Compound control for speed and tension multivariable coupling system of reversible cold strip mill

To weaken the nonlinear coupling influence among the variables in the speed and tension system of reversible cold strip mill, a compound control(CC) strategy based on invariance principle was proposed. Firstly, invariance principle was used to realize static decoupling between the speed and tension of reversible cold strip mill. Then, considering the influence caused by the time variation of steel coil radius and rotational inertia of the left and right coilers, as well as the uncertainties, a CC strategy that is composed of extended state observer(ESO) and global sliding mode control(GSMC) with backstepping adaptive was proposed,which further realized dynamic decoupling and coordination control for the speed and tension system. Theoretical analysis shows that the resulting closed-loop system is global bounded stable. Finally, the simulation was carried out on the speed and tension system of a 1422 mm reversible cold strip mill by using the actual data, and through the comparison of the other control strategies, validity of the proposed CC strategy was shown by the results.

Microstructure and Eutectic Carbide Morphology of the High Speed Steel Strips Produced by Twin Roll Strip Casting Process

The M2 high-speed steel strip was produced by using the laboratory scale twin roll strip caster. The microstructure and eutectic carbide morphology of thus produced products were observed and analyzed, and the comparison of those with conventional products was carried out. The effects of the processing parameters such as the melting temperature, the pouring temperature, rolling speed and separating force on the microstructure and eutectic carbide morphology and their distribution were analyzed. The spheroidizing process of the strips in the annealing process was investigated. The relations between the growth and spheroidizing of the eutectic carbide and the annealing technology were obtained, and the mechanism of the twin roll strip casting process improving the eutectic carbide spheroidizing was discussed. The theoretical instruction for determining the subsequent treatment process was provided.

地下室外墙后浇带超前止水施工技术研究与应用

建筑现浇结构为防止收缩或沉降产生裂缝,需要在相应位置留设后浇带,并应在结构封顶若干时间后进行封闭,对于地下室外墙后浇带,因留置时间过长,基坑不能及时回填而存在安全隐患,现场施工多采取超前止水措施提前封闭后浇带。论文针对现浇导墙及砖砌护墙等传统工艺的局限性,采用模数化预制盖板实现外墙超前止水,兼具后浇带封闭及保护后浇带钢筋双重功能,确保地下结构及防水工程施工质量,消除基坑长时间暴露的安全隐患,为主体工程施工尽早提供工作面,促进降本增效,加快施工进度。

热轧薄规格带钢板凸度纵向分布特征的研究

为了控制某1780 mm热轧生产线薄带钢板凸度的纵向分布,通过分析现场轧制过程工艺及板凸度数据,对影响因素进行了定量分析。结果表明:随着带钢厚度的减小,带钢板凸度纵向差值越大,其带钢长度方向上F7机架出口温度、速度和F1机架轧制压力和弯辊力差值越大。随着带钢宽度的减小,板凸度纵向衰减量逐渐增大,带钢中后部的板凸度逐渐低于目标值的下限。随精轧F7机架出口速度、温度的升高以及F1机架轧制压力和弯辊力的降低,板凸度发生衰减,且上述轧制参数波动值越大衰减特征越明显、衰减量越大。

Simulation of Fluid Flow, Heat Transfer and Micro-Segregation in Twin-roll Strip Casting of Stainless Steel

In twin-roll strip casting process, metal flow and temperature distribution in the molten pool directly affect the stability of the process and the quality of products. In this paper, a 3D coupled thermal-flow fenite element modeling （FEM） simulation for twin-roll strip casting of stainless steel was performed. Influences of the pouring temperature and casting speed on the temperature fields were obtained from the numerical simulation. The micro-segregation of the solutes during the strip casting process of stainless steel was also simulated. A developed micro-segregation model was used to calculate the micro-segregation of solutes in twin-roll casting of stainless steel. The relationship between the solidus fraction in solidification and temperature was given, which was used to determine the LIT （liquid impermeable temperature）, ZST （zero strength temperature） and ZDT （zero ductility temperature） in the period of non-equilibrium solidification. The effect of temperature on the micro-segregation was discussed. According to the computational results, the solidification completion temperature in the twin-roll strip casting of stainless steel was then determined, which can provide a basis for controlling the location of solidification completion temperature and analysing the crack of the casting strip.

