影响板带材轧制头部翘曲因素的正交实验研究

用正交实验方法,对影响板带材轧制头部翘曲的因素进行了研究.因素有上下轧辊直径比、压下率、导入角和轧辊转速.正交实验是L25(45),研究表明:辊径比对头部翘曲影响最大,且影响趋势变化复杂;当板较厚时,辊转速的影响也较大,导入角的影响最小;当板较薄时,导入角的影响较显著,辊转速的影响最小;来料板厚不同,各种因素的影响趋势变化呈现了不同的规律,来料板厚也是影响头部翘曲的一个主要因素.优化了实验轧机控制头部翘曲的工艺参数.     

中厚板非对称轧制头部翘曲的实验研究

利用非对称轧制实验模型对引起中厚板头部翘曲的主要影响因素进行实验研究,实验结果表明送入角、变形区几何形状系数与轧件头部翘曲方向及翘曲程度具有一定的关系和规律,并从外端、变形特点、质点流动以及附加应力方面对所得结果进行了分析讨论.此实验结果对实际生产具有一定的参考价值.     

六辊轧机辊系弹性变形研究

在板带轧制中,轧机辊系弹性变形是影响板形质量的重要因素.以弹性基础梁理论为基础,将辊间接触及工作辊与轧件间的接触采用弹簧模拟其力学模型,从而获得六辊冷轧机辊系弹性变形的解析数学模型;提出了一种将轧件断面形状分布与轧制压力分布耦合的迭代计算轧机辊系弹性变形和轧件最终断面形状的方法,利用MSC. MENTAT/MARC软件建立了六辊轧机辊系弹性变形的非线性接触有限元模型.计算结果表明:采用解析法、有限元法计算出的轧件断面形状与现场实测出的轧件断面形状及板带凸度数值相近,这说明研究方法和模型的有效性.     

薄板冷轧过程中宽展的变化规律及其影响因素

基于金属流动原理,采用显式动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA模拟薄板轧制过程,研究轧制力、摩擦系数、压下率对轧件宽展变化的影响。结果表明,摩擦系数越大,轧件宽展也越大;轧件的最大宽展随着轧制力的增加而增大,轧制力对轧件后端部分宽展影响程度较大;压下率增大,轧件宽展随之增大,轧件各部分宽展的不均匀程度也在增加。     

热带钢粗轧立辊调宽轧制过程变形研究及应用

针对工业现场热带钢轧机粗轧段立辊侧压调宽轧制的工艺特点,利用ANSYS／LS—DYNA建立了精确的立辊-水平辊三维轧制有限元仿真模型,模拟计算了不同工艺条件下轧件的变形,重点分析了横截面形状（“狗骨形”）变形特点和宽展变形特点,所建模型及计算结果已应用于粗轧段自动宽度控制（AWC）程序预设定值,应用效果良好。     

数值模拟在棒材热轧过程及缺陷预测中的应用

采用三维刚塑性有限元方法, 耦合轧制过程的温度场和应力、应变场, 利用DEFO RM-3D 有 限元软件模拟了棒材的热轧过程.通过分析轧件表面不同位置点的等效应变和等效应力, 得出轧件 尾部的变形比头部更充分以及中部变形较头部和尾部更稳定的结论;通过对轧件温度场的分析, 得 出了棒材热轧制结束瞬间, 沿着轧制方向, 表面温度呈下降趋势的结论, 此结论与轧制理论相吻合; 最后, 通过分析离散点的等效应变率、Y 向应变率和等效应力, 对棒材热轧过程中轧件表面易产生 缺陷的位置进行了预测, 模拟位置与实际位置基本吻合, 体现了数值模拟方法对于轧钢生产的重要 现实意义.     

板带轧制头部翘曲的研究现状

针对板带轧制过程中头部翘曲问题,学者们及现场技术工作者已进行了大量试验及现场跟踪研究,取得了一定成果.从翘曲的测量方法、翘曲的研究方法、影响翘曲的主要因素入手,对板带头部翘曲的研究成果进行了综述,指出今后的研究方向.     

