冷轧平整机板形控制特性研究

针对某1500mm四辊冷轧平整机在轧制过程中产生的板形缺陷等问题,通过建立平整机辊系弹性变形有限元模型,对其板形调控特性进行了仿真分析,分析主要包括辊形、带钢宽度、轧制力、弯辊力的变化对辊系变形及辊间接触压力的影响,由仿真结果揭示出了平整机产生板形问题的机理,对指导实际生产具有重要意义。     

四辊平整机辊系与带材耦合变形有限元分析

 采用大变形弹塑性有限元法将辊系弹性变形与带材弹塑性变形耦合在一起建立四辊平整机三维模型。研究了不同宽度和厚度下工作辊弯辊力对辊系变形、辊缝形状及轧件出口厚度的影响规律。计算结果对平整机设备设计和生产工艺制定具有实际参考价值。所建模型也为轧制过程离线分析提供了一种有力的手段。     

辊系弹性变形的研究及分析

应用分段法建立了一系列轧制数学等式,对轧制系统的弹性变形进行分析.基于这种分析方式,探讨辊系之间的轧制力及轧辊的弹性变形,并为计算板形凸度提供一个准确可行的计算方法.Matlab仿真验证了计算结果的正确性.     

六辊CVC辊系辊间横向轧制力分布的研究

多辊轧机的辊间横向轧制力分布直接影响有载辊缝的形状和板形控制的结果。运用影响函数法建立了1850mm六辊CVC轧机辊系弹性变形及辊间横向轧制力分布的物理和解析模型,并对中间辊窜辊、中间辊弯辊和工作辊弯辊变化对横向轧制力分布的影响进行了分析研究,建立了计算机仿真程序,给出了辊间横向轧制力分布的规律。分析结果为六辊CVC轧机确定合理的板形控制策略奠定了理论基础,对获得良好板形控制具有指导意义。     

六辊CVC冷轧机凸度控制能力分析及应用

 基于三维有限元建立了六辊CVC辊系模型,该模型耦合了CVC辊形曲线、辊间轧制力分布以及带钢的弹塑性变形和辊系弹性变形,通过迭代计算辊间轧制力及轧辊与轧件的弹塑性变形。通过实际轧制规程数据对比验证了模型的有效性,其模拟计算结果与实际数据的绝对误差在10 μm内,相对误差小于1%。采用该模型研究了板形控制机构如中间辊弯辊、中间辊窜辊和工作辊弯辊对带钢2次凸度和4次凸度的控制规律,并成功消除了生产现场宽薄带钢的边中复合浪缺陷。     

20辊轧机辊系变形和力能参数计算

20辊轧机轧辊数目多是导致其辊系变形、辊系稳定和力能参数计算复杂的主要原因，通过20辊轧机机架和辊系变形的有限元仿真，辊系稳定性计算，辊系运动轨迹计算以及轧制力和功率计算，为20辊轧机板形调控分析和工程设计提供了依据。     

四辊轧机轧制压力横向分布的计算

采用有限元方法确定四辊轧机轧制压力沿横向分布问题时，由于在工作辊及支撑辊之间存在着未知接触压力和位移，因而该问题无法用简单方法求解。根据辊系变形与受力的特殊性对方程进行变换并由实测钢板的截面形状以及轧制压力、弯辊力参数可解出辊系各点的位移；由力—位移的关系可以计算出给定工况下轧制压力的分布。计算结果与国内外研究结果相吻合。该计算方法可用于完善及优化辊系变形数学模型。     

变接触长度支承辊间等接触压力时轧辊变形规律

以某中板厂生产条件和数据为基础,讨论了变接触长度支承辊辊间接触压力相等时的轧辊变形情况.在不同轧制压力前提下,首先计算出轧辊辊身中点处及轧辊与轧件边部相对应点处的变形,然后再绘制出变形沿辊身的分布规律,发现压扁变形比弯曲变形大,同时当轧制压力增大时,轧辊变形随辊身长的变化率亦会增大.     

冷轧工作辊变形分析

以Bland-Ford-Hill轧制力模型,针对唐钢第一钢轧厂平整分卷机组的四辊平整机,以轧制力与弯辊力为相互影响参数,进行了四辊平整机轧制时工作辊凸度的有限元计算。得到了四辊平整机不同轧制力与弯辊力下的轧辊弯曲变形规律,将工作辊模拟参数与实测板型参数进行了对比,模拟得到的板型凸度与实测凸度变化规律相似,且随着板带宽度的增加,模拟凸度更贴近于实测值。分析结果可为四辊平整机的板型凸度控制提供参考。     

弯辊力对带材板形影响的有限元分析

应用有限元ANSYS/LS-DYNA软件,建立了300mm可逆式冷轧机弯辊模型,模拟了在同一轧制条件下不同弯辊力对板形和工作辊弯曲变形的影响.通过对模拟结果的分析,给出了比较理想的弯辊力值,对以后的生产实践具有一定的指导意义.     

