马钢CSP热轧PFC板形模型的分析与应用

利用有限元分析软件ANSYS对轧机承载辊缝变形的仿真,分析轧机轧制力、弯辊力及工作辊窜辊对承载辊缝的凸度影响程度,结合现场机架间带钢的浪形,优化二级板形模型设定参数,实现轧机稳定轧制。实践证明,人工修正轧机负荷分配以及CVC轧辊位置,可更好地控制前机架比例凸度,满足后机架间平直度目标的要求,从而提高板凸度的命中率及轧机轧制的稳定性。     

基于极限静摩擦力矩的轧机打滑预测模型

 冷连轧轧制过程中,当轧制转矩大于轧辊与轧件间的极限静摩擦力矩时,轧辊与轧件之间将出现相对滑动,从而导致打滑的发生。为减少因打滑导致的冷轧带钢带钢表面缺陷,以板带轧制塑性变形基本公式为基础,将前滑区与后滑区的单位轧制力分布做线性简化,继而推导出极限静摩擦力矩模型。并以实测数据验证该模型的准确性,且从轧制转矩与极限静摩擦力矩差值的变化趋势中发现,随着轧制公里数的增加,差值有逐渐减小到零的趋势。同时利用差值小于设定阈值的方式来判定工作辊是否发生打滑,并应用于现场在线打滑预警系统中。实践证明,该模型对冷连轧工作辊打滑判定具有重要意义。     

七机架热连轧机组板形综合控制技术

针对七机架热连轧机组机架数量多,轧制工艺复杂,各机架控制能力得不到充分发挥而造成轧件板形出现中浪、边浪以及复合浪等问题,充分考虑七机架热连轧机组设备结构特点,同时结合轧制工艺条件,采用相对长度差法来表示轧件板形值,并以轧机有载辊缝为桥梁,根据辊系弹性变形模型与金属变形模型的耦合关系进行求解,建立热连轧机组板形预报模型。根据工作辊弯辊力和窜辊量对轧件板形可快速调整的特点,结合现场实际生产情况,确定工作辊弯辊力和窜辊量的研究范围,通过板形预报模型定量分析不同工作辊弯辊力和窜辊量情况下轧机有载辊缝凸度和轧件板形的变化过程,得到轧件板形的调控域,在此基础上提出板形综合控制策略。同时为了保证轧件凸度要求和避免轧辊过度磨损,提出各机架轧件出口厚度精度和辊间压力均匀度约束条件,并以各机架轧件板形波动最小为目标函数,对工作辊弯辊力与窜辊量进行综合优化,开发出适合热连轧机组板形综合控制技术。将该技术应用到某2 050热连轧机组生产实践,结果表明,典型规格产品在工作辊弯辊力和窜辊量优化后,轧件在热连轧过程中板形质量明显改善,轧件出口板形由10.5 I改善到4.8 I,现场应用效果良好。     

轧辊凸度变化对中厚板辊缝设定的影响

 根据影响函数法计算轧辊凸度对辊缝设定的影响,当保持工作辊和支承辊凸度不变,则轧制力与辊系弹性变形呈线性关系,工作辊和支承辊凸度的变化对直线的斜率几乎没有影响。并基于不同条件的计算结果,回归出轧辊凸度变化对辊缝设定影响的计算模型。最后对传统轧机弹跳模型进行改造,提出新的轧机弹跳模型。实际应用表明该修正模型能够有效提高轧件厚度预测精度。     

冷连轧过程控制数学模型研究

轧制力的计算受变形抗力、摩擦系数、轧辊压扁等多种轧制因素影响,是一个非线性关系.对冷连轧轧制力模型进行了研究,考虑轧制变形区内金属塑性变形和入、出口弹性变形,采用将变形区离散化的方法,建立冷连轧机轧制力数学模型.经实践数据检验,该轧制力模型的计算结果误差小,能较好的满足生产需要.     

