四辊轧机不对称刚度条件下轧辊弹性变形的研究

针对国内某热连轧厂精轧机组某机架轧机两侧刚度不对称的实际情况,为了研究四辊轧机驱动侧和操作侧刚度不对称条件下轧辊弹性变形的规律,采用影响函数法开发了基于双悬臂梁模型的轧辊弹性变形模拟计算模块,对刚度不对称时的四辊轧机进行了受力分析,对轧辊和轧件进行了离散化,给出了关键的影响函数.使用该计算模块并结合现场实际数据计算了不同刚度差条件下工作辊的弹性挠曲、工作辊与轧件之间的压扁、工作辊与支撑辊之间的弹性压扁、轧制力的横向分布和辊间压力的横向分布规律,研究了不同刚度差条件下轧件出口断面形状的变化规律.     

热带钢连轧机精轧轧辊磨损计算理论

对四辊热连轧机精轧轧辊磨损进行了研究 ,除考虑了轧件的轧制长度外 ,还考虑了轧制压力和辊间压力的横向不均匀分布 ,轧件在辊缝中的纵向和横向滑动 ,轧件偏离轧制中心线的影响以及 CVC辊型对磨损的影响 ,以实测数据为基础 ,建立了支承辊和工作辊磨损分布的理论计算模型 ,计算结果与实测结果吻合很好 ,对各种轧机轧辊磨损的研究有一定的参考价值。     

六辊轧机辊间压力分布解析

用影响函数法计算了六辊轧机的辊系变形和辊间压力分布,研究了单锥度中间辊对辊间压力分布和轧件横向厚度分布的影响·结果表明采用单锥度中间辊可改善辊间压力分布状态,明显降低辊间压力峰值,但轧件横向厚差稍有增加,最大值出现在轧件边部·计算了不同锥度时的辊间压力分布与轧件横向厚度分布,通过比较辊间压力峰值与轧件边部厚度,确定了最佳锥度范围为1/100～1/150,使HC轧机的辊间单位压力峰值降低15%～20%,轧件横向厚差仅在边部增加几微米,符合板形要求·     

变厚度轧制轧件水平速度变化规律

为了揭示变厚度轧制过程轧件水平速度与轧辊垂直移动速度之间的关系,从分析变厚度轧制微元体变形入手,利用体积不变条件,建立了变厚度轧制变形区轧件水平速度关系微分方程(VGR-V方程).在给定的边界条件下对VGR-V方程进行了求解,得到了计算变形区轧件水平速度的表达式,同时验证了变厚度轧制同一时刻变形区轧件各断面秒流量不相等.给出了变厚度轧制过程的轧件水平速度分布的典型算例,从中可见各工艺参数对轧件水平速度的影响规律.该研究结果为变厚度轧制变形参数和力能参数求解提供了基础.     

热轧金属横向流动规律及其对板形的影响

采用有限元软件ABAQUS建立热轧金属弹塑性变形模型研究金属横向流动,为了降低模型计算成本,在模型中引入平稳轧制过程中轧件几何模型端面纵向位移沿横向均布的假设.利用此模型仿真研究轧制过程中多个因素对于金属横向流动的影响规律以及相应金属横向流动对轧件板形造成的影响.研究结果表明,接触界面摩擦状态的改变对金属横向流动的影响可以忽略;宽带钢热连轧生产中,在比例凸度不变的情况下,宽度的变化和平均前、后张应力介于实际生产范围内的波动不会引起金属横向流动的变化以及进一步的轧件板形变化;金属横向流动随压下率变化,且使得压下率增加时轧件对称板形向中浪趋势发展;金属横向流动随对称及非对称板廓相似度变化,且金属横向流动的变化显著削弱板廓相似度的改变对轧件板形的影响.为了满足生产现场的在线控制,根据多组有限元模型计算结果建立快速金属横向流动非线性回归模型,为轧件板形的准确调控奠定基础.     

