Strip shape control capability of hot wide strip rolling mills

The elasticity deformation of rolls was analyzed by means of two-dimensional finite element method （FEM） with variable thickness. Three typical mills were used as objects for analysis. A thorough study was done on the control capabilities of these mills on the strip shape. Then the strip shape control capabilities of the three mills was compared synthetically. 2008 University of Science and Technology Beijing. All rights reserved.

Dynamic Decoupling for Combined Shape and Gauge Control System in Wide Strip Rolling Process

The precision of profile and thickness is the most important target for wide strip rolling,but the coupling of profile control and thickness control is ignored in rolling schedule,which holds down the simultaneous quality improvement of profile and thickness.A cross-coupled process control model for combined shape and gauge control was developed on the basis of the fact that both controls for profile and thickness are realized by controlling the rolling gap.A dynamic decoupling controller was then proposed to decouple the model.Both the simulation results and the online production data are valid and ensure the quality of the decoupling controller.

425/630 mm超宽铜带坯一次性连续挤压技术及质量控制

研究了425/630 mm超宽紫铜带一次性连续挤压工艺,并对成型过程进行了模拟。结果表明:通过一次性连续挤压成型的425 mm超宽铜排组织均匀细小,抗拉强度平均值大于210 MPa,性能较理想,适合后续进行大变形量压延加工;通过对630 mm超宽铜排一次性连续挤压模型数值模拟,计算得到的理论值与Deform-3D软件模拟结果基本一致。

矸石充填体机械压缩过程及宽条带岩层沉降分析

以亭南煤矿1102宽条带矸石充填工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、室内试验、现场实测等方法研究了矸石机械压缩过程及岩层沉降规律。结果表明:散体矸石经2 MPa夯实后压缩了27.05%,变成矸石充填体,矸石充填体在可充填空间内机械压缩过程及架后压缩率为(各阶段压缩与可充填空间高度比值):骨架调整段(7.42%),缓慢压缩段(5.39%);机械压缩等价采高为可充填空间高度与矸石充填体2个阶段可充压缩率的乘积;1102工作面矸石充填体在骨架调整段和缓慢压缩段的等价采高分别为0.94 m和1.10 m;1102工作面走向和倾向主断面地表下沉曲线均为“碗”形,骨架调整段到缓慢压缩段过程中,地表变形曲线变化不大,最终最大下沉量分别为39 mm和41 mm。

深部宽煤柱开采的煤柱安全性与地表变形特征

煤柱安全性与地表变形特征是煤矿开采过程中亟需关注的问题,基于深部煤矿煤柱的流变特性和大变形特征,以山西省某矿煤矿宽条带煤柱开采为工程背景,采用现场实测、三维相似材料模拟试验和理论分析相结合的方法,研究了深井宽条带煤柱开采的煤柱安全和地表变形特征。结果表明,在深井条件下,煤柱塑性区宽度明显变大,煤柱垂直应力呈马鞍形分布;煤柱侧向变形主要集中在距离煤柱边缘9.5 m的区域,呈不连续、阶梯状、突变状。此外,若只开采一个条带煤柱工作面,则煤层开采造成的影响程度更弱,地表沉陷和曲率更小。若多工作面条带煤柱开采,则地表沉陷明显。

