宽带钢轧机辊间压力分布和轧制压力耦合求解

带钢板形控制系统涉及轧制力和弯辊力影响系数,精确计算四辊轧机辊系轧制力和弯辊力影响系数的前提是获取轧制压力的分布函数和辊间压力的分布函数.研究了辊间压力与轧制压力的内在联系,采用力学原理建立了二阶辊间变形协调方程,结合三角序列级数实现了根据轧制压力分布函数对辊间压力分布函数进行耦合求解.其计算结果与生产实际参数的有限元模拟结果相比,具有很好的计算精度.     

首钢3500 mm中板轧机辊型研究与应用

采用影响函数法建立轧辊的弹性变形解析模型,针对首钢3 500 mm中板轧机在轧制过程中,支承辊端部出现剥落或掉肉现象,根据首钢中板厂的轧制工艺,分析了不同板宽、不同轧辊辊型、不同轧辊端部倒角以及直倒角参数对辊间压力分布的影响规律.研究结果表明,在轧制能力范围内,轧件越宽,轧辊采用凹辊型可以使辊身部的辊间压力分布更为均匀;倒角的选择和改变直倒角的参数都会相应地改变端部的应力集中现象.研究结果为该轧机的辊型的改造和配置以及提高轧辊寿命提供了理论依据.     

热轧轧制压力横向分布规律及预测模型

 轧制压力横向分布规律对快速轧辊轧件一体化模型的建立、轧辊磨损及辊形预测具有重要的意义。为简洁有效地描述轧制压力横向分布,提出了轧制压力横向分布表征指标,即边中比、高次程度、一次非对称度及三次非对称度。通过有限单元法建立了轧件三维弹塑性变形模型,并根据实测数据对模型边界条件进行设置,研究了不同因素影响下的轧制压力横向分布规律。考虑到各生产因素对轧制压力横向分布的影响不完全独立,不易获得函数表达式,以多组工况下有限元仿真结果为基础,建立多生产因素影响下的轧制压力横向分布人工神经网络预测模型,为轧辊轧件一体化快速计算模型的建立奠定了基础。     

四辊CVC冷轧机辊间压力影响因素分析

CVC轧机辊间接触压力分布不均,辊间压力峰值易引起严重的支撑辊不均匀磨损,甚至造成轧辊的剥落。采用影响函数法,分析了轧件宽度、工作辊横移位置、弯辊力以及支撑辊凸度对辊间压力分布的影响;研究了在应力集中最严重的横移位置时,支撑辊端部采用圆弧形倒角和抛物线形倒角时,倒角参数变化对辊间压力分布的影响规律。结果表明:CVC轧机辊间压力成S形分布,在轧辊右端存在较大的应力集中;轧件越宽,应力集中越严重;横移位置为负向最大时,辊间应力集中最严重;增加支撑辊凸度能减小辊间接触压力的峰值,但是对辊间压力分布的改善不明显;弯辊力对辊间压力有较大的影响;使用合适的抛物线形倒角和圆弧形倒角均能很好的减小辊间接触压力的峰值,并使辊间压力分布更均匀。研究结果可为CVC轧机支撑辊辊形设计提供理论依据。     

横向不均匀润滑轧制理论

针对轧辊轴向不均匀磨损及由此带来的板形控制问题,建立了三维弹塑性动态辊系模型,分析了辊件间接触状态及其与轧辊轴向磨损分布间的关系,并由此提出了横向不均匀润滑轧制理论.仿真结果表明,通过改变辊件间横向摩擦因数分布,在保证带钢质量的前提下,实现了辊件间接触压力及摩擦力分布的均匀化,从理论上验证了横向不均匀润滑在改善辊件间接触状态方面起到的积极作用.最后,对横向不均匀润滑轧制理论的可行性进行了分析.     

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.     

