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。     

冷轧极薄规格带钢羽痕缺陷生成机理与控制

针对双机架平整机生产极薄规格带钢时表面出现的羽痕缺陷生成机理进行了分析。通过研究发现,羽痕生成是由于极薄规格带钢在宽度方向上由轧制力和张力共同作用下出现不均匀变形,该变形产生的分界线在平整过程中出现了不均匀延伸;而在平整过程中由于弯辊和窜辊的预设定参数不合理、单位张力设定偏低、平整过程中弯辊力与轧制力不匹配等因素导致带钢局部延伸偏大,形成了明显的浪形,此浪形若经过平整机辊缝碾压则生成羽痕缺陷。通过将平整机设定张力提高30%、调整板形曲线为1~8 IU的大边浪、依照带钢厚度调整平整机板形预设定参数以及开发轧制力弯辊力跟随控制模型等措施,极薄规格带钢羽痕缺陷带出品由 206降至51 t/月,基板表面质量满足了国内外多家高端用户的要求。     

承钢1780生产线带钢复杂浪形的优化

对影响承钢1780生产线热轧带钢复杂浪形缺陷的工艺参数和设备条件进行了分析。通过提高轧机的稳定性、优化CVC轧辊辊形参数、治理轧辊冷却水等措施,使承钢1780热轧生产线带钢的复杂浪形控制能力大幅度提高。     

超薄镀锡基板局部浪形控制技术研究与应用

某厂在生产超薄规格镀锡基板时带钢边部出现局部浪形,在使用时出现重影、卡机现象,严重影响客户使用。通过对热轧板轮廓、硬度和组织的分析,产生局部浪形主要是由于带钢横向组织存在较大差异,在冷轧过程中由于延伸不均导致带钢边部局部浪形的产生。通过提高热轧终轧温度弥补带钢横向温度差异导致组织的变化,另外结合冷连轧辊形优化,UCM轧机中间辊采用单侧锥度辊形,减小带钢边部压下,使得带钢延伸更均匀,使带钢边部局部浪形由10IU降低至-2IU。     

连退机组炉内带钢褶皱缺陷控制

鞍钢股份有限公司冷轧厂连退机组在生产极薄软钢时,经常出现炉内带钢褶皱缺陷,严重影响了生产运行及合同交付。对此进行了深入分析,并制订出降低炉内带钢张力、优化炉区温度、更换炉辊等措施,实施后杜绝了炉内带钢褶皱缺陷,提高了连退机组的作业率,使废品率大幅降低。     

连续退火机组缓冷炉带钢瓢曲原因分析

针对宝钢某单元连续退火机组发生的薄板轻微热瓢曲问题,对影响退火炉带钢瓢曲因素进行了调查,并对板带截面试样进行金相分析,进而对带钢瓢曲缺陷与冷却段的相关性设计针对性生产试验,最终成功将带钢瓢曲缺陷的发生锁定在缓冷炉(SCF)的顶辊上。最后围绕顶辊的辊型和材质分析了带钢瓢曲缺陷产生的原因,并对现场使用时间长的炉辊周期维护提出了建议。     

局部高点对冷轧开卷带钢附加浪形的影响

针对由带钢局部高点引起的冷轧钢卷开卷后产生的附加局部浪形问题,建立起描述带钢的失稳波形模型,并基于薄板能量理论和局部高点层间压力模型推导出带钢附加浪形失稳临界值的计算公式,运用数值模拟方法定量分析了局部高点单因素对开卷带钢附加局部浪形的影响,数学模型的可靠性得到了模拟计算和生产试验验证,从而为生产现场治理带钢附加局部浪形缺陷提供了重要的指导依据。研究结果表明,随着带钢局部高点值的增大,带钢失稳临界压应力值就越小,开卷带钢附加局部浪形就越容易发生。     

天铁1750mm热轧带钢平整的板形工艺控制

针对影响热轧带钢板形质量的浪形缺陷,深入地分析了其形成机理,依据板形控制基本原理分析研究了平整工艺参数中轧制力、开卷张力、卷取张力、轧制速度、弯辊力对板形的影响,制定了符合生产实际的不同钢种、规格带钢的平整工艺规程,对带钢的平直度进行了有效控制,提高了平整成品卷的板形质量。     

连续退火炉炉辊变形原因

连续退火炉炉辊在使用10～15年后辊体出现变形,导致带钢在高温退火炉内产生热瓢曲缺陷。介绍了炉辊失效后的外观特征,并从材料的成分、金相、力学性能、硬度等方面分析了炉辊变形的原因。结果表明,长期使用后炉辊材料的晶界发生了严重脆化,力学性能降低,炉辊在高温载荷作用下易发生变形。为了防止长期使用的炉辊变形造成对带钢质量的影响,提出了采用辊形测量以及金相分析的方法预测炉辊的失效阶段,为炉辊的更换提供指导依据。     

冷轧退火带钢表面锈点缺陷的成因及控制

利用扫描电镜、景深显微镜和能谱仪对冷轧退火带钢表面锈点缺陷进行显微组织检验、观察和成分检测,从缺陷位置分布、微观形貌及成分角度分析了缺陷产生的原因及机理.结果显示:在带钢表面出现的锈点缺陷是由于炉辊结瘤致使带钢轧制过程产生凹坑,后经清洗烘干不净,在凹坑处残留积水发生析氧腐蚀所致.通过对带钢表面加大清洗力度和定期清理炉区...     