带钢热连轧非对称因素对板形的影响

为研究某2250 mm热连轧生产中非对称因素对轧件非对称板形(如楔形和单边浪)的影响,利用基于影响函数法的辊系变形模型、张应力模型和简化的轧制压力横向分布模型相结合的方法,建立了集轧机和轧件为一体的非对称板形计算模型。研究结果表明：来料楔形对轧件楔形的影响明显超过其对轧件平坦度的影响;上游机架和下游机架刚度非对称分别主要影响轧件楔形和平坦度;40益以内的轧件温度不对称分布对轧件平坦度影响较小,对出口楔形的影响可以忽略;轧件跑偏对楔形和平坦度均有显著影响。根据板形良好条件确定了各非对称参数的允许范围。     

中厚板轧制轧件头部弯曲模拟计算

在建立中厚板轧制轧件头部弯曲人工神经网络模型的基础上,计算分析了中厚板精轧过程上下辊转速比、压下率、来料厚度材质对轧件头部弯曲的影响,并给出了轧件头部弯曲控制参数下辊转速比和压下率的最优控制范围。     

四辊轧机热轧带钢板形的急停测量实验研究

结合国内某厂6机架热连轧精轧机组实际条件,选取典型产品制定了带钢轧制过程中板形急停后的测量实验方案.根据此方案进行了测量实验,得到带钢机架间板凸度实测值.结合轧制过程中各道次轧制力、弯辊力及辊形曲线等实际数据,采用基于影响函数法的四辊轧机辊系弹性变形软件针对该典型产品的板形控制过程进行计算,分析了轧辊平均凸度计算值与设定值之间存在偏差的原因.将带钢机架间横向厚度分布的计算值与实测值进行比较,二者吻合较好.     

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.     

轧制问题的有限单元法解

本文在平面应变条件下,假设轧件为应变硬化的刚塑性体,轧辊为不变形的刚体,轧辊与轧件之间的接触摩擦条件为粘着,即轧辊与轧件之间无相对滑动。用刚塑性有限单元法计算了平板轧制过程的单位压力,金属流动速度和应变、应力分布等,并对接触弧长、刚塑性交界面、前滑系数和中性角等的确定提出新的看法。 有限单元法计算程序是以刚塑性广义变分原理为基础,采用八节点曲边四边形等参单元。根据在四辊轧机上轧制铝板的实测数据,对计算结果进行验证。     

在线高精度中厚板凸度计算模型

基于普通中厚板四辊轧机,利用影响函数法分析了轧件宽度、轧制力、工作辊和支撑辊尺寸和弯辊力对有载轧辊凸度的影响,并根据大量计算数据进行回归,得出在线有载轧辊凸度计算模型·分析了轧件入口凸度对出口凸度的遗传效果,综合有载轧辊凸度模型和板凸度遗传系数模型得到在线板凸度计算模型·该模型合理地考虑了轧辊变形和轧件横向流动的影响,能够真实反映出口板凸度的大小,计算精度高,是在线板形和板凸度控制的有效工具·     

中厚板轧制过程头部弯曲成因分析及其控制

针对国内中厚板轧机普遍存在的头部弯曲问题,通过对轧制过程进行分析,得出轧件上下表面温差和上下辊辊径比对轧件头部弯曲的影响规律,建立轧件头部弯曲曲率、轧机上下辊辊径比和轧件上下表面温差之间的关系模型.利用该模型可以根据轧制参数预测轧件弯曲曲率,为现场配辊提供理论依据.提出一种采用CCD摄像机测量轧件弯曲曲率的测量方法.     