六辊CVC轧机轧辊弯曲和压扁变形的有限元分析

采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对六辊CVC轧机轧辊弯曲和压扁变形的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

有高温相变的电工钢热轧起浪的有限元分析

针对电工钢自由规程轧制过程起浪问题,开展电工钢不同冷却条件下的连续冷却相变转变温度分析测定和Gleeble热模拟实验,发现电工钢在975~875℃的奥氏体-铁素体两相区,随着轧制温度降低,变形抗力反而减小;电工钢大量同宽自由规程轧制下的工作辊出现严重的不均匀的箱型磨损和明显的热胀,综合辊形变化显著.考虑电工钢两相区变形抗力差异和综合辊形变化,建立电工钢热轧过程轧辊轧件的三维弹塑性耦合有限元模型,仿真分析轧制力、弯辊与窜辊对承载辊缝形状的影响,研究摩擦系数、压下量与轧制速度对带钢宽度方向内应力变化规律的影响,采用Shohet板形判据确定电工钢比例凸度残差变化路径,明确电工钢在"平坦死区"较大的上游机架出现"异常起浪"的生成过程.该方法为电工钢热轧板形的浪形控制提供了依据.     

弯辊力对冷轧板带板形的影响分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件,基于显示动力学有限元法,以四辊轧机为例,模拟5 mm厚板带钢冷轧过程,研究施加在支撑辊正弯辊力分别为0 kN,100 kN和200 kN时对轧件压下量、应力和应变的影响.模拟研究表明,增大正弯支撑辊弯辊力能够使轧件边部和中部所受应力趋于平稳,改善轧件的板形.     

Preset model of bending force for 6-high reversing cold rolling mill based on genetic algorithm

The hydraulic roll-bending device was studied, which was widely used in modern cold rolling mills to regulate the strip flatness. The loaded roll gap crown mathematic model and the strip crown mathematic model of the reversing cold rolling process were established, and the deformation model of roll stack system of the 6-high 1 250 mm high crown (HC) reversing cold rolling mill was built by slit beam method. The simulation results show that, the quadratic component of strip crown decreases nearly linearly with the increase of the work roll bending force, when the shifting value of intermediate roll is determined by the rolling process. From the first pass to the fifth pass of reversing rolling process, the crown controllability of bending force is gradually weakened. Base on analyzing the relationship among the main factors associated with roll-bending force in reversing multi-pass rolling, such as strip width and rolling force, a preset mathematic model of bending force is developed by genetic algorithm. The simulation data demonstrate that the relative deviation of flatness criterions in each rolling pass is improved significantly and the mean relative deviation of all five passes is decreased from 25.1% to 1.7%. The model can keep good shape in multi-pass reversing cold rolling process with the high prediction accuracy and can be used to guide the production process.     

升速轧制对热轧带钢层流冷却出口温度的影响

采用传热学原理建立了层流冷却温度有限差分模型,并用现场实测数据对水冷换热系数进行了自适应修正.对德盛1 150 mm热轧带钢层流冷却过程的温度变化进行了数值模拟,建立了一套层流冷却温度仿真系统,分析和研究升速轧制时带钢在层流冷却中温度变化的趋势.结果表明,层冷出口温度受带钢的速度影响较大,在升速过程中,如果不采用集管动态喷水调节,带钢温度出现前低后高的现象,并且随着加速度的增加带钢前后温差越大.以此为依据,现场过程自动化系统L2级硬件采用过程服务器,基础自动化系统L1级硬件采用西门子PLC,L2级和L1级软件分别在C++和Step7V5.4下编程实现,并采用了带钢头尾宏跟踪和过程自动化系统采用带钢样本微跟踪的控制策略,对处于变速及高速运动中的带钢沿长度方向逐点实施控制,用动态调节的冷却集管系统来保证在速度变化期间带钢层流冷却出口温度的稳定性.     

基于人工神经网络的SS400钢板力学性能预测

寻求微观组织与性能的定量关系一直是研究开发离线与在线预测系统的关键问题，针对热轧带钢SS400性能预测系统，提出了基于Matlab神经网络工具箱的神经网络解决方案．该模型采用前向神经网络，在利用BP算法的基础上，为了克服常规BP学习算法的缺陷，Matlab神经网络工具箱对常规BP算法进行了改进，采用更有效的数值优化方法，如Levenberg—Marquardt优化方法，建立了化学成分和生产的主要工艺参数与产品力学性能之间的关系．结果表明影响板带屈服强度、抗拉强度和延伸率三者的显著因素为钢板厚度和含碳量．     

5Cr15MoV马氏体不锈钢冷轧工艺研究

5Cr15MoV马氏体不锈钢宽带材(>1 200mm)的冷轧目前在国内尚属空白,研究其冷轧及轧后热处理工艺对产品结构优化及拓宽市场有着极其重要的意义.该钢种热轧态为马氏体组织,边部碳化物析出不均,具有硬度高、塑性差的特点,冷轧前对材料进行均值化热处理,改善了组织形态,可以有效地防止边裂;经过试制,在森吉米尔廿辊轧机上采用小张力、小压下且轧制速度在100m/min以下的轧制方式,能够顺利完成冷轧;轧后冷连续退火,板温控制在700～750℃,卷取采用小张力,避免出现180°以上折弯,以免发生断带的危险.     

