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热轧温度波动对冷轧变形抗力的影响模型

塑性工程学报 2022年第1期29卷 162-166页

作者：魏宝民王孝建崔熙颖白振华燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 宝钢股份中央研究院梅钢技术中心江苏南京210039 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

针对热轧过程中温度波动生产的带钢在冷轧过程变形抗力变化的问题,将变形抗力分为初始变形抗力和加工硬化量两个部分,建立变形抗力初始模型。将终轧温差、卷取温差、由温差引起的加工硬化量的变化量、标准热轧终轧温度、实际热轧终轧温... 详细信息

针对热轧过程中温度波动生产的带钢在冷轧过程变形抗力变化的问题,将变形抗力分为初始变形抗力和加工硬化量两个部分,建立变形抗力初始模型。将终轧温差、卷取温差、由温差引起的加工硬化量的变化量、标准热轧终轧温度、实际热轧终轧温度、标准热轧卷取温度以及实际热轧卷取温度等因素考虑在内,以多项式函数建立起热轧温度特性波动对冷轧变形抗力影响模型。结合压扁半径的轧制压力模型,建立优化目标函数,利用Powell优化算法通过大量现场生产数据反算出相关特征系数,最终得到冷轧来料的变形抗力。以此为理论依据,开发出轧制压力预报模型,将此研究其应用于某1420机组的生产实践,变形抗力计算值更加精确,成品带钢板形得到良好控制。

关键词：终轧温度卷曲温度轧制压力冷轧变形抗力

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热镀锌沉没辊系轴端压力与锌渣的关系

钢铁 2023年第6期58卷 143-150页

作者：崔熙颖刘格非钱胜王孝建刘亚星白振华燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 黄山学院机电工程学院安徽黄山245011 宝钢股份中央研究院梅钢技术中心江苏南京210008 太原理工大学先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

某钢厂热镀锌机组沉没辊系存在轴端锌渣聚集的问题,为了改善因锌渣聚集导致机组降速而影响产量的状况,需要找出锌渣聚集的的原因及解决方案,开展了轴端压力对锌渣聚集的影响机理及治理技术研究。首先通过现场生产跟踪,发现沉没辊系轴套... 详细信息

某钢厂热镀锌机组沉没辊系存在轴端锌渣聚集的问题,为了改善因锌渣聚集导致机组降速而影响产量的状况,需要找出锌渣聚集的的原因及解决方案,开展了轴端压力对锌渣聚集的影响机理及治理技术研究。首先通过现场生产跟踪,发现沉没辊系轴套与轴瓦的间隙与锌渣聚集量有一定关系。考虑到零部件的磨损,因此分析了轴端压力对锌渣聚集的影响机理,然后表示出轴套与轴瓦间隙量的数学模型,通过条元法分别对稳态运行过程中沉没辊、稳定辊和矫正辊进行受力分析,得到带钢对辊面的支持力、辊子承载量和辊子可正常工作的临界接触角,最终得到轴套与轴瓦间的挤压接触应力模型。在此基础上分析了轴端压力对锌渣聚集效应的影响。结合生产实际,以带钢与辊子包角为优化目标,提出使得轴端不发生锌渣聚集效应的工艺参数优化模型。选取3种典型规格带钢进行辊端压力模拟,计算值与实测值误差小于5%,证明了稳态运行过程中辊端压力计算模型的正确性。通过优化计算得到使轴端不发生锌渣聚集效应的辊端压力所对应的带钢与辊子包角设定值,将其应用到现场生产后,沉没辊系轴套与轴瓦的磨损量降低了60%以上,减小了锌渣流入轴套与轴瓦间隙的程度,从而解决了沉没辊系轴端锌渣聚集的问题,提高了生产效率。同时为其他热镀锌机组沉没辊系因锌渣聚集而导致机组产量降低的问题提供了解决思路。

关键词：热镀锌锌渣沉没辊系磨损轴端压力

冷轧机组卷取过程塔形缺陷形成机理及治理技术

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塑性工程学报 2022年第6期29卷 105-112页

作者：陈骏生张岩岩崔熙颖张文军王伟白振华燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

针对冷连轧带钢卷取过程中的塔形缺陷问题,充分考虑了冷连轧及卷取机组的设备及工艺特点,研究了塔形缺陷的形成机理,提出了塔形量与塔形率的新概念,建立了相应的塔形量计算模型,并选择典型规格产品定量分析了夹送辊与转向辊轴线的夹角... 详细信息

针对冷连轧带钢卷取过程中的塔形缺陷问题,充分考虑了冷连轧及卷取机组的设备及工艺特点,研究了塔形缺陷的形成机理,提出了塔形量与塔形率的新概念,建立了相应的塔形量计算模型,并选择典型规格产品定量分析了夹送辊与转向辊轴线的夹角、卷取层数和卷筒的挠曲变形等因素对塔形的影响。在此基础上给出了冷轧机组卷取过程中形成的塔形缺陷的治理策略,有效地降低了塔形缺陷的发生率,降低了塔形量与塔形率,改善了钢卷的卷取质量,给机组带来了较大的经济效益。

