双锥度辊辊形参数对带钢瓢曲变形的影响

根据连续退火生产实际情况,运用MARC有限元软件,定量计算了连退炉内双锥度辊辊形参数对带钢瓢曲的影响. 模拟发现在双锥度辊锥肩处,带钢张应力和横向应力发生突变,并且带钢横向压应力和等效应力都具有最大值,此处最先发生瓢曲变形,这与现场观测到的带钢瓢曲出现的位置完全吻合. 随着总锥度和锥度比的增大,以及平直段长度和直径的减少,带钢发生瓢曲变形的概率都会增加. 其中平直段长度对带钢发生瓢曲变形的影响最大,总锥度和锥度比其次,平直段直径的影响最小.     

连退炉内炉辊热变形对带钢瓢曲变形的影响

利用有限元法,采用单锥度辊作为炉辊初始辊形,分别通过热应力计算和屈曲分析,连续退火炉加热段和快冷段内炉辊热变形及其对带钢瓢曲变形的影响.研究结果表明:在加热段,炉辊热变形后,随着炉辊温差的增大,炉辊形状分别为双锥度辊、单锥度辊和“M”型辊,且炉辊总锥度随温差增大而减小:当炉辊温差在一定范围之内时,炉辊热变形对防止带钢瓢曲变形有利:在快冷段,炉辊热变形后,炉辊变为双锥度辊,随炉辊温差的增大,炉辊总锥度变大,且带钢更容易发生瓢曲变形.基于计算分析,从炉辊热变形角度考虑,对加热段和快冷段的炉辊的温差控制及炉辊选择给出了合理的建议.     

连退线上带钢张应力横向分布的有限元仿真

为了获得带钢瓢曲发生的临界张力条件模型,建立抑制其产生的有效工艺措施,运用有限元中几何非线性屈曲计算方法,结合冲压领域的弹塑性屈曲理论,定量研究了退火炉内的七项关键因素--导向辊辊形、来料板形、带钢宽度、横向温差、焊缝位置、辊面摩擦系数和总张力--对带钢张应力横向分布的影响规律和作用机制. 仿真发现导向辊辊形、带钢厚度等对张应力横向分布影响最为显著,揭示了瓢曲行为与横向张应力分布的内在关系,为制定抑制"热瓢曲"提供了有效的技术思路,并取得了良好的现场控制效果.     

热轧带钢金属横向流动及影响因素

提出了一种分析热轧带钢金属横向流动问题的新方法.首先使用ANSYS软件建立辊系-轧件静力学耦合模型,计算并提取变形后工作辊有载辊形曲线;然后使用ANSYS/LS-DYNA建立动力学分析模型,采用己得到的有载辊形曲线,模拟带钢轧制过程,求解得到沿带钢全宽的横向流动状态;并进一步分析了弯辊力、工作辊辊形以及来料凸度变化等因素对带钢金属横向流动的影响,得到基于插值计算的带钢横向流动计算模型.有限元方法验证了计算模型的可靠性.     

热轧带钢金属横向流动及影响因素

提出了一种分析热轧带钢金属横向流动问题的新方法.首先使用ANSYS软件建立辊系-轧件静力学耦合模型,计算并提取变形后工作辊有载辊形曲线;然后使用ANSYS/LS-DYNA建立动力学分析模型,采用已得到的有载辊形曲线,模拟带钢轧制过程,求解得到沿带钢全宽的横向流动状态;并进一步分析了弯辊力、工作辊辊形以及来料凸度变化等因素对带钢金属横向流动的影响,得到基于插值计算的带钢横向流动计算模型.有限元方法验证了计算模型的可靠性.     

冷轧机工作辊非对称弯辊的板形调控理论研究与应用

为减少冷轧带钢的非对称板形缺陷的产生,设计了工作辊非对称弯辊控制系统.应用影响函数法计算辊系变形,同时考虑辊缝中金属横向流动对带钢出口横向张力分布的影响,通过迭代法计算出工作辊两端施加不同弯辊力后的辊间压力分布、出口厚度横向分布以及出口横向张应力分布.理论分析结果表明,工作辊非对称弯辊可以在一定程度上改善辊间压力分布不均,减轻轧辊磨损和减少轧辊掉皮事故的发生,降低带钢边部的非对称板形缺陷.实际应用结果证明,当倾斜调整量小于10%时,应用工作辊非对称弯辊替代倾斜调整,可以获得更好的板形精度.     