小麦分引组合式双行宽条带导种装置设计与试验

针对稻茬田小麦机械化带状播种时受黏重土壤与秸秆还田耦合作用制约存在导种装置壅堵导致断条的问题,该研究设计了一种分引组合式双行宽条带导种装置,导种过程中利用球面弹籽部件对下落种群左右均匀分种、借助坡度斜面对分流种群宽带引种。运用质点运动学理论建立了小麦分种、引种过程的力学模型,明确了球面弹籽部件直径和斜面坡度对导种均匀性有影响。运用EDEM软件对小麦导种装置关键结构参数进行优化设计,以球面弹籽部件直径和斜面坡度为试验因素,以各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数为评价指标,通过单因素和二次正交旋转组合试验获取相关试验数据,应用Design-Expert软件对试验数据进行回归分析,建立了试验因素与试验指标之间的回归方程。结果表明,球面弹籽部件直径对各行排量一致性影响显著(P<0.05),斜面坡度对行内横向均匀度有极显著影响(P<0.01),斜面底板导种装置最优结构参数为球面弹籽部件直径40 mm、斜面坡度10°。并与市场上已有的波浪底板、弧面底板、平面底板3种型式导种装置进行3种播量下的仿真对比试验。仿真试验结果表明,各播量下的各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数由大到小均为平面底板、弧面底板、波浪底板和斜面底板型导种装置,在播量450 kg/hm^(2)下,斜面底板型导种装置播种效果最佳,各行排量一致性变异系数为2.92%,行内横向均匀度变异系数为14.19%。台架与田间对比试验表明,斜面底板型导种装置的各行排量一致性变异系数和行内横向均匀度变异系数均最小,此时各行排量一致性变异系数均不大于4.0%,行内横向均匀度变异系数均不大于16%;田间对比试验中,在播量450 kg/hm^(2)下,斜面底板型导种装置较其他3种导种装置各行排量一致性变异系数最低下降了2.73个百分比,行内横向均匀度变异系数最低下降了10.61个百分点。试验结果与仿真结果误差不超过5%,表明装置结构参数优化结果可靠,满足国家播种机质量评价技术规范及大田播种农艺要求。研究结果可为稻茬黏壤土环境下小麦宽条带导种装置优化设计提供参考。

棉花与花生和大豆宽幅间作对作物产量形成的影响

棉花与花生、大豆等油料作物间作是提高土地生产力、缓解棉油作物争地矛盾的有效途径,但迄今尚不清楚两种间作模式下作物产量形成及其机制的异同。本试验以棉花、花生或大豆单作为对照,研究了棉花与大豆、棉花与花生宽幅间作对作物生产力、产量构成等方面的影响。结果表明:宽幅间作条件下棉花||花生和棉花||大豆的土地当量比均大于1,可见两种间作模式均有增产效果。棉花||花生宽幅间作,棉花结铃数、铃重、生物产量和收获指数较单作均有提高,籽棉产量相应增加,但花生的荚果密度、百果重和生物产量降低,花生减产;在棉花||大豆宽幅间作中,棉花铃数、生物产量降低导致棉花减产,大豆单株粒数和收获指数较单作有所提高,表现增产。说明两种间作模式的增产机制不同。研究结果为棉花与油料作物间作提供了重要参考。

罐箱用316L不锈钢(4.4~4.6)mm×2050 mm冷轧退火板白斑缺陷分析及控制

罐箱用316L不锈钢(/%:0.02C,17.12Cr,10.15Ni,2.06Mo)(4.4~4.6)mm×2050 mm宽厚冷轧板在生产过程中表面出现严重的白斑缺陷。运用特征分析、钢种对比、现场缺陷跟踪的方法研究白斑缺陷产生原因,结果表明,白斑缺陷产生原因是带钢轧后表面乳化液残留多,在脱脂清洗效果不足与980℃退火工艺条件下产生分布不均的氧化皮,乳化液残留较多处产生的氧化皮呈白色,酸洗后形成白斑缺陷。系统分析了轧后带钢表面乳化液残留量以及残油去除效果的影响因素,通过轧制工序采用无纺布材质刮油辊,加装风刀吹扫系统,控制乳化液浓度为1.5%~3%,乳化液温度为(55±3)℃,修复两套磁过滤系统;并通过控制脱脂段电导率7.5μs/cm,充套速度50 m/min,调整退火段9~12区炉温到1030℃,白斑缺陷不合格率由10%降低到≤0.5%。