关键词：卷取塔形缺陷塔形量塔形率

冷连轧机组卷取带钢崩断缺陷形成机理及治理技术

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塑性工程学报 2022年第9期29卷 114-119页

作者：陈骏生张文军崔熙颖王伟白振华张岩岩燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

针对冷连轧卷取过程中出现带钢的崩断问题,充分考虑冷连轧机组及卷取设备的工艺特点,介绍了带钢崩断缺陷的概念,研究了崩断缺陷的形成机理,并提出了撕裂系数的新概念。建立了相应的带钢崩断计算数学模型,并选择典型规格产品定量分析了... 详细信息

针对冷连轧卷取过程中出现带钢的崩断问题,充分考虑冷连轧机组及卷取设备的工艺特点,介绍了带钢崩断缺陷的概念,研究了崩断缺陷的形成机理,并提出了撕裂系数的新概念。建立了相应的带钢崩断计算数学模型,并选择典型规格产品定量分析了先导率对带钢崩断的影响,同时推导出先导率计算模型,为现场提供理论参考;分析了边部裂纹对带钢崩断的影响,从理论上给出带材撕裂强度的计算方法;分析了跑偏对带钢崩断的影响,同时给出了张力的分布模型。在此基础上给出了冷连轧机组带钢卷取过程中崩断缺陷的治理技术,有效减少了带钢崩断缺陷出现的概率。

关键词：冷连轧卷取崩断缺陷先导率撕裂系数

酸洗机组高强钢表面色差形成机理及自动控制技术

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塑性工程学报 2023年第10期30卷 111-119页

作者：孙荣生王植王静蔡顺达李岩崔熙颖白振华燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 鞍钢集团钢铁研究院辽宁鞍山114009 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室辽宁鞍山114009 鞍钢股份冷轧厂辽宁鞍山114021 鞍钢股份系统创新部辽宁鞍山114021 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

针对酸洗机组高强钢酸洗后表面存在色差缺陷的问题,首先对存在色差区域的来料进行表面轮廓测量,发现带钢试样边缘与中心区有明显高度差,然后利用高分辨率的扫描电镜和能谱仪对代表性高强钢热轧来料不同部位横截面氧化铁皮进行扫描分析,... 详细信息

针对酸洗机组高强钢酸洗后表面存在色差缺陷的问题,首先对存在色差区域的来料进行表面轮廓测量,发现带钢试样边缘与中心区有明显高度差,然后利用高分辨率的扫描电镜和能谱仪对代表性高强钢热轧来料不同部位横截面氧化铁皮进行扫描分析,发现来料中存在较多的Fe_(2)SiO_(4),增加了酸洗过程的难度,最终呈现为酸洗后带钢表面的色差缺陷。针对上述色差产生机理,通过数据分析回归的方法将来料参数与酸洗参数进行关联,构造了氧化铁皮溶解理论数学模型,在此基础上建立了高强钢拉矫破鳞参数自动控制模型和带钢速度自动控制模型,使得酸洗机组在得到来料参数后,通过模型计算自动调节酸洗工艺参数,从而实现酸洗机组的自动控制,解决了因操作人员经验设定而引起的色差缺陷。将上述研究模型嵌入到现场自动控制系统,经过观察带钢表面无色差缺陷,产品表面质量平均合格率达到了99.7%,比模型应用前提高了9%,色差缺陷完全得到治理。

关键词：酸洗高强钢自动控制色差

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平整机组张力综合优化控制技术

塑性工程学报 2023年第3期30卷 53-58页

作者：崔熙颖谷田卜新钊张涛胡万通张岩岩燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 唐山钢铁集团高强汽车板有限公司河北唐山063016 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

针对某钢厂平整机组轧制过程中出现的带钢打滑以及板形质量较差的问题,从打滑的防治、产品的机械性能与板形的控制等出发,首先通过轧制压力模型将轧制压力和张力联系起来,然后通过板形模型、前张力横向分布模型和打滑模型将板形、打滑... 详细信息

针对某钢厂平整机组轧制过程中出现的带钢打滑以及板形质量较差的问题,从打滑的防治、产品的机械性能与板形的控制等出发,首先通过轧制压力模型将轧制压力和张力联系起来,然后通过板形模型、前张力横向分布模型和打滑模型将板形、打滑概率、伸长率以及前后张力建立联系,最后以不出现打滑现象和成品带钢板形质量最佳为优化目标,建立了一套张力综合优化函数,该函数的优化结果即表示在不发生打滑和伸长率允许误差的范围内,成品带钢板形值最好时的张力设定值,从而形成一套平整机组的张力优化设定技术,并编制出相应的张力综合优化设定软件,可以实现对特定规格、钢种的带钢优化设定出相应的前后张力值。将优化结果应用到现场生产实际,结果表明,使用优化后的张力在轧制过程中未出现打滑现象,且成品带钢的板形质量得到明显改善,提高了机组生产效益。

关键词：平整机组打滑板形张力优化控制

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冷连轧过程中碎浪缺陷的有限元模拟

塑性工程学报 2023年第5期30卷 58-65页

作者：孙荣生崔熙颖李学通白晓帅王楠白振华燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 鞍钢集团钢铁研究院辽宁鞍山114009 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

