热轧带钢板形控制模型研究及应用

发布时间：2017-10-11 10:03

  本文关键词：热轧带钢板形控制模型研究及应用

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【摘要】：热轧带钢外形尺寸指标主要是指宽度、厚度、凸度和平直度。宽度和厚度控制技术相对比较成熟,随着AWC(自动宽度控制)和AGC(自动厚度控制)技术的广泛应用,带钢的宽度和厚度能达到较好的控制效果。凸度和平直度等板形问题,由于相对复杂、影响因素多,特别是对于轧制又薄又宽的带钢,在生产现场比较突出。因此,板形控制系统的研发已经成为轧制技术领域中的一个热点和前沿的发展方向。本文从工艺控制模型的角度介绍了板形控制模型技术的现状;系统研究了热轧带钢板形控制模型,并将其推广应用于生产实际;根据现场实际生产状况,开发了有关板形模型的功能模块,并对板形数学模型进行了必要的优化。本文的主要研究内容如下:(1)深入研究了热轧板形控制设定模型算法、模型设定和自学习数据流,对板形模型数据结构进行了梳理,完成了内、外部数据接口。引入自然出口厚度分布,节约了模型的在线计算时间,使在保证机架间和成品带钢平直的前提下,凸度分配更加合理。(2)深入研究了板形自学习模型,开发了厚度分布目标优化模型算法,当产生不良的板形断面时,通过自动修正目标凸度的大小,来改善断面形状。开发了纵向厚度分布趋势优化模型算法,通过对带钢稳定区和头、尾部实测厚度分布的比较,归纳出厚度分布误差的趋势,对其进行动态补偿以最小化通带板形偏差。(3)结合轧辊磨损的原理,分析了轧辊磨损的主要影响因素,建立了热轧带钢精轧工作辊磨损的在线计算模型。分析了“猫耳”的成因及其影响因素,探讨了预防“猫耳”的技术措施。介绍了周期性窜辊的使用方法及效果。通过对比轧辊磨损的实测值与计算值,表明所开发的磨损模型具有较高的精度。(4)结合传热学基本原理和热轧带钢精轧机组工作辊的工作条件,采用有限差分法建立了考虑轴向、径向传热的工作辊温度场和热膨胀的二维差分模型,分析了该模型在国内某1580mm热轧带钢生产线上的计算结果。(5)针对国内某1580mm热轧生产线,介绍了设备布置及生产工艺流程,讨论了板形模型涉及到的数据接口及模型设定计算和模型自学习的触发时序。给出了现场应用的实际效果,对实际的生产数据进行了统计分析,表明各项板形技术指标均获得满意的控制效果。
【关键词】：热轧 板形控制 凸度 平直度 设定模型 自然厚度分布 翘曲极限 自学习模型 厚度分布目标优化 纵向厚度分布趋势优化 轧辊磨损 轧辊热凸度
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG334.9
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 基本概念11-14
• 1.2.1 断面形状11
• 1.2.2 凸度11-12
• 1.2.3 楔形12
• 1.2.4 边部减薄12-13
• 1.2.5 平直度13-14
• 1.2.5.1 相对长度差表示法13
• 1.2.5.2 波形表示法13-14
• 1.3 板形控制模型研究现状14-17
• 1.3.1 国外研究现状14-15
• 1.3.2 国内研究现状15-17
• 1.4 主要研究内容17-18
• 2. 热轧带钢板形控制设定模型及自学习研究18-35
• 2.1 板形控制系统构成18-19
• 2.2 板形设定模型19-23
• 2.2.1 自然厚度分布20-21
• 2.2.2 翘曲极限计算21-22
• 2.2.3 弯辊和窜辊设定计算22-23
• 2.3 扰动的反馈补偿及控制23-25
• 2.3.1 轧制力反馈补偿23-24
• 2.3.2 凸度和平直度反馈控制24-25
• 2.3.2.1 凸度反馈控制24
• 2.3.2.2 平直度反馈控制24-25
• 2.4 板形模型自学习25-34
• 2.4.1 数据的检查和滤波27-28
• 2.4.2 导出变量计算28-29
• 2.4.3 轧制力模型自学习29-30
• 2.4.4 出口凸度和楔形自学习30-31
• 2.4.4.1 出口凸度自学习[41]30
• 2.4.4.2 出口楔形自学习30-31
• 2.4.5 辊缝位置自学习31-32
• 4.4.5.1 对称的辊缝位置模型自学习31
• 4.4.5.2 非对称辊缝位置模型自学习31-32
• 2.4.6 厚度分布目标优化32-33
• 2.4.7 纵向厚度分布趋势优化33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3. 热轧轧辊磨损研究35-48
• 3.1 影响轧辊磨损的主要因素35-38
• 3.1.1 轧件温度对轧辊磨损的影响35-37
• 3.1.2 轧辊周期承载引起的表面层机械疲劳磨损37-38
• 3.1.3 侵蚀作用下的腐蚀磨损38
• 3.2 轧辊磨损的数学模型38-44
• 3.3 有关“猫耳”的讨论44-45
• 3.4 轧辊磨损模型的实验和应用45-47
• 3.5 本章小结47-48
• 4. 热轧轧辊热凸度研究48-63
• 4.1 轧辊热膨胀的传热学原理49-51
• 4.2 轧辊热凸度数学模型51-57
• 4.2.1 单元的划分51-52
• 4.2.2 边界条件52-55
• 4.2.3 轧辊内部的热量传递55
• 4.2.4 轧辊温度场计算55-57
• 4.2.5 轧辊热膨胀57
• 4.3 工作辊热膨胀的计算57-62
• 4.4 本章小结62-63
• 5. 热轧带钢板形控制系统及现场应用63-73
• 5.1 生产线概况63-67
• 5.1.1 轧线布置及生产规模63
• 5.1.2 主要设备参数63-64
• 5.1.3 生产工艺64-67
• 5.2 板形模型接口数据及触发时序67-68
• 5.2.1 板形控制系统数据接口67
• 5.2.2 板形功能触发时序67-68
• 5.3 应用效果68-72
• 5.3.1 性能指标68-69
• 5.3.2 实际效果69-72
• 5.4 本章小结72-73
• 6. 结论73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果78-79
• 致谢79-80
• 作者简介80-81

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本文编号：1011883