相变对两相区连续退火带钢温度和屈曲变形的影响

以低碳铝镇静钢对研究对象,利用有限元数值模拟方法,分别对连退炉内加热段和缓冷段中带钢相变对带钢温度分布和带钢屈曲变形的影响进行研究。研究结果表明:对于在两相区进行连续退火热处理的钢种,在加热段,相变能有效抑制由带钢热应力引起的横向诱导压应力的增大,并且降低带钢温度和横向温差,从而抑制带钢发生屈曲变形,在760~820℃退火时,相变对带钢屈曲变形的抑制作用随着退火温度的升高先增大再减小;在缓冷段,相变减弱了带钢热应力减小横向诱导压应力的作用,并且升高带钢温度,从而使带钢容易发生屈曲变形;退火温度越高,发生相变的带钢越容易屈曲变形。     

梅钢1420 mm连退瓢曲缺陷演变规律及抑制措施

结合梅钢1420 mm连退线结构特点和工艺特征,分析了生产过程中产生瓢曲缺陷的影响因素,并以"0.12C-0.03Si-0.27Mn"系冷轧带钢为研究对象,具体研究了在起炉升温、规格过渡、高低温切换3个过程中瓢曲缺陷演变规律。结果表明:不论何种内外部影响因素,本质上都是造成了带钢在宽度方向上所受应力分布不均匀,当不均匀应力超过钢带的屈服强度时,在张力作用下,出现沿长度方向拉伸或宽度方向拉窄的条状皱褶。采用宏观控制参数,如炉内温度、张力控制、带钢运行速度等,是改善炉内瓢曲缺陷的有效措施。     

四辊轧机工作辊辊端压靠板形控制模型

为了研究工作辊辊端接触对冷轧带钢板形的影响,本文基于有限长半无限体压扁模型,耦合了轧辊挠屈变形模型与板带塑性变形模型,建立了更加精确的四辊轧机辊端压靠模型。对比了考虑压靠和未考虑压靠模型的计算结果,发现考虑压靠现象后,工作辊辊端压靠力导致端部辊间压力增大,同时改善了带钢边部减薄现象。运用该压靠模型研究了不同板宽、弯辊力对轧制力、压靠力、辊间压力、张力及出口厚度分布的影响,从中发现带材宽度存在一个易发生压靠的宽度范围,以及正弯辊力有利于改善压靠现象。     

张力下的板形屈曲临界载荷和宽度分析

针对现场板带材的实际板形瓢曲情况,在分析以往板带材屈曲按全板宽进行计算的解析模型的基础上,文中采用压应力区域作为板形瓢曲变形区域,以反映现场的实际板形情况,并据此建立了张力影响板形瓢曲变形的解析计算模型,获得了不同张力大小情况下板带材的临界屈曲载荷与宽度的变化情况:临界屈曲载荷随张力的增大而增大,而临界屈曲宽度随张力的增大而减小,与现场的实际情况一致.为进一步验证解析计算结果,建立了张力作用下板带材瓢曲的有限元计算模型,仿真计算结果与解析计算结果基本一致.     

冷轧带钢局部高点卷取过程起筋控制的建模与仿真

为了研究带钢局部高点卷取起筋的控制方法，利用三维弹塑性变形基本理论，并引入带钢塑性流动因子，建立了弹塑性卷取应力和起筋量模型.基于应力函数假设、S. Timoshenko最小功原理和伽辽金虚位移法建立了起筋带钢的应力场分布和可用于在线计算的起筋临界卷取张力设定模型.仿真结果表明：局部高点在径向累积叠加所引起的带钢张力不均匀分布和轴向压应力是导致带钢起筋的主要原因；起筋量随局部高点高度、卷径和卷取张力增加而增大，薄带钢比厚带钢起筋量增幅明显；临界卷取张力随卷径、带钢厚度和局部高点高度增大而减小.     

UCMW轧机正弦函数形单锥度工作辊边降控制

以某冷轧宽带钢UCMW轧机为研究对象,采用有限元法分析了单锥度工作辊窜辊和单锥度工作辊端部辊形对边降控制的影响. 结果表明:端部辊形采用正弦函数时,随工作辊端部锥段窜入带钢深度的增加,边降呈抛物线关系减小;工作辊窜辊的边降调控能力随端部辊形有效段锥度的增加而增加. 同一窜辊深度下,增大有效段锥度可以减小边降;不改变有效段辊形而减小锥段长度可以减小边降. 此外,减小锥度和增大锥长可减小最大辊间压力和辊间压力不均匀度.     

连续退火机组张力优化设定技术研究

针对以往连续退火过程中张力制度设定目标不全面,无法同时考虑带材跑偏、热瓢曲、板形及拉窄等问题,经过大量的现场试验与理论研究,充分结合连退机组的设备与工艺特点,在首次提出了一个带钢稳定通板综合控制指标的基础上,以保证带材连退过程中的通板稳定性最佳作为控制目标,将带材在各工艺段内不出现跑偏、热瓢曲等问题作为约束条件,同时兼顾带材板形及拉窄问题,建立了一套适用于连退过程的张力综合优化设定技术,开发出了相应的冷轧带钢连退过程张力综合优化设定软件,实现了连退过程各工艺段内张力参数的综合优化设定,并将其推广应用到生产实践,取得了良好的使用效果,创造了较大的经济效益,具有进一步推广应用的价值。     

