UCM轧机工作辊辊形设计及应用

 UCM轧机采用传统倒角工作辊生产硅钢时,易出现带钢边部拉紧断带问题,影响生产节奏。为解决该问题,自主设计EDC防断带工作辊辊形,通过反圆弧设计减小边部倒角变化率,均匀化带钢边部应力,保证轧机边降控制水平不降低前提下提高生产稳定性。EDC工作辊辊形曲线呈两侧对称分布,单侧包括中间平辊段、防断带控制段和跑偏控制段。由于UCM轧机不具备工作辊窜辊功能,根据产品宽度分布规律划分多个宽度区间,设计多套辊形适应不同宽度区间的轧制。采用数值模拟技术建立带钢轧制三维弹塑性有限元模型,模拟分析了传统倒角工作辊与EDC工作辊辊形的带钢边部应力情况及边降控制效果,结果表明,EDC工作辊辊形对应带钢边部应力明显减小。在相同弯辊力条件下,EDC工作辊辊形对边降改善效果更为明显,在不施加弯辊力情况下,传统倒角工作辊对应带钢边降量为15 μm,EDC工作辊辊形对应带钢边降量为8 μm,边降控制效果优于传统倒角工作辊。辊形参数编写到Python软件实现曲线参数高效自动化求解,能够根据现场辊形使用情况及产品边降需求调整辊形参数大小,具有一定灵活性。将EDC工作辊辊形曲线应用于某1 420UCM酸连轧机组调试,现场板形正常,生产稳定,同板差不超过7 μm达标率由单圆弧辊形32%提升至56%,增幅达到75%,效果提升显著。同时,机组断带率由0.1%控制到0.02%以下。     

高强钢SFB700热轧板形缺陷的成因及控制措施

分析3.0～6.0 mm厚规格的SFB700热轧板边部浪形缺陷的形成原因,主要在于轧制精轧出口板型控制边浪趋势,与带钢在轧后冷却时边部冷却不均有关。通过优化精轧板形控制策略、调节层冷区域两侧水量差及侧喷水角度减少边部浪形缺陷的产生,并采用新的平整工艺有效消除边部浪形,显著降低了SFB700边浪缺陷的发生率。     

冷连轧机边降控制窜辊数学模型研究

 针对某冷连轧机边降控制存在的问题,采用显示动力学有限元方法建立了四辊轧机辊系与轧件一体化有限元仿真模型,分析了影响带钢边降的主要因素带钢厚度和带钢变形抗力对带钢边降的影响。基于边降控制机理和自主设计的EDW边降控制工作辊辊形特点,用边降控制等效面积法建立了冷连轧机边降控制窜辊数学模型,通过有限元仿真数据分析和工业轧制试验确定了模型参数。1700四辊冷连轧机应用本窜辊模型投入自主研制的EDW边降控制工作辊和配套的VCR变接触支持辊,取得了电工钢板边降平均值≤7 μm的比率达到98.22%且同板差≤10 μm的比率达到97.25%的显著生产实绩。     

1 580 mm精轧机组大凹辊控制硅钢板形的研究及实践

热轧硅钢断面轮廓对冷轧横向厚差有重要影响,尽可能减小热轧硅钢边降有利于减小冷轧成品横向同板差。为了改善热轧硅钢边降较大、轧制周期短的问题,在1 580 mm精轧机下游F5～F7机架尝试使用大凹辊辊型,总结了大凹辊辊型应用前后热轧硅钢断面板形指标、冷轧横向同板差和工作辊磨损改善情况,分析了大凹辊辊型对硅钢边降和轧辊磨损的影响。实践发现使用大凹辊辊型可有效延长轧制千米数,减小轧制末期硅钢边降,改善冷轧成品横向同板差。     

单锥度辊冷连轧机的板形调控特性

 为了拓展宽幅硅钢等对边降有特殊要求的高端产品的规格,提升某1700mm冷连轧机组的带钢边降控制功能,克服生产中存在的单锥度辊窜辊行程小、窜辊功能使用不充分、边降波动明显等问题,对单锥度工作辊辊形及边降控制窜辊策略进行了研究,提出了单锥度辊边降控制段的设计方法。运用ANASYS 9.0建立了单锥度辊轧机三维有限元仿真模型,分析了轧机的板形控制特性。采用影响系数法,建立了冷连轧静态综合分析数学模型,研究了来料厚度波动和来料硬度波动对冷连轧机生产产生的影响。通过分析可以看出：单锥度辊轧机通过工作辊窜辊可增强其辊缝横向刚度,提高了轧机克服来料波动能力和轧制的稳定性。现场轧制试验表明：采用该单锥度辊及窜辊策略,带钢边降由14.9μm下降至7.5μm,边降波动被控制在±5μm范围内,边降波动得到了一定的抑制。     

