板带粗轧机轧机件扣头的治理

本项工作通过在线工艺参数、力能参数及轧制温度的综合测试和试验，找出了轧件扣头生成的主要原因。摸清了形成扣头的条件和下扣变形的规律，首次提出了轧件扣头与上下辊之间力矩不无均匀分配、轧制线高度、辊径差之间的定量关系。上述成果填补了轧制理论中的空白，对完善轧机设计和控制理论具有重要意义。为控制轧件扣头的措施的提出和实施提供了科学依据。 基于上述理论提出了控制轧件扣头问题的技术措施方法。该方法在不改变钢坯加热条件的前提下，通过适当调配轧制制线高度，并匹配轧机的压下量和辊径差等参数即可控制轧件扣头问题。 这一方法不需增加设备投入，即可基本消除轧件扣头现象，并将上下辊力矩不均控制在10%以内。该成果曾通过湖北省技术鉴定，被评定为国际领先水平，并获得武汉市成果二等奖。自1996年4月起此项成果已成功应用于生产。

北京科技大学 2021-04-11

三辊行星斜轧机

自1977年以来，北京科技大学等单位相继研究PSW轧机技术。1981年，在北京科技大学的协助下上海第一铜棒厂一台90mm轧铜的PSW轧机投产；1984年北京科技大学接受冶金部的研制60mm三辊行星斜轧机一Y型轧机线材生产线的任务，全线工程于1991年通过冶金部评审，列为推广项目；2000年北京科技大学又进一步将PSW轧机成功运用于某铜厂的无氧铜管的冷轧生产中，连铸管坯可在PSW轧机中连续冷轧成型。 三辊行星斜轧机使用三个间隔120°分布的锥形轧辊对轧件进行轧制。轧辊环绕轧件公转，从而它们的内表面形成一个锥形的变形区，由于轧辊倾斜布置，在它旋转的同时使轧件产生进给运动并通过变形区，因而不需要咬入及导向装置。连续作业中，这种轧机一个道次轧制可获得相当于5至8个机架的连轧机的延伸率。轧辊由主电机通过一个行星齿轮系（右图）驱动。轧辊可以绕大盘上的行星轮轴线偏转，以获得产生进给运动所需要的轧辊偏角，另一台电机用于叠加传动，它驱动行星轮系中的太阳轮，用于消除轧件的任何轻微转动。PSW轧机可对轧件成品断面入寸在很大的范围内无级调整，而无需改变轧辊的孔型设计。不同的断面要求可以简单地通过同步调整三个锥形轧辊的位置获得。若轧出直径需要改变20％以上或轧辊摩损时则需要更换轧辊。 由于三辊轧制可对轧件形成的有利的应力状态，使得PSW轧机特别适合难变形的材料轧制，包扩镍和铜合金、高速钢，甚至于铌钛合金等。 三辊行星斜轧机能在质量指标要求下，对于所有件获得和其他轧制方法一样或更好的结果。被轧材料的组织及晶粒流向表明，PSW轧机的轧制结果与传统轧制方法的结果相比没什么区别。 三辊行星斜轧机轧得的轧件有不同程度的螺旋道，它的高度与轧辊有关，但是不会影响后续轧制或剥皮的质量。三辊行星斜轧机轧得的轧件直径公差可达其尺寸的0．75％。 特点综合：大压下量，单道次经济延伸率可达5～8；轧件不旋转或微转，轧机具有良好的连轧性能；无导卫，轧制稳定；能轧制难变形的材料；升温轧制，保证后续工序的温度要求；

北京科技大学 2021-04-13

热连轧机液压系统

热连轧机液压系统广泛使用于高压水除鳞、粗轧、精轧、层流冷却、卷取、运输链等生产热轧卷板的轧钢设备以及棒线材、型材热轧设备中。依托一重、二重、鞍钢设计院等主机制造厂，太重榆液成功设计制造了以国内第一条自主集成鞍钢1700热连轧机为代表的几十套全线热连轧机液压系统和棒线材、型材热轧液压系统，积累了丰富的设计制造经验，最大化提高了主机设备的控制精度和生产效率。

太重集团榆次液压工业（济南）有限公司 2021-06-17

轧机效能判断及改性研究

一般钢铁厂原有工艺和设备设计不尽合理，设备能力较弱、产品的品种规格及性能质量受到了限制；或由于市场需要调整产品规格和生产工艺。为充分了解现有轧机的机组性能，发挥潜能，并对现行工艺和设备进行改造。这需要对轧机进行效能判断及改性研究，主要内容包括： 利用现代测试技术、计算机数据采集系统和频谱分析等技术对机组的典型常规工艺和改进工艺条件下的设备负荷水平和性态进行了全面的测试和分析。 采用有限单元方法和系统仿真技术等对设备的重要部件进行了强度分析和动态行为仿真。 通过上述工作，摸清了现有设备的承载能力和薄弱环节、现行和改进工艺下的设备负荷状况及实施中存在的问题等。为进一步的设备改造和工艺优化提供了依据。 根据上述工作结果，优化机组的工艺规程和负荷分配，改造了设备的薄弱环节。为实现规格和工艺调整提供依据。

