基于辊径方差最小的三次CVC辊型参数设计方法

针对CVC轧机辊型设计过程中个别辊型参数计算方法不完善的问题,根据CVC轧机的工作原理及板带凸度控制要求,在推导出辊缝函数的基础上,计算得到了辊缝等效凸度表达式,进一步对各个辊型参数的具体含义进行了阐释,首次定义了辊径方差新概念并推导出了其表达式,基于此提出了一种保证上下工作辊辊径方差最小的三次CVC辊型参数优化方法。应用本文提出的辊型参数设计方法,对国内某冷轧厂的CVC轧机辊型参数进行了优化计算,在保证轧辊等效凸度控制能力的基础上,减小了上下工作辊的辊径方差,使轧辊磨损更加均匀,同时也保证了出口带钢的板形质量,为生产现场的辊型参数设计及辊型磨削奠定了理论基础。     

硅钢酸连轧机工作辊端部辊形设计

近年来硅钢市场竞争日趋激烈,板形问题日益成为影响产品竞争力的重要质量指标,板形控制已成为冷轧硅钢片生产关键性难题之一。为优化轧机的板形控制性能,提高产品的板形质量,文章对工作辊端部辊形曲线的设计方法进行了综述,并以MARC有限元软件为辊形设计的工具平台,通过建立轧机辊系弹性变形有限元模型并进行数值仿真计算,研制出了新的多项式辊形曲线。仿真计算结果表明,新工作辊端部辊形可以提高弯辊调控功效,扩大承载辊缝调节域,研究和实验结果为生产实践提供了理论指导。     

四辊CVC轧机机械板凸度有限元求解

以马钢CSP生产线七机架四辊CVC轧机中的F4机架为研究对象,用有限元模拟方法,通过参数化编程,对影响机械板凸度的辊系变形进行了有限元求解,得到了工作辊和支撑辊之间应力分布状态,以及辊间压扁变形和工作辊压扁量对机械板凸度的影响规律,并通过工程实例验证了机械板凸度计算结果的有效性。所建模型与计算结果对板形理论研究和工程实践具有参考价值。     

四辊冷轧机板形前馈模型的研究

针对四辊冷连轧轧机,研究了采用工作辊弯辊力补偿的板形前馈模型。用Abaqus有限元软件模拟板形前馈模型参数,分析了轧制力波动量、轧制力对板形前馈模型的影响。对比了板形前馈模型有限元计算值和设定值,对比发现吻合较好。本文对于带材冷轧板形前馈模型参数设定具有重要意义。     

多辊轧机轧辊弹性压扁和辊间压力研究

本文运用弹性基础梁理论分析和推导了极薄带多辊轧机轧辊的弹性压扁变形和辊间压力分布的计算公式,並应用这一公式对某30辊轧机辊系进行了计算。计算结果表明,该轧机工作辊存在反翘现象。同时,本文的结论对森吉米尔多辊轧机工作辊两端带锥度现象作了成功的解释。     

新型十二辊冷轧板带轧机刚度有限元分析

针对燕山大学设计研发的一种新型十二辊冷轧板带轧机,利用MSC．MARC软件对这种新型十二辊轧机的刚度进行有限元分析。绘制轧制力一变形曲线,计算轧机整体刚度,并对轧机的整体变形进行了细分,分析了各部分变形对工作辊辊缝的影响,为板形和板厚控制提供依据。     

四辊轧机辊系压扁的有限元分析

应用非线性有限元软件MSC.Marc,采用三维弹塑性有限元法对四辊轧机轧制薄带钢的过程进行了模拟。计算模型将辊系与带钢作为整体统一考虑,解决了工作辊、支撑辊与带钢之间变形和受力的耦合问题,减少了计算过程中的假设,并采用逐步收敛的求解过程使计算结果精确、可靠。通过对模拟结果的分析,得出了轧制不同宽度带钢时工作辊、支撑辊的压扁分布,分析了带钢宽度对辊系压扁变形的影响。     

六辊轧机支撑辊传动对带钢板形的影响分析

提出了六辊轧机的支撑辊传动方式对带钢板形影响的问题,分析了主传动轴对辊系的作用力,运用Ansys有限元软件建立了六辊轧机全辊系有限元模型.考虑了主传动轴重量及轧机弹跳,运用所建有限元模型,仿真计算了静态时辊缝控制模式下带钢的板形.计算结果表明位置控制模式下主传动轴重量对带钢板形的影响可以忽略;轧制力控制模式下主传动轴重量对带钢板形的影响是不能忽略的,在实际生产中需要予以重视.     