热轧带钢层流冷却的控制策略及其应用

阐述了热轧带钢层流冷却常用的7个控制策略，即前馈控制、反馈控制、自适应控制、带钢头尾冷却控制、带钢边部冷却控制和对带钢厚度的适应性冷却控制以及对升速轧制的适应性冷却控制的内容及其发展，同时还简单地介绍了这些控制策略在国内某些热轧板厂的实际应用情况。     

边部组织及切边工艺对低碳SPHC冷轧边裂的影响

针对迁钢低碳系SPHC热卷在冷轧过程中经常出现边裂缺陷,研究了边裂出现的原因。结果表明,精轧过程中,带钢边部温降过大导致边部出现粗大晶粒并伴有混晶,以及边部剪切参数不匹配导致的切边质量不佳是导致低碳系SPHC冷轧边裂的原因。通过调整精轧冷却水以及合理匹配剪切参数,有效解决了这一缺陷。     

AG700L高强度热轧宽带钢板形缺陷分析与工艺改进

对高强热轧宽带钢AG700L开平后的板形缺陷进行了详细分析,讨论了精轧出口带钢板形和温度均匀性对开平板形的影响,分析了层流冷却系统中水比、侧喷、冷却模式、边部遮蔽对开平板形的影响以及优化措施。结果表明:带钢经过层流冷却时边部温降过快造成的边部压应力在开平后得到释放,是造成开平后板形缺陷的主要原因;通过优化水比为1:1.35、优化侧喷角度并提高压力至2.0 MPa、改进冷却模式、使用边部遮蔽可以提高层流均匀化冷却效果并解决开平后的板形缺陷问题。     

Analysis of strip edge cracks during cold rolling of thin strip

In this paper,the mechanics of strip edge cracks and its propagation has been studied,and the effects of strip edge drop and stress intensity factor(SIF) on edge crack defections during cold rolling of thin strip have been discussed.An experimental investigation was presented into the effect of strip edge drop on edge cracks during cold rolling of thin strip.The edge crack increases significantly due to more inhomogeneous deformation and work hardening at the strip edge.The effective stress intensity fac...     

马钢热轧CSP锥辊使用技术

随着硅钢产品板形质量要求日趋严苛,冷轧工序对热轧带钢板形要求也越来越高,其中边降是硅钢板形中的一项重要指标。针对CSP同宽轧制引起带钢边部减薄严重、成材率低等问题,开发了边部带锥度的非对称工作辊边降控制新技术。分析了CSP辊形配置的板形控制特点,并在下游机架引入了锥度工作辊辊型,介绍了锥辊边降控制原理以及主要特征参数的设计方法。结果表明,新辊型配置方案投入现场连续应用后,明显改善了带钢边降控制效果。     

森吉米尔轧机轧件板形与边部减薄预报研究

利用接触元双坐标法（CEM）建立了双AS-U-Roll系统森吉米尔轧机轧制过程中轧件及辊系变形行为的CEM函数矩阵,开发了SM4SM软件。应用SM4SM分析了第一中间辊锥角、锥度长度和窜辊长度对轧件截面形状和轧件边部减薄控制的影响。研究结果对冷轧过程控制轧件板形和边部减薄具有重要的参考价值。     

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。     

薄带钢冷轧过程带钢变形的有限元分析

借助有限元软件Marc，采用三维弹塑性有限元法对4辊轧机冷轧薄带钢过程带钢变形进行了分析。计算模型对辊系的弹性变形与带钢的弹塑性变形按照接触问题进行耦合分析，得到了带钢厚度沿带钢宽度方向分布、边部减薄及有载辊缝等一系列有意义的结果，为精确计算冷轧参数提供了参考数据。     

热轧带钢三维温度计算与应用

温度是热轧带钢控制模型的基础,温度模型以加热炉抽钢温度为起点,充分考虑带钢轧制过程中经过的空气冷却、高压水冷却、形变升温等过程,按时序计算带钢全程温度变化。把带钢纵向切分成密集的多个截面,在截面上按宽度、厚度方向划分网格,计算所有截面二维温度分布后再进行截面串联,实现热轧带钢全长三维温度模拟计算。以三维温度计算为基础,结合宝钢1580 mm热轧产线实际情况,调整边部加热控制策略与机架间冷却水流量策略,完成精轧出口温度计算。结果表明,带钢整体温度分布更加均匀,三维温度模拟计算结果与带钢实绩温度分布基本一致。     