Determination of the Friction Coefficient in the Flat Strip Drawing Test

Current work is focused on the influence of friction in deep drawing process. Friction measurements were also conducted using a modified tribotester based on strip sliding between tools. Four different tool surfaces were tested under similar contact conditions regarding contact area, normal pressure, sliding speed, lubricant and surface characteristics to calculate the friction coefficient between the tool surface and a high strength low alloy steel sheet HSLA 380. The results showed that friction coefficient varies over a wide range with different lubricating conditions and different sliding velocities. For some sliding velocities, the coefficient of friction is stable and low, while for others it is unstable and higher. Results of the experiments reveal that this novel tribotester is a very useful tool to evaluate and compare the friction between steel sheet and tool surfaces in alloyed steel for cold working applications. The outcomes have only small dispersion within the different test series, which indicates a stable process with good repeatability. The test method enables comparison of different surface finishes and treatments, lubricants and coatings in terms of friction and galling under conditions similar to those found in sheet metal forming processes. The four different types of surfaces considered for this study were grinded, polished, nitrided and quenched/tempered. The main difference among the tested tools in this work was the surface roughness, which was found to have a strong influence on friction.

季节性剥离露天煤矿工作帮形态动态控制及推进强度优化

季节性剥离露天煤矿由于剥离工程的不连续性使得工作帮超前推进距离巨大,为了减小超前剥离、节省剥离运距,从季节性剥离露天煤矿工作帮形态动态控制、工作帮极限推进强度优化确定进行研究。阐述了季节性剥离露天煤矿工作帮形态及作业程序,分析了工作帮形态及推进强度影响因素。根据季节性剥离露天煤矿工作帮结构形式和采剥作业方式,建立了工作帮形态优化工程模型,论述了工作帮循环推进距离与作业平盘宽度和采场露煤方式的关系;计算了组合台阶循环推进工程量和分层设备生产能力,给出了工作帮循环推进时间以及端帮运输系统可靠性计算方法。以最小化剥离物运输功为优化目标、剥采工程时空接续为约束条件建立了季节性剥离露天煤矿工作帮形态优化数学模型并引入序列二次规划算法(SQP)进行非线性规划求解。提出通过确定剥离台阶组合方式和作业平盘宽度实现季节性剥离露天煤矿工作帮形态动态控制的方法、剥离工作帮极限推进度优化确定方法。以胜利西二号露天煤矿为工程背景,将上述优化控制方法进行应用研究,通过建立剥离工作帮形态优化模型并将西二露天矿实际参数代入进行计算求解。结果表明:当组合台阶中台阶数目为5、作业平盘宽度为89 m时,工作帮推进满足剥采工程时空接续要求,且剥离物运输功最小。该形态下工作帮极限推进度为320 m/a,分析确定了台阶组合方式及循环推进距离变化时工作帮极限推进强度变化规律。

茂名某高岭土磨剥工业试验研究

以茂名某高岭土为原料,采用BP1000剥片机进行两机串联的磨剥工业试验研究。研究结果表明,当分散剂六偏磷酸钠用量为干矿质量的0.1%,剥片转速为300r/min,磨球量为900kg时,-2μm含量可提高到92.08%。

高速受电弓浸金属碳滑板载流摩擦磨损机制研究

高速受电弓滑板面临高滑动速度、高电压、大电流等极限运行环境,运行环境的复杂性势必对滑板的使用寿命造成影响。为研究高速受电弓浸金属碳滑板载流摩擦磨损机制,通过对某高速列车受电弓浸金属碳滑板进行实车跟踪监测分析,得出高速受电弓滑板的真实工作条件,并通过扫面电子显微镜、电子探针、白光干涉仪对高速运行磨损后的浸金属滑板表面进行微观形貌分析、表面元素分布分析、表面粗糙度分析。结果显示:浸金属碳滑板的主要磨损机制为黏着磨损;浸金属碳滑板中间异常光亮的区域主要是由大量碳元素排列组成,且可能是由于滑板在进出站以及车辆段滑动时接触网未设置拉出,造成滑板中间磨耗较其他区域明显异常。磨耗后滑板表面成分分析可以得出,滑板表面氧元素原子占比较高,说明滑板表面发生了一定的氧化还原反应。