针对某1450冷连轧机组在轧制成品厚度低于0.6 mm的冷轧板时易出现不同于常规边浪缺陷的单边碎浪及双边碎浪的问题,结合现场生产实际和某典型规格产品工艺进行了非线性有限元轧制过程金属三维形变过程数值分析。首先,根据实际情况划分轧... 详细信息

针对某1450冷连轧机组在轧制成品厚度低于0.6 mm的冷轧板时易出现不同于常规边浪缺陷的单边碎浪及双边碎浪的问题,结合现场生产实际和某典型规格产品工艺进行了非线性有限元轧制过程金属三维形变过程数值分析。首先,根据实际情况划分轧辊单元网格,并建立了连轧有限元模型。在此基础上,完成了典型规格产品1/2轧制有限元模型分析、冷轧各道次变形区有限元分析以及整个冷轧过程带钢的有限元分析。通过建立冷连轧过程中轧辊受力、变形以及带材变形情况模型,模拟了碎浪缺陷的形成过程,并研究了轧制工艺参数对轧制过程的影响。对仿真模拟实验结果进行了分析,得到与现场实际板形相同的双边碎浪板形缺陷。

关键词：冷连轧板形碎浪有限元

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冷连轧升降速过程板形控制工艺润滑制度优化

钢铁 2021年第12期56卷 96-102页

作者：白振华王楠崔熙颖张亚震燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室河北秦皇岛066004

冷连轧机组在带钢升降速过程中,轧制速度会出现频繁的、较大程度的波动,轧制变形区的摩擦因数也会随之发生较大的波动,引起轧制压力来回波动,从而造成升降速阶段的板形相较平稳阶段的板形而言呈现出大幅度变差的问题。工艺制度优化对于... 详细信息

冷连轧机组在带钢升降速过程中,轧制速度会出现频繁的、较大程度的波动,轧制变形区的摩擦因数也会随之发生较大的波动,引起轧制压力来回波动,从而造成升降速阶段的板形相较平稳阶段的板形而言呈现出大幅度变差的问题。工艺制度优化对于摩擦因数引起的板形问题非常有效,因此,首先分析了不同乳化液浓度、初始温度和流量下的带钢在升降速过程中板形的变化过程。针对升降速阶段板形缺陷,采用分段离散法将带钢分别沿横向和纵向分成若干条元,提出升降速过程中板形横向目标函数和纵向目标函数,进而构造出升降速过程中板形动态变化目标函数,实现对轧制过程中板形波动在横向和纵向上的综合控制。由于乳化液浓度和初始温度在轧制过程中无法改变,所以结合板形目标函数,以带钢不发生打滑和热划伤、各机架轧制力不超过限定轧制力为约束条件,提出乳化液浓度和初始温度优化设定函数;乳化液流量优化针对频繁变化的局部浪形缺陷能够起到有效控制,因此乳化液流量一般随轧制速度呈非线性变化,以出口板形波动最小为控制函数,以不发生打滑和热划伤、各机架乳化液总量不超限为约束条件,提出乳化液流量跟随速度优化函数。最后将优化模型应用于国内某钢厂冷连轧机组,根据优化前后轧制力分布、带钢板形云图可知现场应用效果良好。

关键词：冷连轧升降速工艺润滑板形控制润滑

冷连轧过程碎边浪缺陷形成机理及智能综合控制技术

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冶金自动化 2022年第6期46卷 111-119页

作者：崔熙颖王植滕华湘王楠华长春白振华燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室鞍钢股份冷轧厂首钢集团有限公司技术研究院燕山大学电气工程学院

针对某冷连轧机组在轧制厚度0.6 mm以下的薄板时成品带钢边部出现碎边浪，严重时造成断带影响机组连续生产的问题，首先分析了碎边浪的存在形式，并通过大量数据统计得出碎边浪的显著特征，即浪高大、浪距小，并从伸长率方面分析了普通... 详细信息

针对某冷连轧机组在轧制厚度0.6 mm以下的薄板时成品带钢边部出现碎边浪，严重时造成断带影响机组连续生产的问题，首先分析了碎边浪的存在形式，并通过大量数据统计得出碎边浪的显著特征，即浪高大、浪距小，并从伸长率方面分析了普通边浪和边部碎边浪形成机理的区别，进一步从轧制规程设定方面分析了碎边浪的形成原因；然后将带钢横向板形控制与纵向板形控制相结合，建立了轧制参数综合优化模型，形成一套以碎边浪控制为目标的轧制规程优化技术，促进机组连续化生产的进行。现场应用结果表明，本文所述研究成果可以很好地对碎边浪缺陷进行控制，有效降低碎边浪的发生程度及发生率，具有很强的实用性。应用后带钢碎边浪缺陷得到明显改善，因碎边浪严重而断带事故的发生率几乎为零，满足机组自动化控制要求，使机组生产更加流畅，从而使生产效率得到明显提升。

关键词：冷连轧碎边浪板形控制机理分析智能控制