A mathematical model with a combined analytical and numerical approach for predicting the thickness profile of a cold-rolled strip

In order to investigate the edge drop effect in cold rolling of strip a mathematical model was developed. It combines well-known classical and analytical solutions in the rolling direction with a numerical approach in the width direction. For the computation the strip is divided into small stripes across the width. For each stripe the roll force is determined with the equations of elementary theory of plasticity. Deflection of the roll bodies is computed by the theory of elasticity. A solution is obtained by solving the equations of global equilibrium between forces due to plastic deformation of the strip and elastical deflections of the roll system. Up to ten passes on two or four-high mills can be simulated. A wide range of rolling parameters can be specified. Computed results have been validated by experiments on 2- and 4-high mills under various rolling conditions. Numerical simulations show the influence of different rolling parameters on the thickness profile and the shape of the strip.     

热轧结构钢氧化铁皮结构及其对酸洗质量的影响

为研究热轧结构钢氧化铁皮厚度、结构及其对酸洗质量的影响,设计了"高温、低冷速"和"低温、高冷速"两种热轧工艺,并进行了热轧结构钢的生产制备.利用光学显微镜、扫描电镜分析了带钢宽度方向上氧化铁皮的厚度分布、结构特点和带钢酸洗后的表面形貌;基于不同热轧工艺下氧化铁皮厚度、结构差异,对带钢的酸洗效果以及酸洗色差缺陷的产生机理...     

四辊六辊冷连轧机边降控制技术

针对冷连轧机带钢边降板形控制问题,建立了四辊和六辊轧机的辊系三维有限元模型,从辊系的受力和变形角度出发,分析了产生带钢边降的原因及其组成。研究分析厚度、压下率和变形抗力等因素对带钢边降的影响。通过在四辊冷连轧机上采用单锥度辊和VCR支持辊的辊型配置进行边降控制,可以有效降低带钢边降,减小带钢凸度,满足对带钢质量的要求,并可以降低轧机为控制边降而新建和改造的投资成本。     

带钢超快速冷却条件下的换热过程

 分析了轧后加速冷却过程中带钢表面的局部换热机理，认为冷却系统实现超快速冷却的关键在于扩大带钢表面射流冲击换热区的面积。确定了薄带钢实现超快速冷却所需的对流换热系数，并采用有限元分析工具ANSYS模拟得到了超快速冷却条件下不同厚度带钢的温度场。温度场的分布表明薄带钢在超快速冷却过程中具有较好的温度一致性。同时还表明随着带钢厚度增加，超快速冷却条件下厚度方向的温度梯度显著增大，对于带钢内部组织的均匀性将产生不利的影响。带钢厚度范围应是超快速冷却技术实际应用过程中的重要考虑因素。     

冷轧高强集装箱板轧制稳定性控制技术

 冷轧高强集装箱板由于其屈服强度、成形性能及尺寸精度的要求,对冷轧轧制稳定性和板形控制提出极大挑战。针对某钢厂薄规格冷轧高强集装箱板生产过程存在的肋浪和边裂情况进行分析,采用试验方法研究了热轧带钢库区冷却过程对钢卷温度及性能均匀性的影响,利用数值模拟的方法研究了该钢种在UCM机型冷轧轧制过程中带材变形特征,揭示了带材浪形和边裂的并发机理,同时分析了不同工艺对带钢变形均匀性的影响规律。结合理论及仿真分析,提出了针对热卷性能均匀性及酸轧轧制稳定性的优化方案,改进后冷轧板形质量明显提高,带材边裂缺陷完全消除,冷轧高强集装箱板的轧制稳定性及产品质量均得到大幅提升。     

Analysis of Strip Temperature in Hot Rolling Process by Finite Element Method

 The program was developed by finite element method to calculate the temperature distribution in hot strip rolling. The heat transfer coefficient of air cooling, water cooling and thermal resistance between work roll and strip were analyzed. A new heat generate rate model was proposed according to the influence of source current density, work frequency, air gap and distance to edge on induction heating by finite element method (FEM). The heat generate rate was considered into the thermal analysis to predict the temperature distribution in the induction heating. The influence of induction heating on the strip temperature was investigated with different strip thicknesses. The temperature difference became more and more obvious with the increase of thickness. The strip could be heated quickly by the induction heating both in surface and center because of the thermal conductivity and skin effect. The heat loss of radiation has important influence on the surface temperature. The surface temperature could be heated quickly with high frequency when the strip is thicker.