1700mm冷连轧机轧辊分段冷却对热辊型的影响研究与应用

以某厂1 700五机架冷连轧机的工作辊为研究对象,综合分析了喷水冷却对轧辊热辊型的影响,找到了水温、水压、水流、喷射距离和喷射角度等参数在控制轧辊热凸度方面的调控范围。对轧辊轴对称温度场模型进行简化,采用MatLab编制仿真软件,并将仿真计算结果与现场实测数据进行了对比,说明喷水冷却对热辊型影响分析及仿真软件的准确性,对冷连轧机板型的控制起到指导作用。     

F4轧机工作辊垂扭耦合振动仿真与分析

轧机工作辊处耦合振动是影响带钢质量的重要因素。根据某钢厂F4轧机实际参数建立了轧机工作辊垂扭耦合振动数学模型并进行了求解,得到了轧机工作辊处垂振和扭振的相互影响关系。同时,建立了该轧机系统三维模型,利用有限元分析软件ANSYS实现了关键部件的柔性化,最终建立了基于ADAMS的轧机系统刚柔耦合虚拟样机。利用ADAMS振动分析等模块,仿真分析了不同激励下轧机工作辊的动态响应情况。通过现场实测信号的分析验证了轧机工作辊垂扭耦合振动存在的真实性及模型建立的可靠性。分析结果表明,轧机工作辊处存在垂扭耦合振动且垂振对扭振的影响较为明显。     

2 230 mm冷连轧机板形控制性能仿真分析

以2 230 mm六辊CVC冷连轧机为研究对象,在ABAQUS有限元软件平台上建立了六辊CVC轧机辊系变形三维非线性仿真模型。通过数值模拟,分析了弯辊和轧辊轴向横移综合调控下承载辊缝凸度调节域的变化规律。同时,分析了2 230 mm冷连轧机弯辊力、轧辊轴向横移位置以及轧制力等工艺参数对板形调控性能的影响,为板形在线控制调节和辊型曲线优化设计提供了理论依据和应用参考。     

1420六辊冷连轧机工作辊止推轴承烧损原因分析与仿真

针对某钢企1420冷连轧机组多次发生上工作辊止推轴承烧损现象,本文利用有限几分析软件对该轧机辊系进行了CAE分析,得出在轧制力和弯辊力作用下,受中间辊轴向窜动量的影响时上下工作辊在止推轴承段的挠曲度和曲线形态,根据有限元分析结果确定了1420冷连轧机组上工作辊止推轴承烧损的原因。经过相应结构改进,轴承烧损情况得到很大程度的改善。     

The initiation and propagation of edge cracks of silicon steel during tandem cold rolling process based on the Gurson–Tvergaard–Needleman damage model

Edge cracking is a commonly observed phenomenon during the cold rolling process of silicon steel, which may cause the rupture of strips in the rolling mill. In this paper the initiation and propagation of edge cracks under the tandem cold rolling condition were investigated by using the Gurson–Tvergaard–Needleman damage model. The damage parameters were obtained from the tensile tests data and the SEM analyses. Different cold rolling experiments were carried out by a non-reversing two-high rolling mill and the experimental results agreed well with the finite element calculation results. Parametric studies were carried out and revealed that the crack propagation increases with the increasing of total reduction, friction coefficient, and unit tension. A bigger work roll is beneficial to reduce the edge crack growth as well.     

六辊铝板带冷轧机轧辊倒角仿真分析及工艺优化

辊间压痕是制约六辊铝板带冷轧机实现中间辊抽动功能从而达到改善板形目的的一大障碍。在现场考察的基础上,基于Abaqus有限元软件对六辊铝板带冷轧机进行了辊系受力仿真,得到了辊间受力的情况,分析并验证了辊间压痕的成因是由轧辊倒角设计不合理或磨辊时处理不当,没有把倒圆角倒到规定的标准所造成,并由此提出了对轧辊倒角设计的改进方案并对倒角改进后的辊系受力进行了有限元仿真。结果表明,采用所提出的倒角改进方案能够大幅度减轻辊间压痕,从而对充分发挥六辊轧机的板形控制能力,对改善板形具有重要的意义。     