北京科技大学 2021-04-11

轧机液压AGC控制系统

液压AGC具有响应速度快、控制精度高的优点，正在取代电动AGC成为当今新建轧机和欲改造轧机的首选技术。北京科技大学高效轧制国家工程研究中心长期致力于液压AGC在大型工业轧机应用的研究，并在多条带钢连轧机组中取得成功应用，为轧钢技术国产化作出较大贡献。 AGC控制系统由L2过程控制系统和L1基础自动化控制体统组成。L2级系统主要通过模型自学习完成对液压控制系统参数的缓慢变化造成的厚度偏差进行补偿；L1级系统则完成对实时参数变化造成的厚度偏差进行补偿，同时完成液压APC和液压AFC控制功能。 L2级完成的主要功能包括：轧制负荷分配及优化、辊缝位置基准计算和设定、轧制力预报、温度预报、模型自学习等。涉及的计算模型包括：轧制力模型、变形抗力模型、残余应变模型、轧制弹跳模型（辊系弹性变形分析、轧机牌坊弹性变形）、板坯温度模型（辐射和对流、高压水、与轧辊接触产生的热传导、塑性功转变为热量引起的温升、摩擦热）、轧辊磨损模型、轧辊热膨胀模型、力矩模型、宽展模型、前滑模型、轧件尺寸计算模型、板形和板凸度模型、板厚控制与板形控制之间的关系、平面形状预测和控制模型等。 由L1级完成的液压AGC主要控制功能包括：液压缸位置控制（HAPC）、电动压下螺丝控制（EAPC）、自动厚度控制（HAGC，根据不同应用场合可以选择：压力AGC、硬度前馈AGC、测厚仪监控AGC、穿带自适应、快速监控AGC、流量AGC和张力AGC等的一种或几种）、补偿AGC（包括轧件宽度补偿、油膜轴承油膜厚度补偿、轧辊热膨胀与磨损补偿、尾部失张补偿、偏心滤波及补偿、伺服阀偏移补偿、穿带冲击补偿、卷取冲击补偿等）、轧辊平行控制（ALC）、自动纠偏、、轧机调零、轧机刚度测量、手动倾斜、事故锁定和卸荷等。 AGC工作方式包括相对AGC控制和绝对AGC控制两种。 该液压AGC系统和板形控制系统一起被评为“九五”国家重点科技攻关计划（重大技术装配）优秀科技成果，并已成功应用于多条轧线，取得了极高的控制精度。 本项目适用于所有的新建和欲改造的板带轧机包括热轧机、冷轧机和中厚板轧机。

北京科技大学 2021-04-11

轧机工况在线监测系统

轧机出现事故或故障发生后，由于缺少当时的工况数据和波形，所以给事故或故障分析造成很大的困难。而传动系统出现事故和故障往往又与扭矩的最大瞬时值超过某极限密切相关。因此，为了保护传动系统，在线监测扭矩的瞬时变化成为轧机行为监测的重点。 为了能够更加全面反映轧机的运行状况，将轧机的工艺参数、力能参数和电参数中最有代表性的参数作为在线监测的对象，包括：轧制压力、轧制扭矩、压下辊缝、轧制温度、轧制速度、速度给定、主电机电流等。 本系统已在济钢中厚板粗轧机和南钢中板精轧机上投入使用，达到了在线监测、掌握工况、挖掘潜力、安全高产、设定门槛、指导操作、事故追溯、责任裁判的目的，取得了良好的经济效益和社会效益。2000年通过了教育部专家鉴定，其成果达到国际先进水平。 硬件配置 该系统由工业控制机柜、工控机、信号接口箱、模拟采集卡、数字采集卡、隔离放大器、信号调理器、遥测发射机、遥测接收机、前置放大器、遥测仪、感应电源主机、传感器、大屏数显及报警装置等构成。 软件功能 监测专用软件在Windows环境下运行，适合非计算机专业的轧机操作人员使用。其主要功能有：监测参数的设定－标定参数的设置、报警参数设定、采样参数设置和显示刻度设置等；采集画面切换－在线采集波形显示、数字显示、负荷柱形图、轧制工况表等；数据库及查询－一般数据库查询和事件库查询。频谱分析－功率谱分析和相关分析等。 技术特点：采用高频感应电源供电技术，成功解决了被监测轴上在线长期供电的难题，使轴上发射机和传感器等获得了所需要的直流电源。利用调制、解调和抗干扰技术，实现了被监测轴扭矩信号的无线传输。 改变了过去主要靠经验和分立的监测仪表来操作轧机的落后状态，使操作工能够在监测系统的指导下科学操作轧机。

