宽带钢冷连轧机边降控制支持辊辊形研究

结合现场带钢边降控制跟踪测试和工业试验,建立辊系三维弹性变形有限元模型,分析武钢1 700 mm四辊冷连轧机组引进的常规凸度支持辊与单锥度工作辊的辊形配置方案存在板形控制能力不足、边降控制效果欠理想和波动大等问题的原因.基于有限元仿真分析和工业试验,采用工作辊和支持辊一体化辊形设计思想提出自主设计的EDW边降控制工作辊配套的VCR变接触支持辊.研究结果表明,VCR/EDW新方案与原方案相比,前者的辊缝凸度调节域扩大10.7%,辊缝横向刚度增强19.1%,辊间接触压力峰值下降21.6%;VCR变接触支持辊配合EDW边降控制工作辊经过工业轧机现场轧制,轧机凸度控制能力明显增强,弯辊力调节效率提高,带钢边降、凸度及平坦度显著提高.     

宽幅无取向硅钢热轧板形控制技术

针对1700热连轧机下游机架工作辊磨损严重且不均匀导致宽幅无取向硅钢的板形控制等问题,采用ANSYS建立辊系弹性变形有限元模型并研制宽幅无取向硅钢生产的ASR-N非对称自补偿工作辊.研究结果表明:与长行程窜辊的常规凸度工作辊相比,ASR-N工作辊服役期内轧机辊缝横向刚度提高13.9%以上,凸度调节域扩大8.0%以上.该技术应用于1700热连轧机工业生产实践,不仅2.3 mm× 1.28 m宽幅无取向硅钢轧制单位由试生产时的40卷扩大到正常轧制的70卷以上,且带钢出口凸度小于45μm的比例由50.0%提高到94.9%,凸度大于60 μm的比例由20.2%下降到0.7%.     

宽带钢热连轧机自由规程轧制的板形控制技术

针对无取向硅钢连续自由编排"批量同宽"的自由规程轧制要求,自主开发了ASR-C非对称自补偿工作辊技术.采用ANSYS建立了三维辊系有限元模型.有限元分析和工业应用试验发现,ASR-C工作辊无论是在带钢宽度变化时,还是在轧制单位完整服役期内,均具有稳定的凸度和磨损控制双重能力,同时ASR-C工作辊增强了辊缝横向刚度和弯辊力的调节效率.在武钢1 700 mm热连轧机进行了2.55 mm×1 280 mm宽幅无取向硅钢"批量同宽"轧制的ASR-C工作辊工业试验.结果表明,凸度≤45μm的带钢比例由常规工作辊的41.8%提高到98.2%,凸度>53μm的带钢比例从33.9%下降到1.8%,ASR-C工作辊辊形自保持性达到88%.ASR-C技术取得显著稳定的凸度和磨损控制效果,实现了"批量同宽"的自由规程轧制.     

武钢2250热轧平整机不均匀磨损及板形调控特性

针对首次采用的兼有HCW和WRS两种机型特点的武钢2250热轧带钢平整机在平整过程表现出的工作辊磨损严重且不均匀、工作辊存在特殊的弯辊调节现象等问题,由连续跟踪测试发现该平整机在轧制服役过程中存在典型的"W"形工作辊磨损规律,通过定义磨损影响系数对"W"形磨损进行了分析.研究了工作辊磨损、工作辊窜辊和弯辊对板形调控的综合影响,并通过实验证明最终解释了热轧平整机特殊的弯辊调节现象.指出随着工作辊磨损的加剧,工作辊形成了特殊的"W"形磨损,使工作辊在板宽范围内形成了一定量的正凸度,造成辊缝凸度减小,必须通过使用工作辊由正弯辊向负弯辊逐渐变化的调节手段来增大承载辊缝凸度,以补偿平整过程中工作辊磨损和窜辊引起的承载辊缝凸度的减小,从而保证承载辊缝凸度的相对稳定.     

CVC热连轧机支持辊不均匀磨损及辊形改进

非对称的CVC工作辊与对称支持辊辊形配置易导致下游机架支持辊辊形自保持性差.利用ANSYS有限元软件分析F4机架常规支持辊磨损对轧机板形调控性能及辊间接触压力分布的影响,发现严重的支持辊不均匀磨损会影响轧机的板形控制稳定性,并导致支持辊剥落增加辊耗.基于有限元分析提出一种新的支持辊辊形,实验证明新辊形具有良好的自保持性,可在整个服役期内稳定发挥其性能,并在支持辊服役后期缓解辊间接触压力尖峰的出现.     

单机平整机轧辊的磨损及其对板形的影响

分析了单机架平整机轧辊的实际辊形、磨损状况,并通过运用有限元模型计算辊缝曲线的2次和4次分量研究了辊形对板形的影响.结果表明,工作辊磨损较轻,对辊形影响不大,但原始辊形与目标辊形差别较大,是产生l/4浪板形缺陷的因素之一;支持辊局部磨损较严重,但这种不均匀磨损对板形影响较小,在整个服役期内对板形的作用基本不变.     

HVC辊形在莱钢1500热连轧机组的应用

设计出一种新型高性能变凸度工作辊辊形——HVc辊形，该辊形具有辊缝凸度调节与板宽成线性化的特点，通过对板形调控性能的理论分析可知，HVC辊形可以有效地调节辊缝形状，增强板形控制能力，将其与板形自动控制模型相结合应用于莱钢1500热连轧生产中，表明HVC辊形可以明显改善板形质量，具有较强的实用性。     

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.     

