不锈钢带钢拉矫过程的变形行为分析

基于通用有限元软件(Abaqus/Standard)建立了不锈钢带钢拉伸弯曲矫直过程的有限元模型。考虑到实际不锈钢带钢拉矫过程的辊系及运动特点,该有限元模型将带钢在拉矫工艺段按照其所处的位置分为7段,针对带钢厚度方向的变形特点,沿带钢厚度方向将带钢分为7层。通过对带钢拉矫过程特征位置点经过各辊组的应力应变分析表明:带钢延伸率主要由1号弯曲辊组提供,而2号、3号矫直辊组对延伸率的贡献不明显。该研究得到的不锈钢带拉矫过程变形行为、延伸率产生机理可为拉矫工艺参数确定和优化提供理论基础。     

宽带钢拉弯矫直工艺参数关系模型研究

运用MARC有限元软件对宽带钢拉伸弯曲矫直变形过程进行大量工况的数值仿真计算,然后应用逐步回归法对数值仿真计算结果数据进行拟合,获得带钢在拉伸弯曲矫直变形中伸长率和张力与各个相关设备及工艺参数的关系数学模型.将在宝钢酸轧机组的拉矫机上实测记录的有关数据代入所建模型,计算所得的伸长率和张力值与生产实际数据吻合良好.所建模型已用于对此拉矫机工艺参数设定值的优化调整.     

带钢拉矫工艺的有限元仿真

以带钢为研究对象,通过设定各种工况,运用MARC有限元软件对带钢的实际拉伸弯曲矫直过程进行弹塑性仿真,得出了带钢延伸率与拉矫工艺张应力和弯曲辊插入深度等之间的关系,为进一步优化拉矫机工艺参数奠定基础.     

基于有限元法的拉伸弯曲矫直过程板形控制分析

 板形是带钢质量的重要判定指标,常见的板形缺陷有边浪、中浪、1/4浪等,其实质是残余应力在带宽上的分布不均。拉伸弯曲矫直机通过张力辊组、弯曲辊组和较真辊组的共同作用,使带钢在低于屈服强度的张力作用下发生塑性延伸,从而有效消除浪形缺陷,改善板形,提高带钢质量。然而在拉伸弯曲矫直机的设计和使用过程中,对拉伸弯曲矫直机参数的调整多基于经验,缺少理论指导。为了定量分析拉伸弯曲矫直机参数对浪形缺陷的改善效果,使拉伸弯曲矫直机在实际生产中发挥更好的作用,以某1 450 mm带钢酸洗冷轧生产线上的拉伸弯曲矫直机为研究对象,使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA基于三维弹塑性有限元法建立了拉伸弯曲矫直机模型,对拉伸弯曲矫直机矫直过程进行了模拟,分析了张力和插入深度对初始浪形分别为边浪和中浪的带钢矫直后板形的影响规律。结果表明,经过拉伸弯曲矫直的带钢浪形缺陷得到显著改善;插入深度和张力对初始浪形缺陷分别为边浪和中浪的带钢板形的影响规律一致;3个辊组中矫直辊组的插入深度是影响带钢板形的主要因素,随着矫直辊组插入深度增大,带钢矫直后板形由边浪转变为平直,且随着矫直辊插入深度进一步增大,板形又由平直转变为边浪;随着入口张力增大,带钢矫直后板形由边浪转变为中浪。     

辊式矫直过程弯辊量对边浪影响的仿真分析

针对辊式矫直过程建立具有边浪特征的带钢有限元仿真模型,通过对比现场工况实测矫直力与有限元模型计算所得的矫直力,得到二者误差在10%以内,验证了有限元模型的精度。分别采用原始曲率补偿法和塑性变形层增加法确定了4种弯辊量设定方案。采用上述方案对浪高为20 mm的带钢进行矫直,对比矫直后带钢平直度情况,得出按最高浪采用原始曲率补偿法计算得到的弯辊量矫直效果最优。同时随着弯辊量的加大,矫直力也随之增加,为现场边浪矫直过程提供了依据。     