工作辊辊形对中厚板侧弯的影响分析

分析工作辊辊形与侧弯的关系,可知工作辊有载辊形为正时,轧件易出现侧弯,轧制稳定性差·同时根据仿真计算得知:①支撑辊凸度保持不变,在同一轧件宽度下,如果工作辊无载辊形从凸形变成凹形,工作辊有载凸度逐渐减小;②支撑辊凸度保持不变,轧件越宽,则轧辊有载凸度的变化范围越大;③支撑辊凸度从正值变成负值,会使工作辊有载凸度曲线近似向上平移·为此采用以下措施有利于中厚板侧弯的控制:①在配辊时将上工作辊磨出一定的负凸度;②将支撑辊磨出一定的正凸度;③轧制初期多安排成品宽度较小的轧件进行轧制·     

冷轧薄板轧制变形区长度计算

本文视轧机工作辊为半无限体,用其表面压力、切力的位移公式求解工作辊在轧制变形区内的弹性压扁;依据变形区的四个边界条件,采用离散数值积分法,计算出塑性变形区及其出、入口弹性变形区的长度;根据金属在变形区内的流动速度,确定纵、横向摩擦力的方向。将计算结果与有关文献的计算结果进行比较,本文的计算方法能确切地反映轧制变形区长度沿横向的分布规律。这为正确计算轧制压力的横向分布以及辊系变形提供了理论依据。     

中厚板边裂的形成与控制

边裂是中厚板常见的表面缺陷之一。连铸坯角部表面横微裂和皮下气泡缺陷及轧制中轧板上下表面不均匀变形是边裂产生的主要原因。通过控制钢中w[Als]，避免高温浇注，选用合适的保护渣，控制矫直温度，保持铸机状况良好，改善铸坯角部的表面质量；通过减小横轧展宽量，提高板坯加热均匀性，保证轧制压下量，优化轧机配辊，减小轧件边部的不均匀变形？可大大降低中厚板边裂的发生率。     

中厚板轧机相对油膜厚度模型的建立

分析了轧制过程油膜厚度变化对钢板厚度控制精度的影响,基于油膜厚度Reynolds计算公式,借鉴轧辊调零计算轧机弹跳的想法,提出相对油膜厚度的计算方法,并在轧机上进行数据采集,得到油膜变化的实测值,通过弹跳曲线的平移处理,得到最终的油膜变化曲线,根据该曲线可很方便地确定模型的结构并拟合出模型系数.利用该模型可以有效地提高加减速阶段的厚度控制精度.     

2800四辊轧机“逆宽”轧制中的凸度控制

为了研究2800四轧机在工作辊服役后期“逆宽”轧制状态下的凸度控制问题,结合大量的现场实测数据,运用变厚度平面有限元方法建立了专门针对2800四辊轧机的辊系变形（即凸度预测）仿真模型,根据仿真计算结果,揭示届工作辊服役后期的“箱型”磨损辊形,钢板宽度及轧制力等对钢板凸度的影响关系,并提出耵应的生产中可行的控制措施。     

中厚板轧机轧辊磨损预测

基于对中厚板轧辊磨损模型的分析,探讨了适合在线应用的轧辊磨损回归解析模型·采用现场实际的轧辊磨损数据,将轧辊的磨损沿辊身分布上进行统计,将轧辊磨损量考虑为沿轧辊长度方向的函数并用来预测下一轧制周期内的轧辊磨损·对首钢3500mm中厚板轧机的轧辊磨损进行了预测和实际的测量,并进行了解析分析·应用结果表明:磨损预测值与实测值吻合较好,能够比较显著地提高磨损模型的预报精度,从而为中厚板的厚度精度、板形和板凸度控制提供了良好的基础·     

入口楔形对中厚板侧弯影响规律

为了研究轧件入口楔形对中厚板侧弯的影响规律,提高侧弯控制精度与效率,针对国内某中板厂精轧机组四辊轧机的生产实际情况,采用基于双悬臂梁的影响函数法开发了不对称条件下辊系辊弹性变形计算模块,阐述了该模块的离散化方法、关键数学模型及向量与矩阵的确定以及轧辊弹性变形的求解方法.基于现场实际数据进行入口楔形不对称条件下的模拟计算,得出了入口轧件楔形对出口轧件弯曲半径的影响规律,指出轧辊刚性倾斜是控制侧弯的有效手段,并建立了来料存在楔形时的目标楔形量计算模型及侧弯控制模型.