连续退火过程带钢板形演变模型及其应用研究

以往对于连退工艺的研究仅仅关注于性能与稳定通板而忽略板形,针对此问题结合连退机组的设备与工艺特点,在考虑到来料板形与炉内不均匀因素(带材跑偏、炉辊辊型、带钢横向温度差、炉辊安装误差等)影响的基础上,将带材沿着横向按照一个有机的整体进行处理,兼顾到上下单元之间板形的相互影响,建立了一套适合于连退过程带钢内部张应力横向分布模型,分析了单元内板形与单元外板形的差异。还提出了一套适合于连退过程的带钢板形演变模型,并将其应用到某1550连退机组的生产实践,模型得到的连退板形的预报值与实测值误差在15%内,且趋势完全一致,为连退机组板形的控制奠定了理论基础。     

先进变凸度工作辊辊形及其控制特性

跟踪某2250 mm热轧生产线CVC辊形实际窜辊数据发现,连续变凸度(CVC)辊形常窜到两端极限位置.分析表明,CVC辊形的二次凸度调控能力随带钢宽度减小而呈二次方下降趋势,表现出对较窄带钢凸度控制能力的明显不足.Smart-Crown辊形也存在同样问题.提出一种新的先进变凸度(AVC)工作辊辊形曲线,其二次和四次凸度与窜辊量呈线性关系,且随着四次凸度控制能力的增大,二次凸度控制能力随带钢宽度的变化明显放缓,有助于提高宽带钢或超宽带钢轧机对不同宽度带钢的板形控制能力.     

冷轧四辊轧机弹性变形在线模型

为提高轧机弹跳值的计算精度,开发一种四辊轧机弹性变形的在线计算模型,模型中将轧机弹性变形分为辊系弹性变形和轧机牌坊弹性变形;综合考虑各影响因素,设计辊系和轧机牌坊弹性变形的模型结构。基于所设计的模型结构和测试方案,针对某1 800 mm单机架可逆冷轧机,采用影响函数法得到支撑辊辊径、工作辊辊径、带钢宽度、轧制力和弯辊力等因素对辊系弹性变形的影响,并建立辊系弹性变形在线模型;通过对轧机的现场测试,回归得到轧机牌坊弹性变形模型中的系数,并应用于该机组中。研究结果表明:采用该模型,辊缝设定值的计算偏差可控制在±0.1 mm以内,表明该模型具有较高的计算精度,满足现场控制要求。     

连续退火线平整机辊形优化

对连续退火线平整机的板形问题进行研究.通过实际生产数据的统计分析,基于减小有害接触区和增强弯辊力调控功效的思想,利用影响函数法下的辊系弹性变形计算提出了相应的平整机支持辊辊形优化目标.采用分层序列法处理多目标函数,并通过混合遗传算法进行求解,设计出新的辊形配置方案.使用二维变厚度理论建立辊系有限元模型,对辊缝横向刚度、弯辊力调控功效进行计算校核.将研究结果应用于实际生产,改善了平整机的板形控制效果,降低弯辊负担.     

冷轧薄带钢工作辊边部接触研究

为研究工作辊接触对冷轧带钢生产的影响,用影响函数法建立模型,并用现场生产数据模拟计算了四辊轧机的辊系变形.通过计算得到的接触压力、带钢厚度、张应力等分布数据分析了冷轧薄带时发生工作辊接触现象对轧制压力、出口厚度、出口张应力以及板形等的影响.结果表明,工作辊接触使带钢边部轧制压力降低,工作辊与支撑辊间接触压力增大.工作辊接触使带钢凸度和横向厚差减小,对降低边部减薄有利;使出口张应力分布更加均匀,减小了边浪,提高了带钢的平直度.     

CSP加热炉炉辊辊环改造及优化

CSP加热炉中辊环与板坯直接接触,因此,辊环的位置、形状、材质及性能对炉辊受力,板坯表面质量都有重要的影响.目前,CSP加热炉炉辊辊环存在的问题主要有辊环掉快、烧损、结瘤、压延,造成炉辊受力不平而弯曲,板坯表面氧化铁皮压入、跑偏等均会引起热轧薄板的表面质量及板型问题,尤其在冷轧基料上反映比较突出,因此,在实施质量一贯制...     

UCM六辊冷轧机中间辊辊形研究

针对1500UCM宽带钢冷轧机轧制薄规格带钢易出现板形缺陷和轧辊剥落等问题,采用有限元软件ANSYS建立六辊轧机辊系弹性变形三维有限元模型,并利用UCM轧机窜辊特性和轧机板形控制性能指标设计中间辊新辊形.有限元仿真研究表明:UCM轧机中间辊新辊形与原辊形相比,轧机板形控制能力明显提高,工作辊弯辊调控功效提高35.21%,辊缝横向刚度增强12.25%,常轧宽度1 280 mm薄板的辊缝凸度调节域面积增大75.26%;且UCM轧机辊间压力分布得到改善,中间辊和工作辊的辊间接触压力峰值和辊间接触压力不均匀度系数分别下降3.16%和253%,支持辊和中间辊辊间接触压力峰值和辊间接触压力不均匀度系数分别下降13.29%和17.45%.研究结果为开展UCM轧机中间辊新辊形工业实验提供了理论依据.