梳棉棉结的控制

梳棉棉结一直是困扰纺纱企业的难题。通过刺辊速度、锡林速度、梳棉机出条速度、梳棉机定量、活动盖板速度的正交试验,得出对棉结影响的主次顺序和最优方案,并验证了最优方案是最优工艺。最优工艺为刺辊速度770 r/min、锡林速度560 r/min、盖板速度300 r/min、生条定量4.6 ktex、出条速度140 m/min。研究结果为控制梳棉棉结提供了控制方法。

吉林省公路风吹雪分布特征及原因分析

为了研究吉林省公路风吹雪的分布特征,采用现场调研与Ansys Fluent软件仿真模拟相结合的方式,绘制吉林省公路风吹雪分布地图;以吉林省受灾最多的路基横断面形式为例,以主要地形区雪季平均风速为代表风速仿真模拟,结果表明:吉林省公路风吹雪分布特征的主要影响因素是风速。

复合材料挤油辊压缩变形与除油效果关系研究

冷轧板材生产线上,具有多孔结构和高摩擦系数的复合材料挤油辊已基本取代橡胶辊,影响其除油效果的主要因素是压缩变形量,因此需研究复合材料挤油辊受力压缩和除油效果的关系。首先对挤油辊受力压缩进行理论分析;然后使用ABAQUS对试验用和实际两种不同尺寸复合材料挤油辊进行仿真,确定其压缩变形量与所受压力关系曲线;最后利用挤油试验平台通过对试验用挤油辊进行静态压缩以及除油试验修正关系曲线,得到修正系数为0.9。研究表明实际工况下,复合材料挤油辊转动周期应大于0.232s,对应带材平动最高速度为61.75m/s;除油后带钢表面油膜厚度最小值为0.8g/m2,带钢表面质量有所提高;复合材料挤油辊承受压力约为6250N时,即可达到最佳除油效果。

基于机器学习的受电弓滑板磨耗预测模型

为研究受电弓滑板摩擦磨损性能的影响因素,根据磨耗演变规律对磨耗进行预测,采用置信区间估计法,确定滑板历史磨耗数据统计值上下界和基准训练集,建立机器学习的线性回归模型,以梯度下降法使代价函数趋于最小对模型进行优化。通过对该模型及方法的应用,预测滑板剩余厚度限集,并通过与某型车实测磨耗数据比较。结果表明:预测数据与实测基本一致,可为有效减少动车段对受电弓滑板维护工作量提供依据。

高端离心铸造热轧板带工作辊开发和制造技术

以热轧板带离心铸造工作辊产品为代表的高合金材料是铸造工具钢和高合金材质领域应用最广泛、最成熟的大型工业产品之一。我国热轧板带工作辊的研发和制造伴随着钢铁行业的发展突飞猛进,轧辊材质和规格的多样性以及产品可靠性、使用性能和制造能力不断提高。随着新兴技术特别是集成计算材料工程的快速发展和制造业信息化、智能化的变革,离心铸造热轧板带轧辊的开发和生产制造能力得到进一步的提升。本文主要介绍了热轧板带工作辊的发展历史以及市场对新型轧辊的需求,简述了轧辊材质开发和轧辊产品未来发展方向,并且讨论了轧辊制造业发展的趋势。