2050粗轧机组轧辊磨损预报模型的开发及应用

热轧生产作为板带轧制的首道工艺，轧辊异常消耗与磨削次数影响着机组的生产能力，同时影响板形，迫切需要建立磨损情况的准确预报。以唐钢2050粗轧机组为研究对象，充分考虑粗轧工艺特点，结合实际工况，分析了轧辊磨损机理。为更好地了解轧辊沿长度方向上各点的磨损情况，对轧辊进行了划分条元，同时利用划分条元建立了单位辊间压力的理论模型。针对工作辊与支撑辊的不同磨损情况，建立了区别于不同轧辊的磨损理论模型，同时根据辊间压力模型与轧辊磨损模型，开发了一套粗轧机组轧辊磨损预报模型软件。该软件可以显示轧制一定里程后轧辊各个样本点的磨损情况，形成轧辊磨损规律曲线。同时采用离散分段法分别计算支撑辊和工作辊磨损量分布，为后续轧制工艺提供了精确的轧辊磨损预报，确保轧件产品的质量，同时提高了机组的轧制稳定性与轧制效率。     

CVC热连轧精轧机组板形计算软件的开发

针对ＣＶＣ热连轧精轧机组板形计算问题,采用影响函数开发了计算热连轧机轧后板断面厚度分布软件。根据ＣＶＣ轧辊辊形的特点,采用实际轧辊凸度分布模,并利用轧机的反对称性质,计算轧垂直中心线一侧的板断面厚度分布、轧制力分布、辊间压力分布等,提高了板形计算和辊间压力计算的精度,模拟计算结果与现场数据相符。     

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。     

异步轧制变形区单位压力纵向分布的实验研究

本文通过实测,研究了同径异步轧制厚度小于1 mm的黄铜带时,单位压力沿纵向的分布规律,并系统地分析了各轧制参数对张直异步轧制和无张力异步轧制单位压力分布的影响。结果表明,异步轧制单位压力分布仍具有峰值;搓轧区占变形区比例x越大,异步轧制的降压效果和摩擦峰的削减作用越大;张直异步轧制厚度小于1 mm的黄铜带时,两辊侧单缸压力分布基本相同,但在无张力异步轧制时,普遍存在两辊则单位压力分布不对称现象。以上问题的研究,对更深入地认识异步轧制的力学特征,完善异步轧制理论具有重要意义。     

四辊轧机轴向力理论计算模型——四辊轧机轴向力学行为的研究(Ⅰ)

通过对四辊轧机辊间摩擦特性的分析,从微观角度讨论了轧辊表面微凸体在轧辊之间的相互作用,建立了辊间接触表面以及轧辊与轧件间轴向位移场。根据预位移原理,分析了冷轧、热轧不同情况下的辊面粗糙度等级、轧件变形抗力及粘度对轧辊轴向力的影响,得到了对称轧制条件下的轧辊轴向作用力理论计算模型,并对情况较复杂的工作辊轴向力进行了分析。     

FEM Analysis of Rolling Pressure Along Strip Width in Cold Rolling Process

 Using 3 D elastic plastic FEM, the cold strip rolling process in a 4 high mill was simulated. The elastic deformation of rolls, the plastic deformation of the strip, and the pressure between the work roll and the backup roll were taken into account. The distribution of rolling pressure along the strip width was obtained. Based on the simulation results, the peak value of rolling pressure and the location of the peak were analyzed under different rolling conditions. The effects of the roll bending force and the strip width on the distribution of rolling pressure along the width direction were determined.     

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…     

热轧辊形配置对无取向硅钢板形控制性能的影响

通过现场跟踪测试,分析了常规支持辊、常规工作辊和自主开发应用的VCR变接触支持辊和ASR非对称自补偿工作辊在服役期内的辊形变化特点,建立有限元模型分析了常规支持辊/工作辊、变接触支持辊VCR/常规工作辊和变接触支持辊VCR/非对称自补偿工作辊ASR三种代表性热轧辊形配置对硅钢热轧板形控制性能的影响.与常规辊形配置相比,VCR/ASR新辊形配置的辊缝凸度调节域提高12.79%,辊缝横向刚度提高25.30%,服役前期和后期辊间接触压力峰值分别下降40.23%和41.40%.VCR/ASR新辊形配置在武钢1700mm热连轧机连续稳定工业应用表明,无取向硅钢板形质量提高,轧制单位扩大,有效改善工作辊严重磨损对硅钢边降板形控制性能影响.     

