20辊森吉米尔轧机轧制过程中的辊系受力分析

基于20辊森吉米尔轧机辊系结构,建立了辊系工作辊、第一中间辊、第二中间驱动辊和第二中间从动辊的力学模型.依据某硅钢厂ZR-22BS-42型森吉米尔轧机轧辊参数和轧制计划,利用C++编程,计算了轧制过程中辊系各轧辊间接触力及各轧辊所受合力.结果表明:工作辊S与第一中间辊O接触力最大,最大值发生在轧制第2道次;第二中间驱动辊Ⅰ与支撑辊B接触力最小,最小值发生在轧制第1道次;轧制第1道次的辊系支撑辊B和C所受合力较小,相对于静压时辊系支撑辊受力降低70％以上.     

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.     

板带材轧制辊间应力分布规律

针对轧制过程中局部应力过大造成轧辊局部脱落的问题,结合国内某厂轧机参数,运用影响函数法分析四辊轧机辊系变形,得出支撑辊直径、工作辊直径、支撑辊凸度、工作辊凸度、轧件入口凸度和宽度等不同参数对沿辊身方向辊间应力分布的影响规律.研究结果表明:支撑辊直径、工作辊直径、轧件入口凸度和宽度的改变对应力分布影响不大;支撑辊凸度和工作辊凸度,特别是工作辊凸度的改变对应力分布的影响较大,是引起轧辊边部脱落的主要原因.     

热连轧机水平振动仿真与实验研究

某热连轧机在轧制薄规格板材时发生强烈振动,为确定其振动类型和振源,对其进行仿真计算和测试分析。首先计算该轧机水平振动和主传动系统的固有频率和主振型;然后对该轧机主传动系统和辊系振动情况进行综合测试,发现该轧机水平振动最剧烈,并引起轧机垂直振动和主传动系统扭振,因此,对该轧机水平振动进行仿真分析,研究轧件厚度以及工作辊和支承辊偏移量对水平振动的影响。研究结果表明:轧件厚度越薄,后张力和轧制力的波动越大,对轧辊水平振动影响增大;工作辊与支承辊偏移量的增大,轧机水平振动降低,达到稳态振动的时间缩短,但该偏移量不宜过大。增加0.7 mm厚垫片减小工作辊水平振动的方案,可以减小间隙,明显抑制轧机水平振动,效果良好。     

轧辊直径对热轧带钢凸度的影响规律

采用影响函数法开发了热轧带钢凸度影响率计算软件,研究了轧辊直径对热轧带钢凸度的影响规律,得出了四辊轧机工作辊和支撑辊直径影响率基本值的5次多项式拟合系数及工作辊直径和支撑辊直径对轧辊直径影响率的修正指数,建立了高精度轧辊直径影响率计算的数学模型,为板形控制模型参数的计算提供了理论依据·     

传动支撑辊的四辊冷軋机几个主要參数的分析

本文对传动支撑辊的四辊冶轧机的特点、轧辊受力、传动转矩和轧辊的稳定条件进行了较为详细的分析,并对轧辊最佳偏移距的确定和轧辊辊问打滑条件以及由轧辊辊间打滑条件确定最大允许压下量进行了较为详细的探讨。在此基础上提出了较为精确的计算公式和简化公式。上述工作对设计轧制薄带材和大压下量单张不可逆轧制复合板材的传动支承辊的四辊冷轧机以及在该轧机上进行轧制生产,都有着重要的实际意义。     

四辊轧机轧辊接触和弯曲耦合问题研究

建立了四辊轧机工作辊和支撑辊之间接触和弯曲耦合问题的一种非线性力学模型，该模型充分考虑轧辊的接触变形和轧辊弯曲变形之间的相互影响，能更好地模拟轧辊在轧制力作用下的力学特性，采用修正迭代法求解，得到了轧辊的弯曲变形、挤压变形、接触压力、接触宽度以及它们之间相互关系等一系列结果，该模型可用于板形控制、轧机振动等问题的研究中。     

四辊可逆轧机工作辊稳定性分析及实现

分析了影响四辊可逆轧机工作辊稳定性的几种因素，认为轧机传动系统和弯率毛／平衡系统对工作辊稳定性的影响是很重要的。并提出了计算工作辊偏移量的计算方法及其实现方法。     

中板四辊轧机的辊型研制

根据中板轧机的设备特点、轧制产品的工艺状况，开发了一个能适应轧件宽度变化范围较大的2300四辊轧机支撑辊辊型的计算机仿真程序，并研制了一种新的2300四辊轧机支撑辊辊型曲线，以提高该轧机的板形控制能力。研制新的支撑辊辊型曲线经过一年的工业化生产，取得明显的实效，钢板的横向同板差下降幅度达60％～75％；同时钢板的板形明显改善，薄板的边浪现象基本消除；另外轧制压力下降幅度达5％～7.5％，辊间压力分布变化趋缓、轧辊磨损减少、使用周期延长。     

热带轧机支撑辊辊型曲线的影响因素

在采用影响函数法分析四辊轧机轧辊弹性变形的基础上,以某1 250 mm热带轧机为对象,研究了四辊热带轧机支撑辊辊型曲线各种影响因素对辊间压力及带钢出口凸度的影响规律,为支撑辊辊型曲线优化设计提供了重要的理论依据.研究结果表明:倒角长度、倒角高度、倒角类型以及辊身凸度均对辊间压力分布和带钢出口凸度具有较大的影响,在进行辊型曲线优化设计时应根据现场实际选择合适曲线类型和参数范围,同时保证轧机的凸度控制能力满足生产要求.     