基于性能预报模型的宽带钢生产工艺智能设计实践

某钢厂针对抗拉强度上限低于650 MPa的钢带建立生产工艺智能生成模型。首先对近3-5年内钢种的成分、工艺、性能数据进行统计回归分析,建立钢种的成分含量平均值、轧制工艺参数与力学性能指标平均值的定量关系方程;然后根据方程建立钢种成分、轧制工艺的智能设计模型,模型可计算出不同的钢种成分、操作工艺下轧材的力学性能值;最后将客户要求或标准范围内钢种成分输入模型,由模型遵循成本最优化、力学性能满足要求的原则,从中优先输出合金成本最低的宽带钢生产工艺方案并下发至生产厂执行。计算机模型的计算速度快、效率高,有助于实现减少技术人员劳动量、提高自动化水平并降低合金成本的目的。

宽带钢热轧机轧辊磨损与辊形评价

通过对大量辊形的实测，得到宽带钢热轧机各架轧辊的不同磨损型式，并引入轧辊特征法对这种常规轧辊辊形及一种改进的新辊形进行了合理评价．

板形缺陷模式识别方法的研究

剖析传统的基于多项式线性最小二乘拟合原理的板形缺陷模式识别方法及其不能满足新一代高技术板带轧机在线板形控制的原因；应用模糊分类理论构建了两种新的板形缺陷模式识别方法，并用于冷轧宽带钢厂实测的板形应力信号的板形缺陷模式识别，且有较好的结果。

板带轧机通用变凸度板形控制技术

针对已有的变凸度板形控制技术在大宽度变化范围板形控制能力下降快和常规宽度窄料板形控制能力不足等问题,建立具有自主知识产权的通用变凸度(universal variable crown,UVC)辊形设计数学模型,提出大宽度变化范围内增强板形控制能力的UVC辊形设计方法,分析UVC辊形的不同宽度板带辊缝凸度调节能力。最后,采用1450热连轧机验证UVC板形控制技术的效果。研究结果表明:与板带轧机中广泛应用的CVC技术相比,UVC技术在400 mm带钢宽度变化范围内(950~1350 mm)板形控制能力提升91.71%,常规宽度窄料板形二次辊缝凸度调控范围增大142.99%。UVC板形控制技术可增强轧机板形控制能力,有效解决因液压弯辊力偏大甚至超过极限而难以满足电工钢自由规程轧制高精度板形质量要求的难题。UVC技术可在大型工业轧机电工钢轧制中稳定运行并推广应用于普钢轧制,为完善宽带钢轧机机型,增强热、冷连轧机全流程板形控制能力提供了依据。

激光宽带熔覆碳化钨/钴基合金的组织与性能

利用积分镜对激光束进行整形获得宽带激光束,进行宽带激光熔覆获得无裂纹WC/钴基合金层。对激光熔覆层用扫描电境(SEM)进行形貌观察,并进行能谱成分分析,用XRD进行合金物相表征。结果表明,熔覆层组织主要是由Co的过饱和固溶体、WC、W2C、CoCr、Cr7C3等相组成。W2C相的出现说明WC相发生了分解,WC等硬质相的存在导致熔覆层硬度的非均匀性。

巨厚黄土层宽条带开采地表移动规律及参数优化

为了有效地控制地表移动变形以保护地表建筑物,保证煤炭资源的采出率,最大限度地减小开采损害的影响,应用宽条带开采方案,以彬长矿区的采矿地质条件为工程背景,研究厚黄土层下开采的地表移动规律。通过在开采区域地表布设监测点的方法,结合亭南煤矿现场观测实测数据并对其进行理论分析,描述了深部大采深宽条带开采的地表移动规律,给出了彬长矿区地表移动变形的重要参数,主要影响半径为295 m,主要影响范围角正切值为1.93,地表沉陷范围343 m,边界角为58.96°。运用概率积分和威尔逊理论得出该矿区多个条带工作面开采时,煤柱宽度和采出宽度的最佳匹配计算方法,基于协调开采原则得出了合理的条带开采参数。结果表明,将研究得到的地表移动参数应用于生产实践取得了良好效果,所得的地表移动参数对该矿区具有一定的参考价值。

冷轧带钢整体和局部屈曲及后屈曲的有限元分析

采用通用的有限元分析软件ANSYS，建立了冷轧宽薄板二维有限元模型，分析计算在不同应力形式下，不同宽厚比的带村屈曲失稳特性及后屈曲变形路径．基于该计算结果建立的板形控制目标已在现场调试通过，实践证明它的效果良好．

