五机架热轧线粗轧过程横向厚差在线检测模型及控制方法

摘要

五机架铝带热轧生产线的粗轧过程属于中厚板轧制，板形仪的使用受到限制。粗轧生产的中间带坯存在横向厚差是下游四连轧过程发生跑偏的重要原因之一。为了减少跑偏带来的损失，本文以粗轧过程为研究对象，提出了一种粗轧过程横向厚差在线检测模型，建立了一种以减小粗轧过程横向厚差为目的的三维压力AGC算法。主要工作如下： （1）提出了一种粗轧过程横向厚差在线检测模型 首先，定义了横向厚差的特征参数hsub；利用材料力学简化模型，推导得到横向厚差在线检测的关键参数△b1的计算公式；基于忽略轧辊挠曲和压扁的假定前提，分析了九种轧制状态下横向厚差的外在特征，定义了横向厚差在线检测特征参数δb；提出了粗轧过程横向厚差在线检测模型，并提出采用数值拟合的方法得到hsub与△b1函数关系。 基于MSC.Marc非线性有限元软件，建立了板带轧制的有限元模型。利用该模型，对考虑了轧辊挠曲及压扁的横向厚差在线检测模型进行了计算分析。计算结果表明：本文建立的横向厚差在线检测模型对于考虑轧辊挠曲及压扁的情况也是适应的，即证明了该模型的可行性。 借助二辊试验轧机，进行了验证实验。采用电阻应变测量法，对5种有载辊缝工况下轧机两侧的轧制压力进行在线动态测量；采用螺旋测微器对出口轧件的厚度横向分布进行测量。通过对实验结果的处理与分析，验证了所提出的横向厚差在线检测模型的正确性与可行性。 （2）建立了一种三维压力AGC算法 本文受日本大分厚板厂开发的ACC算法的启发，在压力AGC及粗轧过程横向厚差在线检测模型的基础上，提出了一种以减小粗轧过程横向厚差为目的的三维压力AGC算法--3D GM-AGC。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1横向厚差的概念及其影响

1.3国内外研究现状

1.3.1轧制过程横向非对称性研究现状

1.3.2横向厚差的观测技术现状

1.3.3板形控制方法现状

1.3.4中厚板轧机AGC技术发展现状

1.4金属塑性成形的数值模拟概况

1.4.1有限单元法简介

1.4.2有限单元法在塑性成形中的应用

1.5选题意义及主要研究内容

1.5.1选题意义

1.5.2主要研究内容

第二章粗轧过程横向厚差在线检测模型的提出

2.1主要轧件变形参数的表示

2.2基本假定

2.3横向厚差的特征参数

2.4轧制压力作用点的横向位置

2.4.1轧制压力

2.4.2轧制压力作用点横向位置特征参数

2.5横向厚差在线检测模型

2.5.1入口轧件偏置量△b

2.5.2粗轧过程横向厚差的在线检测特征参数

2.5.3横向厚差在线检测模型的建立

2.6本章小结

第三章粗轧过程横向厚差在线检测模型的有限元分析

3.1 MSC.Marc与有限元计算简介

3.1.1 MSC.Marc简介

3.1.2米塞斯屈服准则

3.1.3 Lagrange描述的刚度方程

3.2板带轧制有限元模型及参数

3.2.1材料模型

3.2.2网格划分及坐标系

3.2.3轧辊运动的定义

3.2.4咬入的实现

3.2.5初始条件，边界条件，计算设定

3.3仿真计算工艺参数

3.4仿真计算结果与分析

3.4.1粗轧过程横向厚差在线检测特征参数的有限元计算分析

3.4.2粗轧过程横向厚差在线检测模型的有限元计算分析

3.5本章小结

第四章 粗轧过程减小横向厚差的三维AGC算法

4.1压力AGC技术基础

4.1.1轧机弹跳方程与P-H图

4.1.2压力AGC简介

4.1.3锁定AGC与绝对值AGC

4.1.4 ACC与Dual AGC

4.2有载辊缝楔形及其定量描述

4.2.1△G的定义与分类

4.2.2有载辊缝楔形的成因

4.3△G与横向厚差的关系

4.3.1△G与横向厚差的定性关系

4.3.2△G与横向厚差的定量关系

4.4一种以消除横向厚差为目的的AGC算法

4.4.1 3D GM-AGC算法的提出

4.4.2 3D GM-AGC算法的运行过程

4.5本章小结

第五章粗轧过程横向厚差在线检测模型的实验分析

5.1实验目的

5.2主要实验设备与材料

5.3实验原理

5.4实验内容与工艺参数

5.5实验结果与分析

5.5.1标定试验结果与处理

5.5.2轧制实验结果与分析

5.6本章小结

第六章全文总结与展望

6.1全文总结

6.2本文不足

6.3展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果