冷轧机工作辊轴承座动态特性研究

针对国内外服役的大型高速精密铝箔及板带轧机，工作时辊系发生振动而被迫降速运行的问题，采用有限元分析方法，对其工作辊轴承座振动特性进行研究，并对轴承座轴向振动特性进行在线测试，指出采用开闭复合约束可使轴承座的振动特性得到显著改善。     

带钢冷连轧轧件辊系一体化仿真研究

针对带钢轧制过程中金属横向变形对带钢板形的生成存在影响的问题，根据最小能量原理建立了可分析轧制过程中金属横向变形的轧件三维变形力学模型和数值解法，将之与基于二维变厚度有限元法的辊系弹性变形专用仿真软件相结合，形成了辊系弹性变形和轧件三维塑性变形的一体化仿真算法和软件系统。在此基础上，以某厂1420mm冷连轧机组末机架为研究对象，对板形生成过程进行了仿真分析。     

六辊冷连轧机带钢边降控制性能仿真研究

以首钢京唐公司2 230 mm冷连轧机为研究对象,针对目前国内外板带材生产中被广泛选用的CVC冷轧机机型,运用ABAQUS仿真软件建立了3D有限元模型,对比分析了ESS冷轧机对带钢边降的控制性能,证明ESS冷轧机对带钢边部减薄的控制较好。通过ESS冷轧机3D有限元模型,实现了对超宽薄极限规格带钢轧制过程的模拟;深入分析了ESS冷轧机对带钢边部减薄的控制规律。结合现场轧制数据,对有限元模型进行了现场验证,模拟值与实测值切合度很高,相对误差在10 μm以内,绝对误差在0.69%以内。     

薄宽带钢平整机支撑辊辊型设计

针对单机架四辊光整机生产薄宽镀锌板过程中的边浪、复合浪问题,进行了现场试验和理论研究。以二维变厚度有限元程序为辊型设计的工作平台,建立了四辊光整机辊系弹性变形有限元模型,提出了变接触支撑辊（VCL辊型）技术,并与不同工作辊辊型配套使用进行仿真计算。结果表明,VCL支撑辊辊型可以增加光整机板形控制能力,消除边浪并改善支撑辊轴向不均匀的磨损状态。     

基于ANSYS的热轧工作辊温度场的有限元分析

根据宝钢1880热轧工作辊实际的边界条件,利用有限元软件ANSYS建立了热轧工作辊的二维温度场有限元模型,通过将模拟结果与现场下机后工作辊表面温度实测数据的比较,验证了模型的可靠性。在此基础上,研究了工作辊表层温度及中心温度的变化过程,模拟结果表明,轧辊旋转一周的过程中,辊面的最高温度可达525℃;每块带钢轧制过程中,辊面的最高温度在轧辊旋转6～8周之后不再增加;整个轧制过程中轧辊中心温度基本保持上升趋势。通过修正现场热凸度补偿模型参数,提高了带钢板形质量,降低了产品的封锁率。     

20辊轧机轧制宽幅工业纯钛带的变形行为研究

基于ABAQUS有限元软件,考虑了钛金属的各向异性力学特点,建立了可实现工作辊与轧件动态轧制过程的20辊轧机辊系-轧件一体化模型,并利用实际轧制数据对模型计算精度进行了验证。同时,利用该模型对20辊轧机轧制宽幅工业纯钛带的单一以及组合板形调控特性进行了仿真研究。结果表明:支承辊1#与7#、2#与6#对称位置分段压下与一中间锥辊窜辊组合调节时,随着窜辊量的增加,距边部75～300 mm区域厚度减薄最为显著,将导致或加剧该区域的二肋浪形;3#与5#、4#对称位置分段压下与一中间锥辊窜辊组合调节后,对缓解二肋浪形具有一定作用;此外,还发现一中间锥辊窜辊调节无法解决二肋浪形问题。最后,结合20辊轧机板形调控特性,提出了一种能够减小二肋浪形区的压应力的分段压下组合方案,工业实验证明分段压下组合方案实施后二肋浪形区压应力下降60%,有效缓解了20辊轧机轧制宽幅钛带时的二肋浪形缺陷及程度。