H型钢轧制力和力矩的研究

本文对万能孔型中轧制H型钢时的轧制力和力矩进行了模拟实验研究和理论分析,模拟实验以在可逆式H型钢连轧机组上轧制H200×200为研究对象,得到了无张力、前张力、后张力三种轧制条件下的轧件腰部及边部平均单位压力和水平辊轧制力矩;理论分析采用刚塑性有限元法,在总泛函中考虑了张力功率和速度不连续面上的剪切功率,理论计算得到的H型件的轧制力和力矩均与实验结果符合良好。     

异径单辊传动冷轧带材力能参数的研究

采用四种辊径比,两种带钢原料,三种张力制度,两种润滑条件和各种压下率对异径单辊传动轧制的力能参数进行了实验研究,在实验中采用了一种新的张力传感器的标定方法,文中用上界法推导了一个求纯轧制力矩的理论公式,给出了一个用计算机求解的,考虑了从动工作辊和其支持辊的所有附加力矩的轧制压力计算方法,这些理论计算结果和作者的实验结果符合较好,针对冷轧带钢的常见范围,还推导了一个精度和计算机解十分接近的轧制压力简化公式。因此,可在不用计算机的条件下,不需迭代,便可完成轧制压力,轧制力矩的计算。     

直拉式可逆冷轧实验轧机张力控制技术

直拉式可逆冷轧实验轧机的张力控制仅使用张力反馈进行闭环控制无法兼顾速度匹配和张力稳定的要求.研究发现采用速度前馈加张力反馈的组合控制技术,可以很好地解决这一问题.前馈控制器是根据轧制速度设定值计算伺服阀流量设定值,进而计算出伺服阀开口度.反馈控制采用一个PI控制器,根据张力偏差,计算伺服阀开口度.将前馈和反馈控制量叠加后作为张力液压缸伺服阀开口度的总设定值.该技术在某450mm直拉式冷轧实验轧机的张力控制中取得了很好的效果.     

难变形材料轧制实验机开发及实验研究

为满足难变形材料轧制实验研究,开发新型实验轧机.采用液压张力缸和液压夹头夹持短试样,实现直拉张力轧制.采用两台主电机对上下工作辊单独传动和速度调整,实现异步轧制时速度比连续调整.将夹持轧件两端的夹头作为正负极,通低电压大电流,对轧件进行电阻加热,实现温轧功能.利用该新型实验轧机进行验证实验.对3%Si无取向硅钢进行带张力异步轧制,异步比设定为1.12,总压下量增大28.4%.对AZ31镁合金进行带张力温轧实验,厚度由4 mm轧制到0.633 mm,顺利完成轧制并得到很好的表面质量.实验表明,该实验轧机可以作为难变形材料轧制实验研究的有力工具.     

无孔型轧制时轧件展宽的研究

本文对无孔型轧制时轧件展宽进行了实验研究和理论分析,在定量分析歪斜轧件轧制时轧件单侧展宽的基础上,采用刚-塑性材料变分原理对歪斜轧件的轧制变形过程进行了解析,通过曲线拟合将最接近真实速度场的数值解表示成了具体的函数表达式,推导了无孔型轧制时轧件宽展系数的理论计算公式。理论计算的结果与实验结果符合很好。     

应用刚塑性体的变分原理求解钢轨万能轧制过程的力能参数

为了简化钢轨万能轧制过程的三维几何模型,首先把带箱形孔型立辊简化为等效的平辊,然后分别给出轨腰、轨头及轨基的运动学许可速度场,求出在此速度场下相应变形区的塑性变形功率以及速度间断面上消耗的功率,计算中考虑了由于前滑和后滑而产生的摩擦功率.根据刚塑性体的变分原理求解水平辊和两个立辊轧制力和轧制力矩的近似解.通过比较理论值和实验值可知,利用变分原理求出的力能参数近似解稍大于实验值但最大误差不超过20%,因此根据变分原理进行力能参数计算和轧制工艺参数设定及优化是比较可靠的.     

变规格连轧时的速度与秒流量相等法则

用理论方法研究了连轧时速度与张力的相互关系，分析了连轧时速度和张力所起的作用，提出了连轧速度理论，认为稳定张力连轧可以分解成带张力的独立机架轧制，但张力与速度要和前后架协调一致，在改变辊缝轧制时，机架间存在张力作用下的轧件断面变化的过渡稳定段，此时轧件各断面速度相等，但不能使用机架间秒流量相等法则。     

轧制过程的显式动力学有限元模拟

分析了显式动力学弹塑性有限元方法的计算过程,并用其对平板轧制问题进行了模拟计算·模拟时轧辊采用刚性材料模型,轧件采用双线性强化材料模型,轧件具有一定的初始速度并向辊缝运动,咬入后靠摩擦完成轧制过程·通过模拟计算,得出咬入、稳定轧制和抛钢阶段整个轧制过程的应力应变场·将板宽对称中心线轧制压力分布的计算结果与实验值进行对比,表明计算结果准确·另外通过对计算结果进行分析还可以得出,在稳定轧制阶段存在弹性预变形区、塑性变形区和弹性恢复区;轧制压力沿接触面的分布在入口和出口的变化梯度较大,中间区域的变化梯度较小·     

奇异点弧线处理方法及其应用

在入口端剪切面附近采用弧线圆滑过渡来处理刚塑性有限元求解板材轧制过程的第一类奇异点,开发了二维刚塑性有限元求解程序.依据实际轧制数据对速度场、轧制力、迭代步数及收敛性能进行了求解分析.结果表明:传统方法和弧线法计算的轧制力和实测值吻合良好,计算误差小于10%;弧线法能够反映奇异点附近的速度变化,较好抑制了奇异性产生;相比传统方法,弧线法平均迭代步数减少约26%,稳定性提高约55%,有利于在线快速稳定求解.     

