作辊的配辊要求,即上工作辊辊径大于下工作辊辊径,辊径差在3mm以内;对比分析工艺参数,开展DOE试验,得到张力为影响热轧平整C翘的关键影响因子,轧制力、弯辊力为重要影响因子,并得到工艺参数的最优组合(张力220kN、轧制力4000kN、弯辊力-50kN)。平整工艺参数优化后,C翘缺陷高度平均值从35.9mm降至21.5mm,C翘缺陷控制的准确性与稳定性显著提高。

基于“应变重构”的热轧带钢C翘缺陷调控研究

由残余应力不平衡所导致的C翘缺陷是热轧带钢生产过程中难以回避的板形问题,但实际生产中缺乏有效的调控手段。采用基于弹性断裂力学原理的裂纹柔度法,研究了平整加工过程残余应力的演变规律,提出了基于加工过程金属流动性特征的"应变重构"方法,高效、便捷地改善了热轧带钢的平直度缺陷及应力问题。应用上述原理,分析了热轧生产中普遍存在的C翘缺陷的改善机制,并给出了现场应用案例。

冷轧极薄带钢复杂板形翘曲变形行为研究

针对极薄镀锡基板(马口铁)冷轧生产中出现的一类新的复杂板形翘曲缺陷,通过测量分析其翘曲位移模态并与常见的板形C翘及L翘等简单板形翘曲缺陷比较而将其命名为反向C翘缺陷,通过力学建模及模拟计算提出该反向C翘类板形翘曲缺陷产生的力学机理——带钢横截面上各点的纵向延伸在厚度方向存在差值并且该差值沿宽度方向呈复杂不均匀分布所导致的带钢复杂弯曲变形行为。在板形同向C翘研究基础上,抽象建立带钢反向C翘的初应变驱动弯曲变形力学模型,分别推导建立带钢反向C翘变形的解析模型和样条有限元模型及相应求解算法,两种方法的计算结果可相互验证模型及算法的正确性并都与工厂实际存在的反向C翘现象取得一致。研究揭示带钢板形C翘的变形规律与影响因素,获得板形C翘与带钢纵向延伸在厚度方向的差值沿宽度方向的分布形式的关系,发现当此延伸差值沿带钢宽向呈均匀分布或者对称抛物线分布形式时将对应产生不同曲率及翘高的同向C翘,当此延伸差值沿带钢宽向呈不均匀线性分布或者不均匀单调非线性曲线分布形式时将对应产生不同曲率及翘高的反向C翘,进一步还发现如果此延伸差值沿带钢宽向呈更为复杂的曲线分布形式时将会对应产生更为复杂的C翘模态,计算给出了3种典型对称复杂延伸差分布形式所导致产生的对称周期性C翘模态。将生产中所见的反向C翘和仿真预测到的周期性C翘,纳入本课题组前期研究提出的带钢平直性缺陷分类,建立新的带钢平直性缺陷分类。

热轧带钢残余应力相关板形缺陷机理分析及攻关措施

对残余应力相关板形缺陷归纳统计,按产生机理划分为瓢曲与翘曲两大类问题,侧弯与C翘分别是瓢曲和翘曲典型代表缺陷。侧弯与浪形存在相互对应关系,分析显性浪形、隐性浪形控制现状,发现精轧存在人工修改目标凸度设定值现象;建立平整机三维有限元模型,对比分析不同凸度带钢平整后横向应力分布情况,采用"小凸度+空过平整"措施,侧弯平均值从15.2降低至4.97 mm。因下支撑辊传动,带钢变形区存在搓轧区导致带钢上下表面应力差,导致C翘缺陷产生,这种现象通过动态显性有限元分析进一步得到验证,对比分析工艺参数,开展试验设计(DOE),通过工艺参数优化,C翘平均值从27.6降低至10.5 mm。