辊形配置对辊间接触压力与板形调控影响分析

为系统分析不同辊形配置下辊间接触压力分布形式与板形调控特性,以某1 800 mm热轧生产线使用的2种典型辊形配置为研究对象,建立对应的辊系有限元模型,计算不同带钢规格与调控手段下辊间接触压力分布形式,分析得出常规凸度支撑辊对应的辊间接触压力分布形式与CVC工作辊辊形呈现出明显的对应性,且压力分布形式受轧制规格与调控手段的影响明显小于CVC支撑辊。利用接触压力峰值和不均匀度表述辊间接触压力分布特征,将不同规格与调控手段对辊间接触压力分布特征的影响进行量化处理,得到更为具体的不同参量在整个变化范围内对分布特征的整体影响趋势。同时还对2种辊形配置下不同辊间接触压力对轧机板形调控特性影响进行分析,得出CVC支撑辊对应辊形配置的弯辊力与窜辊位置在板形调控能力上均强于常规凸度支撑辊辊形配置,而不同辊形配置对辊缝形状的影响表现出较为明显的差异,引入辊间接触压力边中比得到调控特性与辊间接触压力之间的具体关系,并结合现场的实际生产数据对仿真分析结果进行验证,研究结果可为现场辊形配置与板形调控提供较好的理论基础和生产指导。     

四辊CVC轧机支撑辊倒角形状优化

采用影响函数方法对CVC轧机的辊系弹性变形进行了系统分析,计算了三种不同支撑辊端部倒角形状下辊间接触压力的分布,并与无倒角时进行比较;对直倒角、台阶型倒角和圆弧型倒角参数进行优化设计,优化后辊间接触压力峰值大幅降低。结果表明,圆弧型倒角对辊间接触压力的改善效果最好。     

热带钢轧机板形综合控制技术开发

为了改善热带钢轧机的板形控制性能、提高产品的板形质量、降低生产消耗,针对工作辊可轴向窜动的热带钢轧机,在大量有限元模拟基础上开发了特殊的工作辊辊形技术和支持辊辊形技术及相应的板形控制模型,包括过程控制系统(L2级)的板形设定控制模型和基础自动化系统(L1级)的弯辊力前馈控制模型、凸度反馈控制模型及平坦度反馈控制模型.在经历离线模型建立、在线编程和调试等诸多复杂过程后,辊形技术及板形控制模型在工业宽带钢热轧机上进行了长期、稳定的应用.生产实践表明,采用这些板形控制技术后,凸度偏差控制在±18μm的比例超过93%,平坦度偏差控制在±25IU的比例超过94%,同时实现了自由规程轧制.     

Energy-force parameters of six-high stands in wide-strip rolling mills

A new procedure is developed to compute the energy-force parameters of six-high stands in which a main drive is transferred through intermediate or backup rolls. The rolling force, power, and torque are calculated, and the forces and moments acting between work, intermediate, and backup rolls are determined with allowance for rolling friction and friction in bearings. The procedure developed can be used to calculate the optimum design parameters of stands of this type that provide the minimum capital outlays and energy consumption.     

Analysis of Roll Gap Pressure in Sendzimir Mill by FEM

The acting force on the roll system of Sendzimir mill was analyzed using 3D FEM.The roll gap pressure distribution and the acting force between rolls S and O,rolls O and I,rolls O and J,rolls I and A,rolls I and B,as well as rolls J and B were analyzed.The results showed that the roll gap pressure mainly affected the roll surface layer,50 mm for backup roll;the roll gap pressure distribution is of double peaks among the work roll,the 1st intermediate roll（IMR）,and the 2nd IMR;the maximum value of the roll gap pressure between the backup roll and the second IMR appears on the edge of the barrel of rolls;the component force presents the in-para-curve distribution.These are important for reducing the wear of rolls and the break of the backup roll and guiding for production.     

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.