降低本钢薄板坯连铸连轧生产线浪形缺陷量研究

以本钢BSP生产线,针对热轧带钢生产过程中产生的浪形缺陷问题,从轧制工艺和电气控制方面对其原因进行分析并阐述了改进措施。     

连续退火炉内辊型对带钢瓢曲张力影响的试验研究

主要分析了在连续退火炉内热处理薄带钢时,炉辊的凸度、炉辊中间平台区长度以及辊面粗糙度等因素对带钢产生瓢曲的影响规律。旋转的炉辊对带钢宽度方向上产生一个压缩作用,这种压缩作用会引起带钢的弯曲和折皱,折皱经过炉辊后就会有可能引发热瓢曲。推导出一个计算瓢曲临界张力的公式,公式表明,临界瓢曲应力和[（带钢厚度×屈服强度）/（炉辊凸度×摩擦因数）]2成正比。     

热轧带钢残余应力相关板形缺陷机理分析及攻关措施

对残余应力相关板形缺陷归纳统计,按产生机理划分为瓢曲与翘曲两大类问题,侧弯与C翘分别是瓢曲和翘曲典型代表缺陷。侧弯与浪形存在相互对应关系,分析显性浪形、隐性浪形控制现状,发现精轧存在人工修改目标凸度设定值现象;建立平整机三维有限元模型,对比分析不同凸度带钢平整后横向应力分布情况,采用“小凸度+空过平整”措施,侧弯平均值从15.2降低至4.97 mm。因下支撑辊传动,带钢变形区存在搓轧区导致带钢上下表面应力差,导致C翘缺陷产生,这种现象通过动态显性有限元分析进一步得到验证,对比分析工艺参数,开展试验设计(DOE),通过工艺参数优化,C翘平均值从27.6降低至10.5 mm。     

3#电工钢机组带钢板形的控制与改善

冷轧电工钢产品除了对磁性能有较高需要外,对带钢的浪形也有很高的要求.电工钢连续退火涂层机组由于退火温度高,带钢在退火过程中会产生浪形,严重时会影响产品的正常使用.在分析带钢浪形的影响因素的基础上,3#电工钢机组采用控制带钢冷却速度、改进缓冷段风箱结构和挡板控制方式、减少退火炉入口带钢跑偏等措施来控制浪形的发生.在生产过程中,取得了良好的浪形控制效果.     

热轧带钢单边浪形产生原因及控制措施

文章分析了八钢1750热轧带钢单边浪形的质量事故特征、产生的原因,通过一年多的跟踪查找及改进优化,对设备精度维护、水系统、辊型进行了优化、更换F5人字齿轮,单边浪形问题得到有效控制。     

热轧花纹卷板浪形和网纹缺陷的产生和防止

介绍了新余钢铁集团1580热轧花纹卷板的生产,并对出现的浪形和网纹缺陷进行分析,从花纹辊刻槽参数、辊型配置、负荷分配、温度制度多个方面提出防止热轧花纹板浪形控制措施,稳定了产品质量,有效解决了热轧花纹卷板浪形问题。     

连退过程带钢张力横向分布模型及其影响因素

 针对以往连退过程中对带钢内部应力横向分布情况无法在线预测,从而对连退过程中的跑偏、瓢曲以及带钢在各工艺段的板形演变无法在线预警、容易造成断带缺陷的问题,充分结合连退机组的设备与工艺特点,在研究了带钢横向温度差、来料板形、炉辊辊型、炉辊水平度与垂直度误差对带钢内部单元变形影响模型的基础上,建立了一套适合于连退过程的带钢内部张力横向分布模型,给出了相应的计算策略,并以宝钢不锈钢有限公司某连退机组为研究对象,定量分析了炉辊原始辊型、来料板形、横向温差以及炉辊水平度与垂直度误差、设定张力等因素对连退过程带钢内部张力横向分布的影响,编制出了相应的“连退机组通板过程带钢内部应力横向分布及板形演变预报软件”,并将其应用到生产实践,取得了良好的效果,具有进一步推广应用的价值。     

连续退火炉内影响炉辊自纠偏能力因素的研究

主要分析了连续退火炉内热处理薄带钢时,炉辊的凸度、炉辊中间平台区宽度以及辊面粗糙度、带钢张力等因素对炉辊的自纠偏能力的影响规律。试验研究的公式表明,炉辊的自纠偏能力与炉辊的平均锥度倾角、带钢的张力成正比,而与炉辊中间的平台区宽度成反比。在带钢和炉辊之间不打滑的前提下,炉辊表面粗糙度对炉辊的纠偏能力没有明显的影响。     

宝钢1220mm连退机组炉内张力控制系统研究

宝钢1 220 mm连退机组生产薄料镀锡和镀铬原板,该机组炉子段采用小张力控制工艺,且炉内没有设计张力辊,所以整个炉子段张力控制难度大,在生产过程中曾出现过SF(均热)段炉辊之间的速差很大,造成带钢表面划伤、炉内张力波动、带钢易跑偏断带等问题,影响机组高速稳定通板。以SF段为例,深入分析炉内张力控制系统,从张力控制策略上进行局部优化,改进炉辊LSC控制功能,并且在炉辊速度控制中引入带钢温度补偿值,从机组运行实绩看,对抑制炉辊速差、张力波动、带钢跑偏具有较明显效果。     

连续退火炉稳定通板技术的改进与完善

简要介绍了冷轧连退机组使用的炉辊的形状、不同位置的炉辊在机组运行时凸度的改变情况,以及炉辊凸度改变对机组带钢产生瓢曲和跑偏擦边的影响.通过对连续退火炉内炉辊在热态下凸度变化情况的研究,在带钢规格变化过程中针对性地采用优化降速、降温等过渡策略,较大幅度地减少了瓢曲、断带的发生;同时,通过数据计算的方法,引入一个直观的瓢曲风险系数的方法,使操作更加直观.对所述方法的综合使用,基本消除了带钢瓢曲现象的发生,使生产稳定性得到了很大的提高.