北京科技大学 2021-04-13

四辊精密冷轧机

由北京科技大学机械和信息两学院与上海冶金设备总厂联合开发的四辊精密冷轧机已经在生产上成功应用多年。对厚度0.1mm的带钢，厚差在±4μm以内。主传动稳速精度<1％。经上海市科委鉴定，达国际先进水平。获上海冶金科技一等奖。其主要技术特点如下： 采用支承辊传动，工作辊直径小；采用整体式机架，增大轧机刚度；采用快速换辊装置，提高工作效率。 采用全液压推上AGC装置，位置分辨精度<1μm，频宽11.87HZ。 备有辊缝仪直接测量辊缝系统，当量刚度提高2.8～12倍。 计算机控制采用实时多任务系统，具有监控AGC，予控AGC，张力AGC，恒张力复合控制，加减速补偿，支承辊偏心补偿，操作自动化等系统功能。 应用范围：可用于一般带钢、薄带钢、和有色金属带材生产。

北京科技大学 2021-04-13

四辊精密冷轧机

由北京科技大学机械和信息两学院与上海冶金设备总厂联合开发的四辊精密冷轧机已经在生产上成功应用多年。对厚度0.1mm的带钢，厚差在±4μm以内。主传动稳速精度<1％。经上海市科委鉴定，达国际先进水平。获上海冶金科技一等奖。其主要技术特点如下： 采用支承辊传动，工作辊直径小；采用整体式机架，增大轧机刚度；采用快速换辊装置，提高工作效率。 采用全液压推上AGC装置，位置分辨精度<1μm，频宽11.87HZ。 备有辊缝仪直接测量辊缝系统，当量刚度提高2.8～12倍。 计算机控制采用实时多任务系统，具有监控AGC，予控AGC，张力AGC，恒张力复合控制，加减速补偿，支承辊偏心补偿，操作自动化等系统功能。 应用范围：可用于一般带钢、薄带钢、和有色金属带材生产。

北京科技大学 2021-04-13

板带轧机板形控制技术

提高板带轧机板形质量的一个重要途径是采用新的板形控制技术。目前普遍采用的诸如加大弯辊力、采用可移动中间辊等手段在提高了轧机板形控制能力的同时，也带来了轧辊剥落、辊耗增加等负面结果。目前国内已经投产的板带轧机在板形控制方面均存在一些不足。 本成果在板形控制和辊形设计思想上实现了突破和创新，通过与宝钢和武钢等大型钢铁企业的合作，获得了板形质量明显提高的实际效果，年经济效益超亿元。获得了包括国家科技进步一等奖、原冶金部科技进步一等奖在内的多项奖励。本成果的主要内容包括： 板带轧机变接触轧制技术 板带轧机变接触轧制简称VCR（Varying Contact Rolling），由与轧机形式相适应的辊形设计（“VCR变接触支持辊”、“均压型PPT中间辊”、“轴向移位变凸度工作辊”和“ASR非对称自补偿工作辊”）及配套的工艺制度、控制模型和带钢平坦度检测装置等多项技术所组成。具有增强轧机对板形的调控能力、提高消化来料板形和规格波动能力、使机架间负荷分配趋于合理、保证轧制过程顺行、提高板形质量和生产率、实现超平材超薄材等极限难轧品种的轧制、降低轧辊及轴承消耗等效果。武钢和宝钢等企业的冷热连轧机已采用了这项技术。 板带轧机板形控制模型 板形控制模型与控制系统是现代化板带轧机的重要标志，是实现板形自动控制的关键。通本单位自主开发了热连轧机板形自动控制模型、板形板厚解耦模型、冷连轧机的弯辊自动设定模型和板形控制目标生成模型，并成功应用于大型工业轧机，属于国内首创。该技术的开发和应用，不仅提高了轧机板形自动控制的水平，改善了产品质量，提高了生产效率，同时也显示在板形控制这个国际前沿领域，我国的理论研究和技术开发已经达到了国际先进水平。

北京科技大学 2021-04-11

板带粗轧机轧件扣头的治理

长期以来，大型板带粗轧机生产中一直存在着轧件下扣头现象，影响了轧件后续道次的正常咬入，对轧机、辊道等设备形成较大的冲击、降低了设备寿命；严重时，会使轧件卡死，造成主传动接轴破断和齿轮座倾翻等重大事故。造成了巨大的经济损失，严重影响了生产。 本项工作通过在线工艺参数、力能参数及轧制温度的综合测试和试验，找出了轧件扣头生成的主要原因。摸清了形成扣头的条件和下扣变形的规律，首次提出了轧件扣头与上下辊之间力矩不均匀分配、轧制压下量、轧制线高度、辊径差与轧件发生下扣之间的定量关系。上述成果填补了轧制理论中的空白，对完善轧机设计和控制理论具有重要理论意义。为控制轧件扣头的措施的提出和实施提供了科学依据。 基于上述理论提出了控制轧件扣头问题的技术措施方法。该方法在不改变钢坯加热条件的前提下，通过适当调配轧制线高度，并匹配轧机的压下量和辊径差等参数即可控制轧件扣头问题。这一方法不需增加设备投入，即可基本消除轧件扣头现象，并将上下辊力矩不均控制在10%以内。 该项成果曾通过湖北省技术鉴定，被评定为国际领先水平，并获得武汉市科技成果二等奖。 自1996年4起此项成果已成功应用于生产。

北京科技大学 2021-04-13