板带轧制工艺控制理论概要

以最小阻力定律、体积不变条件和秒流量相等条件为内容的经典轧制理论,经试验、演绎形成了较完整的轧制应用技术科学体系,这种体系所反映的是静态规律。在轧制理论发展中引入控制论、信息论、计算机科学等高新技术,对轧制过程进行控制。在轧制理论发展史上,弹跳方程建立之前是以力学为基础建立的经典轧制理论,之后为以力学和控制论为基础建立的基本轧制工艺控制理论。文章提出工艺控制理论概念,是在基本轧制工艺控制理论的基础上建立的新的理论体系,主要内容包括：在连轧张力理论中反映了张力的负反馈,建立了连轧张力理论体系;在厚控过程中,     

车圈环轧力的上界计算与工艺因素影响的分析

本文以上界法对实验研究的无缝铝合金车圈环轧力及力矩进行了公式推导和计算,文中除考虑了金属内部变形功和剪切变形功外,还考虑了表面摩擦功和附加弯曲变形功的影响。计算结果与实验结果基本相符,由于计算时将上界算式归一化成各工艺因素参数的函数,从而可以清楚地讨论环轧工艺因素的影响,以及诸轧制方式对轧制力的影响,本文为环件轧制的设备设计、环轧工艺参数的选择确定了参考范围,也为环件轧制的研究和生产提供了重要的理论依据。     

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.     

工作辊横移对带钢边部减薄的影响

边部减薄是带钢重要的断面质量指标,现代轧机中,轧辊的横移装置对边部减薄的控制起到了重要的作用.以六辊单机架冷轧机为研究对象,采用影响函数法建立轧辊的弹性变形解析模型,分析了工作辊横移对轧后带材边部减薄的影响规律,并通过迭代计算,根据板带比例凸度小于1%的收敛条件,确定了生产某一规格的产品最佳工作辊的横移位置.研究结果表明,工作辊横移会大大改善边部减薄,具体的横移量要根据带材材质、带材宽度以及生产轧制过程参数来确定.同时,该迭代方法适用于轧制过程中工作辊横移位置的预设定计算.     

多道次辊弯成形动力显式仿真的虚拟速度

为保证多道次辊弯成形仿真的计算精度并提高计算效率,研究了虚拟成形速度对计算精度和计算效率的影响．与现有文献的实验数据进行对比,通过系统能量分配原理给出确定合理虚拟成形速度的准则,并以实际生产中的10道次辊弯成形冷弯型钢的动态仿真算例验证了该准则的有效性．     

1700热连轧机轧辊磨损模型研究

以国内某1700热连轧机为对象,研究了轧辊磨损模型,分析了影响轧辊磨损的各种因素.编制离线仿真程序,计算某一轧制周期工作辊磨损.结果表明工作辊磨损形状近似箱形,受带钢宽度影响较大,带钢长度是影响磨损量的一个重要因素,一个轧制周期后,F7工作辊中心磨损约为302μm.将程序计算得到的轧辊磨损曲线与采用高精度磨床测量得到的实际磨损曲线比较,两者吻合较好,表明此轧辊磨损计算模型具有较高的计算精度.     

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.     

板带轧制断面形状调节的影响规律研究

为了分析各种断面形状调节手段对各次断面形状的影响规律,以HC轧机为例,以倾辊、工作辊弯辊、工作辊非对称弯辊和中间辊横移作为断面形状调节手段,按照机理模型计算了各调节手段对1次、2次、3次和4次断面形状的影响系数,系统地揭示了各种调节手段对各次断面形状的影响规律,为断面形状在线控制模型的建立、实现提供了基础。     

轧辊偏移条件下六辊轧机的板形调控特性

为提高冷轧带钢六辊轧机辊系的稳定性,目前常采用轧辊偏移方法.本文通过ABAQUS有限元软件建立辊系-轧件一体化耦合模型,对不同轧辊偏移辊系进行受力分析,揭示了不同轧辊偏移条件对六辊轧机板形调控特性的影响规律.结果表明,中间辊正向偏移轧制时,工作辊弯辊力对二次凸度调控功效最好,对四次凸度影响较大;在四种偏移方式条件下,中间辊弯辊力在0~300 kN范围内对带钢二、四次凸度调控功效基本相同;中间辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力在300~500 kN范围内对带钢二次凸度调控功效最好;工作辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力对四次凸度影响较大;不同轧辊偏移条件下中间辊窜辊对带钢二次凸度调控趋势基本相同,且负窜辊对二次凸度的调控功效优于正窜辊,工作辊正、反向偏移轧制条件下中间辊窜辊对四次凸度影响较大.     

辊型制度改进对降低辊耗的效果

通过对工作辊、支撑辊辊型的优化计算，将工作辊和支撑辊的辊型均改进为正凸度，改进后的辊型辊耗大幅度降低。     

大凸度支撑辊带钢凸度的控制能力

采用影响函数法开发了带钢凸度影响率计算软件 ,研究了支撑辊凸度、工作辊弯辊和单位宽度轧制力对带钢凸度的影响规律 ,得出了大凸度支撑辊四辊轧机支撑辊凸度影响率、工作辊弯辊影响率和单位宽度轧制力影响率的 5次多项式拟合系数 ,分析了CVC工作辊改为平辊横移、采用大凸度支撑辊辊系的带钢凸度控制能力 ,为宝山钢铁股份有限公司 2 0 5 0热轧厂F6 ,F7机架辊系变更和板形控制模型参数调优提供了理论依据·