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本文以武钢集团鄂钢公司“冷轧平整机板形控制”项目为依托,针对鄂钢1500mm单机架四辊冷轧平整机组在平整过程中的板形问题,从现场测试、理论分析两方面开展了系统的研究,提出了适合该冷轧带钢平整机板形控制的辊形技术、辊形配置方案、轧制工艺数学模型,为现场生产提供了指导依据,具有重要的理论意义与工程应用价值。本文主要完成了以下几个方面的工作:
(1)通过建立辊系弹性变形有限元模型分析了平整机的板形调控特性。针对在平整轧制过程中产生的板形缺陷等问题,通过建立平整机辊系弹性变形有限元模型,对其板形调控特性进行了仿真分析,分析主要包括辊形、带钢宽度、轧制力、弯辊力的变化对辊系变形及辊间接触压力的影响,由仿真结果揭示出了平整机产生板形问题的机理;
(2)由平整机板形控制特性分析,提出了基于平整机工作特性的辊形配置方案。根据平整机的板形调控性能分析,提出了配套工作辊的支持辊辊形:VCR变接触支持辊,对新旧辊系方案进行分析对比得出:在1020mm和1380mm两种板宽情况下,辊缝横向刚度分别增长了14.57%和10.35%;当弯辊力从-450kN增大到500kN时,弯辊调控功效分别增大了18.58%,22.37%;辊间接触压力峰值和不均匀度有不同程度的降低,辊身边部压力骤降,有效消除了有害接触区,并且在带钢接触区域内辊间接触应力分布更加均匀,仿真表明新的辊形配置方案能够有效提高平整机的板形调控性能;
(3)利用BP神经网络建立了平整机工作辊弯辊力预设定模型。针对现场的人工弯辊设定模型不合理性,提出了基于BP神经网络的工作辊弯辊力预设定模型,通过大量的工况训练和仿真,得出弯辊力预报结果,并与人工回归弯辊力设定模型进行对比,证明该模型具有较高的准确性,为现场多规格、多品种的带钢生产提供了良好的弯辊力计算模型。