Work roll thermal contour prediction model of nonoriented electrical steel sheets in hot strip mills

The demands for profile and flatness of nonoriented electrical steels are becoming more and more severe. The temperature field and thermal contour of work rolls are the key factors that affect the profile and flatness control in the finishing trains of the hot rolling. A theoretic mathematical model was built by a two-dimensional finite difference to calculate the temperature field and thermal contour at any time within the entire rolling campaign in the hot rolling process. To improve the calculating speed and precision, some special solutions were introduced, including the development of this model, the simplification of boundary conditions, the computation of heat transfer coefficient, and the narrower mesh along the edge of the strip. The effects of rolling pace and work roll shifting on the temperature field and thermal contour of work rolls in the hot rolling process were demonstrated. The calculated results of the prediction model are in good agreement with the measured ones and can be applied to guiding profile and flatness control of nonoriented electrical steel sheets in hot strip mills.     

Analysis of the thermal profile of work rolls in the hot strip rolling process

A 2-dimension axisymmetric model was developed by the finite-difference method, which can be used to predict the transient temperature field and thermal profile of work rolls in the hot strip rolling process. To demonstrate the accuracy and reliability of the solution developed, the calculation results were compared with the production data of a 1700 mm hot strip rolling mill and good agreement was found between them. The effect of strip width and roll shifting on the thermal expansion of the work rolls was studied.It is found that the strip width has marked effect on the efficient thermal crown. Initially, when the rolling strip changes from narrow to wide, a bigger efficient thermal crown can be quickly achieved; afterwards, when the rolling strip changes from wide to narrow,not only the influence of uneven wear can be reduced but also the excessive efficient thermal crown can be avoided. It is also found that the work roll shifting has a determinate but not obvious effect on the reduction of the efficient thermal crown, and will make the strip shape unstable without being used properly.     

板带热连轧轧制变形规程的模糊多目标优化设计

研究了目前板带热连轧轧制变形规程设计方法及在该领域中的应用状况，分析并建立了以能耗最低、负荷分配最均衡及板形质量最优的多目标优化模型，并运用模糊学的理论和方法对板带热连轧轧制变形规程多目标优化问题进行了求解．最后以某六机架热连轧机为例，对常规轧制，各单目标优化轧制以及模糊多目标优化轧制的轧制变形规程进行了分析比较，结果表明了该方法的有效性．     

热轧带钢层流冷却温度优化控制策略研究

在热轧带钢生产过程中,卷取温度是影响成品带钢性能的重要参数之一,其精度的高低对带钢质量至关重要.为保证产品具有良好的性能,采用层流冷却装置对热轧后的板带进行冷却控制,喷水系统的设定是层流冷却过程控制的关键.在冷却过程中带钢的温度不能在线连续检测,其过程具有强非线性和时变性,而且在冷却过程中存在相变,因此难以建立精确的数学模型去描述这一冷却过程.随着带钢厚度,精轧出口温度和轧制速度的变化,单独的前馈/反馈控制很难满足高精度的温度控制需要.在本文的研究中,一系列层流冷却控制策略被采用,包括前馈/反馈控制,自适应算法,以及控制带钢整体温度的均匀性策略.实践应用表明这些控制策略得到很好的检验,能有效地提高卷取温度的控制精度和均匀性.     

马钢CSP冷轧基料的生产实践

由于冷轧厂对原料的表面质量、板形及尺寸精度等的要求较高,目前国内的其它CSP厂都没有实现冷轧基料的大批量生产,马钢CSP是国内第一家实现大批量高质量冷轧基料的生产厂。冷轧基料的产量已达到总产量的70%以上。现介绍马钢CSP生产冷轧基料的的经验,并针对生产过程中的一些问题,进行分析,并提出解决措施。     

解析刚度理论在板形控制中的应用

热连轧的板带材是冷轧的主要原料,来料板形波动太大不利于对冷轧进行板形控制。针时这一问题,结合国内某热连轧厂的实际情况,建立了板形调控模型。该模型以解析刚度理论为理论基础．通过调整机械板凸度来控制板形。现场试验数据表明,该模型达到了板形的调控目标,可以使产品的出口板形稳定在一个较小的范围内。