热带钢轧机非对称工作辊的研制与应用

热轧精轧机组下游机架既要实现板形控制,又要均匀化轧辊磨损以实现自由规程轧制.同时,硅钢、集装箱用钢等专用钢边部减薄严重,常规的板形控制手段难将凸度控频侥勘曛开发了非对称工作辊,辊身一端带特殊曲线,上下工作辊成反对称放置.改变轧辊的轴向位置,带钢凸度变化量可超过150μm.设计了针对该工作辊的特定窜辊策略,带钢边部板形可得到有效控制.改善了轧辊磨损辊形,有利于实现自由规程轧制.在鞍钢1700ASP生产线上的使用实绩表明,采用非对称工作辊后,硅钢凸度降低了29.8%,高强度钢的凸度可降至50μm以下,且凸度控制稳定.     

热轧工作辊变行程窜辊策略

推导出工作辊磨损特征参数与窜辊策略参数的定量关系表达式,从理论上研究各种窜辊策略参数对工作辊磨损特征参数的影响,并分析工作辊不同磨损量时窜辊对承载辊缝的影响.在此基础上,制定窜辊策略参数的选取原则,并提出了热轧常规曲线工作辊变行程窜辊策略,此策略在国内多个热连轧生产线上得到运用.     

宽带钢四辊冷连轧机边降控制辊型配置

针对某1,700,mm宽带钢四辊冷连轧机在生产过程中易出现支持辊磨损严重且不均匀,轧机板形控制能力明显不足,第1、2架轧机的弯辊力经常达到最大值,带钢的边降控制波动较大等问题,采用大型有限元软件ANSYS9.0建立了轧机辊系与轧件一体化三维有限元仿真模型,研究了不同工况、不同辊型配置下的工作辊挠曲变形、带钢金属横向流动及工作辊和支持辊间的辊间接触压力分布等,对比分析并设计了用于带钢边降控制的辊型配置新方案,投入现场连续应用后,取得了比较明显的板形控制效果,带钢比例凸度由1.20降至1.05,板形平坦度由原来的15,IU降至9～10,IU,带钢两侧边降同时达到7,μm以内的比率为92.7%.     

Backup roll contour in finishing trains of hot rolling based on hybrid genetic algorithm

On the basis of integrating two-dimensional varying thickness finite element method with hybrid genetic algorithm, a precise model was developed to design ideal backup roll contour (Varying Contact Backup Roll, in short VCR) in finishing trains of hot rolling rapidly and efficaciously. Additionally, a lot of good actual effects of VCR, such as evident improvement of profile and flatness of strip, remarkable decrease of roll consume, excellent maneuverability and maintenance, and so on, were validated by long-term industrial tests in hot rolling strip plant of Wuhan Iron and Steel Group Corporation (WISCO).     

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.     

基于遗传算法的UCM双机架冷轧机弯辊力设定模型

建立了宽带铜6辊紧凑式冷轧机组弯辊力设定综合模型,以提高带铜板形质量．采用大型通用有限元软件建立了辊系弹性变形三维有限元模型,结合工业轧机整体取样,分析了双机架冷轧机多轧程各道次带铜板形比例凸度变化,确定了板形的主要影响因素;以板形良好为目标、双机架弯辊力的相对余量均匀作为约束条件,建立了基于遗传算法的工作辊和中间辊的弯辊力设定数学模型．本模型应用于1500mm6辊UCM大型工业轧机连续轧制试验取得明显改善带钢板形和提高对带钢来料凸度波动变化适应能力的实际效果．     

UCMW冷连轧机组各架中间辊端部辊形

针对UCMW冷带轧机板形控制中存在的两类耦合问题——边降与平坦度的控制耦合以及工作辊弯辊与中间辊弯辊的调控功效耦合,定义了描述耦合度的参数以量化其耦合程度,提出通过设计中间辊端部辊形实现对两类耦合问题的解耦思路,并以某1550UCMW冷连轧机为对象进行了中间辊端部辊形设计.仿真计算结果表明,利用所设计的中间辊端部辊形可以在一定程度上化解两类耦合问题的耦合关系,且可以进一步优化改善轧机的板形控制性能,达到提高实物板形质量的目的.     

四辊轧机轧辊弹性变形的研究

介绍了轧辊弹性变形影响函数解析方法的基本理论与公式.采用Fortran语言编写了轧辊弹性变形解析软件.采用编写的解析软件对某1 700 mm热带轧机精轧机组进行模拟计算,计算结果表明:增大弯辊力将降低出口带钢凸度;弯辊力的变化对辊间压力分布、工作辊挠度及辊间压扁的影响较大,而对支撑辊挠度及工作辊与轧件间的压扁影响不大;辊间压力在支撑辊端部位置存在峰值.以上模拟计算结论均符合轧制理论及现场实际.     

SmartCrown四辊冷连轧机工作辊辊形

针对宽带钢冷连轧机首次应用的SmartCrown板形控制新技术,通过对SmartCrown辊形的函数结构和特征参数进行研究,推导出了SmartCrown辊形设计式,分析了辊形特征参数对辊缝形状的影响.该研究可用于SmartCrown工作辊的磨削及板形控制.     

UCMW轧机的边缘降控制性能和影响因素分析

建立了UCMW冷连轧机辊系与轧件一体化仿真模型. 由工作辊弯辊、中间辊弯辊、工作辊轴向移位、中间辊轴向移位确定不同仿真工况,分析了各调控手段对带钢中心凸度和边缘降的调控能力. 详细研究了带钢厚度、张力、压下率、变形抗力等对边缘降的影响. 结果表明,工作辊弯辊对带钢中心凸度的控制能力最强,工作辊轴向移位对带钢边缘降的控制能力最强,各影响因素对边缘降的影响程度都大于对中心板凸度的影响. 说明带钢边部对轧制因素的变化更敏感.