板形调控工艺对轧辊间接触及磨损的影响

六辊UCM冷轧机目前采用工作辊窜辊、中间辊窜辊和弯辊等板形调控工艺以改善板形质量,但上述工艺对轧辊间接触应力和轧辊的磨损亦有一定的影响,进而会影响轧机的板形调控能力。利用ABAQUS有限元软件建立了某厂采用的六辊UCM冷轧机1/2辊系有限元模型,对不同板形调控工艺参数情形下的辊间接触应力进行了分析,结合轧辊磨损深度计算模型,分析并揭示了板形调控工艺对轧辊磨损的影响规律。结果表明:工作辊和中间辊窜辊不仅会增加与其直接接触的轧辊表面接触应力分布不均匀性,亦会引起轧辊反窜辊方向一侧表面磨损随窜辊量增加而急剧增加;而中间辊弯辊工艺能一定程度上提高辊间接触应力和磨损轧辊轴线方向分布的均匀性。     

四辊轧机辊系的横向自由振动

为研究轧机辊系沿辊身长度方向的振动特性及其对板带材板形质量的影响,以四辊轧机为研究对象,将工作辊和支撑辊看作弹性连续体,辊间接触认为是Winkler弹性基础,建立轧机辊系的横向振动模型.根据欧拉-伯努力梁理论,采用模态叠加法对轧机辊系自由振动耦合方程进行求解,得到四辊轧机辊系横向振动的自然频率、主振型和振动方程.对宝钢2030冷轧机组进行数值模拟,分析其辊系横向振动特性.研究结果表明:四辊轧机辊系横向振动包括2个无限序列的自然频率ω1n和ω2n;辊系横向自由振动由2种振动模式组成,即低频的同步振动和高频的异步振动;辊系横向振动中模式起主要作用,低阶时工作辊的振动比支承辊的振动剧烈;高阶时支承辊振幅大于工作辊振幅,奇数阶振幅大于偶数阶振幅;轧辊横向振动对带材板形质量有重要影响.     

立辊轧机的辊缝调整及平衡装置研究

在冶金轧钢设备中.工作机座在轧辊的摆放形式上可分为水平轧机和立辊轧机.轧辊垂直放置的轧机称为立辊轧机.     

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·     

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.     

轧辊平衡力对四辊轧机辊间打滑的影响

分析了轧辊平衡力对四辊轧机工作辊与支承辊间打滑现象的作用关系。指出加大工作辊压紧力 ,不但不能防止 ,而且会加重辊间打滑现象的出现。从受力分析入手 ,给出了辊间打滑条件的判据。     

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.     

六辊轧机轧辊锥度对板形的影响及其补偿技术研究

轧辊磨削过程中因磨削不良会导致轧辊出现锥度缺陷,而锥度缺陷的出现会引起成品带钢出现单边浪的板形缺陷。以六辊轧机为例,结合六辊轧机的设备与工艺特点,首先建立了存在锥度缺陷的辊型模型与锥度缺陷对板形的影响模型,定量分析了单轧辊锥度缺陷、成对轧辊锥度缺陷以及多轧辊锥度缺陷等3种情况下锥度缺陷对板形的影响。随后,在此基础上提出了一套适合于六辊轧机的轧辊锥度缺陷补偿模型,并将其应用到某750UCM可逆轧机与450UCM可逆轧机的生产实践。该模型应用后实现了锥度缺陷对板形影响的在线分析与在线补偿,有效地解决了该轧机的固定幅度的单边浪板形缺陷问题,使得成品带钢的单边浪板形缺陷封闭率从6.25%下降到0.5%以内,给企业创造了较大的经济效益,具有进一步推广应用的价值。     

行星斜轧机轧辊均整段的辊形设计及试验

行星斜轧机轧辊的均整段辊形是保证轧件表面质量的重要工艺参数,是该轧机能否迅速发展和应用的关键问题。本文利用三维空间解析几何的基本理论,导出了确定该段辊形曲线的数学模型,並在五辊行星轧管机上进行了试验,获得了较好的管坯表面质量。本文对于行星斜轧机轧辊均整段的辊形设计具有实际应用价值。     

基于中厚板轧机工作辊磨损数学模型的研究

轧制力和辊间压力沿辊身方向分布对工作辊磨损的影响是轧机过程中常见现象,而轧辊磨损的存在严重影响了轧制过程中的控制水平,进而制约着产品的质量。针对上述问题,在重点探究轧制力和辊间压力对工作辊磨损影响基础上,基于遗传算法优化工作辊磨损模型参数,建立了四辊中厚板轧机的工作辊磨损数学模型。为了验证工作辊磨损数学模型的可信度,利用该模型计算的磨损量和现场实测值进行了误差对比,结果发现二者吻合较好。研究结果对工作辊磨损的在线预报、改善轧辊磨损和提高产品质量均具有理论指导意义。