唐口煤矿村庄群下开采损害评价

唐口煤矿现有采区宽条带开采的地表移动观测资料表明,区域地表移动变形曲线基本符合正态分布特征。采用概率积分法对观测下沉曲线进行最佳迭代拟合,将误差减至最小求取采动变形预测参数,并对430采区工作面开采叠加后对地面村庄房屋的损害程度进行了分析、评价,结果表明村内房屋属于极轻微或轻微损坏,针对不同房屋结构特点,提出了相应的维修、保护措施。

宽带钢拉伸弯曲矫直变形过程的有限元仿真

宽带钢的拉伸弯曲矫直过程是目前尚无法解析求解的复杂弹塑性变形过程。以某1550酸轧'两弯一矫'式拉伸弯曲矫直机为对象,首次运用MARC有限元软件对这一变形过程进行了仿真研究,并提出一系列描述拉矫机理和效果的概念和指标。系统的数值仿真计算与分析不仅揭示了带钢拉矫变形的力学机理,而且给出了插入深度、张力、弯曲辊辊径以及带钢规格材质等多个因素对拉矫过程和效果的影响规律与特点。

可逆式宽带钢冷轧机的现状和发展

介绍了可逆式宽带钢冷轧机的种类、性能、优缺点及其在国内外的应用情况,指出可逆式宽带钢冷轧机正向小直径工作辊、大功率、高产量方向发展,单机架年产量可达80万t,双机架年产量可达100万t。

压实轮压下量对宽铜带连续挤压过程的影响

利用DEFORM-3D软件,对宽铜带连续挤压的压实轮压下过程进行数值模拟,获得坯料在不同压下量下的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩的分布情况。结果表明:在同一压下量下,坯料的等效应力和等效应变在压实轮压下过程中都逐渐增加;当金属进入到轮槽内并与挡料块接触间,坯料的等效应变保持不变,而等效应力则急剧降低;当金属流入到腔体内时,坯料的等效应变又急剧增加。随着压下量增加,在整个连续挤压过程中坯料的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩都增加。通过点的跟踪分析和挤压轮扭矩分析可知,压实轮压下量为6 mm时更适合宽铜带连续挤压。

宽苗带勾型窝眼轮式小麦精量排种器设计与试验

为解决宽苗带小麦精密播种排种器排种均匀性差的难题,结合小麦精量排种技术提出一种勾型窝眼轮式宽苗带小麦精量排种器,使种子行内分布均匀,行间种子不散乱。对关键参数进行了设计和理论分析,通过EDEM离散元软件完成了种层厚度调节板水平距离、窝眼布置形式、窝眼个数、窝眼倾角、种箱底板倾角对充种性能影响的单因素试验。在此基础上以勾型窝眼轮转速、种层厚度调节板垂直高度和窝眼长度为试验因素进行了多元二次回归旋转正交组合试验并应用Design-Expert 8. 0. 6软件对试验数据进行分析,得到回归模型和因素对指标影响关系,确定了影响单粒率重要性大小依次为窝眼长度、种层厚度调节板垂直高度和排种轮转速,排种轮转速与窝眼长度间交互作用不可忽视;影响合格率重要性由大到小依次为种层厚度调节板垂直高度、排种轮转速和窝眼长度。基于回归模型进行多目标参数优化,结果表明:排种轮转速为23. 05 r/min、窝眼长度为7. 00 mm、种层厚度调节板垂直高度为25. 00 mm时,合格率为98. 59%。对该优化参数组合下的排种器进行充种性能和排种性能台架试验,结果表明:充种合格率为98. 01%,试验验证结果与仿真优化结果相吻合,验证了仿真优化结果的可靠性,此时排种器4行间充种合格率变异系数仅为1. 20%,宽苗带各行间变异系数较小;排种合格率为90. 03%,行间排种合格率变异系数为1. 50%,行内均匀性变异系数达到16. 54%,排种性能明显优于常用外槽轮排种器。