拉伸弯曲矫直过程中带钢对弯曲辊包角的理论计算

在带钢的拉伸弯曲矫直变形过程中,包角的精确计算对拉伸矫直机延伸率的精确控制至关重要.在不考虑带钢抗弯力矩的影响时,带钢在各个辊上的理论包角比较容易计算,研究了对称模型包角、非对称模型包角、带钢厚度对包角的影响.在确定的设备和带钢厚度时,带钢对弯曲辊的包角取决于其压下量.     

直接传动型拉伸弯曲矫直机弯曲辊系多刚体动力学仿真研究

运用ADAMS软件,建立了拉伸弯曲矫直机弯曲辊系的虚拟样机模型,并对弯曲辊系进行了理论分析;通过对弯曲辊系进行不同工况的仿真,得到了拉伸弯曲矫直机弯曲辊系各辊在不同速度和不同拉矫张力作用下的动力学响应,在拉矫机运行的过程中,弯曲辊系各辊因接触碰撞,在接触力的作用下会有一定程度的波动,从而导致工作辊质心位移在一定范围内波动,影响整个辊系的稳定工作;对仿真结果进行统计,得到了工作辊质心位移波动量与速度和张力之间的关系。同时,将虚拟样机技术应用到拉伸弯曲矫直机上,为拉伸弯曲矫直机更深入的研究提供了新的方法。     

张力拉矫段自动控制系统的应用

拉矫重卷机组用于将冷轧带卷经拉伸弯曲矫直、切边后进行分卷.张力拉矫段是本生产线的工艺段.张力拉矫段由1#-4#入口张力辊、拉矫机、5#～8#出口张力辊组成,分别为拉矫机提供入口张力和出口张力.拉矫机用于对带钢进行连续拉伸弯曲矫直,消除带钢板型缺陷,改善带材平直度,采取延伸率控制方式.     

基于正交试验的拉矫机翘曲控制

采用有限元方法建立了拉矫机的仿真模型,基于正交试验法建立了仿真工况,研究了重卷线拉矫机不同工艺参数对翘曲控制的影响。结果表明,重卷线拉矫机的矫直辊入口插入深度和延伸量设定值对翘曲的影响程度最大。选择1#弯曲辊插入深度8 mm、2#弯曲辊插入深度4 mm、矫直辊入口插入深度2 mm、矫直辊出口插入深度0. 6 mm及拉矫机延伸量0. 15%的拉矫机参数可以获得最小的上下表面变形差;带钢存在较大下翘缺陷时,采用1#弯曲辊插入深度6 mm、2#弯曲辊插入深度6 mm、矫直辊入口插入深度4. 7 mm、矫直辊出口插入深度0. 1 mm及拉矫机延伸量0. 25%这一参数将取得较为明显的改善效果。     

镀锌机组带钢表面拉矫色差的分析及改进

冷轧镀锌机组的带钢在拉矫过程中,拉矫机机辊和带钢上成组出现宽度约为100mm的明暗相间色差条纹。为了减轻色差影响,结合带钢拉矫的力学基本理论,通过微观的角度对色差机理进行了研究,并采用Solidworks软件对拉矫设备进行了1∶1的实体模型建立。然后基于实际生产工况,采用ANSYS/Workbench软件对带钢拉矫过程进行建模优化并进行了全面的有限元数值模拟分析,确定了镀锌带钢拉矫色差的主要成因机理。最后,采用Workbench的目标驱动优化组件,以带钢表面应力分布最均匀化为目标,对支承辊辊组的结构分布以及带钢拉矫工艺参数进行了优化设计及对比验证分析,优化后带钢表面的应力分布最大差值降低了69.77%。最终提出了镀锌机组拉矫色差缺陷的改善与控制策略。