基于YOLOV5s_Attention的表面缺陷检测的应用研究

基于卷积神经网络的表面缺陷检测算法虽然取得了较高的检测精度,但在检测速度上不能较好满足实际工程应用的实时性需求。为了满足实际工程中对检测精度与检测速度的均衡要求,文中以YOLOV5s为基线提出一种基于通道空间注意力的表面缺陷检测算法YOLOV5s_Attention。首先,将传统的数据增强与马赛克数据增强相结合来提升模型鲁棒性;其次,在Backbone中添加SE模块,将不同通道的特征权重进行重新分配,更有效地进行特征提取;最后,在Neck的跳链中添加CBAM模块,将提取特征依次进行通道与空间维度的融合,较好地保留了图像的通道特征与空间位置信息。在标准数据集上的大量对比实验证实了提出的YOLOV5s_Attention优于一些现有的经典模型。以NEU-DET数据集为例,相较于基线YOLOV5s,YOLOV5s_Attention的检测精度提升了8.3%,其中六类缺陷之一的细裂纹(Cr)的检测精度由32.8%提升到了76.8%,在保证检测精度的同时,单帧检测时间也达到91 f/s,从而能较好地满足缺陷检测工程中对检测精度与检测速度的均衡需求。

碳素材料在高铁受电弓滑板中的应用研究与展望

滑板作为高铁受电弓的关键部分,必须具备耐摩擦、高导电性、不易电腐蚀、抗冲击的条件,而碳素材料除了具备以上条件外,还拥有质量轻、自润滑、耐高温的优点,碳素材料是推动受电弓滑板广泛应用的关键。重点阐述了碳素材料在高铁受电弓滑板应用中的研究现状,以及应用中面临的挑战,并对碳素材料在高铁受电弓滑板的应用作出了展望,为受电弓滑板的制造提供参考。

高速大终端荷载钢带式过卷过放防护装置的试验分析

提出适用速度达到20m/s、终端荷载3750kN的过卷过放防护装置的制动力、缓冲距离、制动减速度等主要技术参数的设计计算方法。介绍了钢带式过卷过放防护装置的设计和选型的流程,通过性能试验得到制动力和钢带宽度、钢带厚度、动定轴压缩量等参数的关系,为超大规格钢带式过卷过放防护装置研发设计、使用提供重要参考,对此类安全装备的快速发展和实践应用具有重大意义。

微带像增强器的选通特性研究

讨论了像增强器微带传输电路和脉冲选通模型 根据传输线理论用数值方法模拟了纳秒和皮秒脉冲在像增强器内的传输特性 ,给出了相吻合的理论和实验结果 ;将脉冲微带传输模型和微通道板的时间相关离散打拿极模型相结合 ,完整地分析了像增强器的脉冲选通特性 研究结果表明 :与输入脉冲相比 ,加载到微带上的脉冲和像增强器输出端输出脉冲的变化主要受微带传输时间的影响 ;

可逆冷带轧机速度张力系统的动态滑模解耦控制

为削弱可逆冷带轧机速度张力系统中各变量间的非线性耦合影响,本文提出了一种基于幂指数趋近律的微分几何动态滑模解耦控制方法.首先,应用微分几何理论,通过非线性状态反馈和坐标变换,实现了可逆冷带轧机速度张力非线性耦合系统的输入/输出动态解耦和线性化.其次,针对解耦后得到的各独立线性子系统,综合考虑可逆冷带轧机速度张力系统的负载扰动、参数摄动和未建模动态等不确定部分的影响,基于幂指数趋近律设计了动态滑模控制器.理论分析表明,所提出的控制方法能够保证闭环系统渐近稳定,并能有效削弱系统抖振.最后,对某1422mm可逆冷带轧机速度张力非线性耦合系统进行仿真,并同其他解耦控制方法相比较,结果验证了所提出方法的有效性.

双辊铸轧薄带过程中铸速对熔池内温度场的影响

采用三维流热耦合有限元分析对双辊铸轧不锈钢过程进行模拟,利用反向方法处理铸辊与熔池之间的换热边界条件,研究发现,随着铸轧速度的提高,铸带与铸辊之间的热传导系数增大,凝固终了点位置向铸机出口移动,铸带的表面和中心温度都有所升高,熔池表面温度略有增加.在水口尺寸一定的情况下,铸轧速度过小,铸带横向温差较大.铸轧速度是调节熔池液面高度和轧制力的有效手段.