面向辊形磨削的热带钢连轧机工作辊热变形研究

热带钢连轧机工作辊下机后尚未完全冷却即进行磨削,残存的不均匀热变形导致磨削的工作辊辊形在空冷一段时间上机时很难达到工艺设定值.针对热辊形不易测量的特点,制定合理的物理测量方式,准确地测量了工作辊下机后的温度分布和热辊形.考虑复杂的工作辊换热边界条件,采用有限差分法对工作辊空冷时的温度场和热变形进行了数值模拟,计算结果与测试结果吻合良好.对工作辊下机后不同时刻的热变形进行仿真,通过将目标上机辊形和磨削时热辊形叠加来设定磨削辊形,为实现合理的辊形磨削提供了依据和计算方法.     

Three-Dimensional Model for Strip Hot Rolling

Steel stripis widely usedin many fields such asautomobile ,building,transportation and householdappliance ,etc·. Withthei mprovement in productiv-ity and automation of strip processing,the require-ments for crown and flatness of strip have been in-creasingly severe ,and“crown free”steel strips arerequired for some special applications such as for au-tomobile parts andtinplate cans .In order toi mprovethe strip quality , an effective three-di mensionalmodel is needful to further study on the…     

5 000 mm宽厚板轧机支承辊新辊型

 结合5 000 mm轧机支承辊现有的几种辊型,按照接触应力均布原则提出了一种新的支承辊辊型曲线。利用ABAQUS有限元软件,通过改变轧制参数,进行三维轧制模拟计算,对比分析了新辊型和现有辊型支承辊的应力场、辊系变形以及板形情况,得到了最小接触应力分布辊型曲线;结合有限元分析应力结果,采用局部应力应变法,利用FE-SAFE疲劳分析软件对新辊型和现有辊型支承辊进行了疲劳寿命的估算,证明了新辊型可以有效地提高支承辊的使用寿命。     

板带轧制过程多参数耦合模拟系统的开发

考虑轧件和辊系间的接触力与变形协调关系，采用一种选代的方案，开发了一个分析三维板带轧制过程的计算机模型。它耦合了计算轧件变形的三维刚塑性有限元法，计算辊系变形的影响函数法和弹性有限元法。该系统可用来精确预报轧制压力横向分布，前后张力横向分布，金属横向流动，以及轧后板带的横向板厚分布，包括板凸度和边部减薄等，并且具有较高的计算效率。     

Finite Element Analysis for Effect of Roll Radius on Metal Deformation of Hot Rolling Plate

Theeffectofrollradiusonrollingforcehasbeenstudiedlargely ,buttheeffectofrollradiusondeforma tionofrollingpieceandontexturewasmentionedlit tle[1] .Therollradiusmayhaveaspecialinfluenceonthedeformationofrollingpiecebyaffectingtheformofdeformationzoneandaddi…     

Deformation Uniformity of Cold-Rolled Q235 Steel Rebar by FEM in Bending and Rolling Processes

 An analytic model based on ANSYS/LS-DYNA has been developed on the cold rolling process for Q235 steel rebar with 12 mm in diameter. The elastic-plastic finite element method (FEM) and the cold deformation resistance model of Q235 steel were adopted in this model. Deformation uniformity of the final product has been analyzed using this model. The results indicate that the uniformity of the final product is obtained only as the centerline of the bending rolls is vertical to the centerline of the driven roll and parallel to the centerline of the drive roll in the whole rolling process. Besides, the number of the bending rolls must even realize the continuous bending and reverse bending process. Also, the number of the bending rolls must match the deformation degree of the workpiece in the cold rolling process. The validity of this finite element model was verified by the size and distribution of grains from the billet to the rebar in a practical cold rolling process.     

Thermomechanical Behavior of Work Rolls During Warm Strip Rolling

A mathematical model was developed to assess thermomechanical behavior of work rolls during warm rolling processes. A combined finite element analysis-slab method was first developed to determine thermal and mechanical responses of the strip being rolled under steady-state conditions, and then, the calculated roll pressure and temperature field were utilized as the governing boundary conditions for the thermomechanical problem of the work roll. Finally, the thermomechanical stresses within the work rolls were predicted by a thermoelastic finite element approach. The results of the model indicate that, in warm strip rolling, thermal and mechanical stresses developed in the work rolls are comparable, and thus, both thermal and mechanical aspects of the problem should be considered in such a problem. Besides, the model was shown to be capable of determining the effects of various rolling parameters on the thermomechanical behavior of the work rolls during warm rolling process.     

冷连轧机变接触支承辊板形控制性能研究与应用

通过现场跟踪测试和生产实践发现武钢1700冷连轧机组 "酸轧联机"改造工程中存在常规凸度辊形配置方案不合理,由此引起了薄规格轧制的工作辊"压肩"现象和轧制过程欠稳定导致成品板形质量欠佳等问题.采用二维变厚度有限元方法建立辊系弹性变形仿真模型,研制了酸轧联机条件下的VCR变接触支承辊,经过工业轧机现场轧制已成功投入1700冷连轧机实际应用.现场应用表明:改善了轧机板形调控性能,提高了带钢板形质量,增强了薄规格品种轧制能力,支承辊辊形自保持性较好.