中厚板轧机两侧刚度差异对辊缝设定的影响

中厚板轧机两侧刚度的差异会导致轧制过程中轧辊发生倾斜，给辊缝的设定带来困难。为此，作者首先将S1ms轧制力公式简化成道次压下量的简单函数，然后利用该函数分析了中厚板轧机驱动侧和操作侧的刚度差异引起的轧辊倾斜对轧制力分布的影响。发现：如果轧机两侧刚度差异不大，则轧辊倾斜前后的轧制力分布曲线的积分值相等，而且轧制中心线的辊缝位置基本没有变化。根据该结论给出了实测刚度曲线的拟合方法，利用该拟合曲线进行辊缝设定可以避免刚度差异带来的影响。另外，还可将该拟合曲线作为虚拟测厚仪来计算轧件的道次出口厚度。     

高精度铜带轧机有载辊缝的调控性能分析

利用非线性有限元软件ABAQUS,将高精度铜带轧机辊系及轧件统一考虑建立有限元模型,分别计算了板宽、轧制力、弯辊力、工作辊凸度变化时高精度铜带轧机轧辊的变形,并得出了上述影响因素变化时对有载辊缝凸度的影响规律,分析了板宽对轧制力影响率、弯辊影响率及工作辊凸度影响率的影响,得出的规律可为高精度铜带轧机的有载辊缝的调控提供科学的依据。     

全浮动芯棒连轧管机组

在宝山钢铁股份有限公司（简称宝钢）140mm全浮动芯棒连轧管机组中,连轧管工序是主要的变形工序之一,它不仅决定了机组的产品范围,而且对产品质量有着重要影响。设置合理的初始辊缝是连轧管机孔型设计的重要基础,也是连轧管机辊缝调整和保证荒管尺寸精度的依据。轧机机架等部件在轧制时要承受非常大的轧制力,必然产生一定的弹性变形：     

四辊轧机弹性变形解析模型的研究

在四辊轧机的轧制过程中,现有的辊缝形状解析模型不能直接应用于板凸度的在线控制.针对轧制过程中轧辊的弹性变形和轧辊与轧件间的相互作用,通过对四辊轧机辊系变形和具体的受力状况分析,从理论上推导了直观的辊缝形状函数,明确了它与相关因素的对应关系.为了验证模型的准确性,采用该模型对某"1 4"铝热连轧机的精轧末机架的出口板凸度进行了理论计算.与在线所测得数据进行比较,表明该模型计算结果精度高,误差在15 %以内.     

关于轧辊弹性变形的影响函数法研究

板凸度和平直度是衡量板形质量的重要指标,它们既相互独立又彼此相互作用,而板凸度主要取决于有载辊缝的形状,所以准确计算辊系的弹性变形,对辊缝的设定有重要意义。采用影响函数方法对UCM轧机的辊系弹性变形进行了系统分析,通过修改工作辊、中间辊和支撑辊的影响函数模型,建立更适合现场的模型,用Vsual Basic语言编写计算流程的程序,设定初始数据,采用Bland—Ford轧制力计算公式进行计算。通过计算,第1机架轧制力的计算值与实测值相差8．2％,后面各机架与实测值更为接近,因此,所用方法是可行的。进一步分析得出影响有载辊缝形状的诸因素（辊间压力、辊间压扁、轧制力、挠度、弯辊力等）的结果,并与现场进行比较,达到提高板形质量的目的。     

六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析

 为了深入研究六辊CVC轧机的带钢凸度控制能力,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、中间辊横移对接触应力和带钢凸度控制的影响规律。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。     

在线检测与尺寸自动调整(AGC)技术——轧钢新技术讲座之七

影响棒材连轧作业率的另一个原因是连轧机的调整要求高,任何一架轧机的调整(包括轧制速度和辊缝)都会影响到它前后轧机的状态和轧件的变形。虽然目前连轧棒材都采用了直流电机和活套装置,为轧件的无张无扭轧制提供了条件,但这并不能保证每道次的轧件的变形都合理、轧件的形状都正确。因此采用在线检测和辊缝的     

一种新型的基于最小二乘回归St14钢变形抗力模型的方法

冷连轧的主要工艺参数为轧制力和前滑,而轧制力和前滑设定计算的精度取决于轧件的变形抗力和摩擦因数的精度,变形程度是影响变形抗力的一个重要因素,将所选变形抗力回归模型经过取对数等变换成线性函数,以鞍钢生产的St14钢为例,利用现场实际数据通过最小二乘来逐次拟合变形抗力回归模型中的系数。在同一轧制条件下,摩擦因数用3种不同的获得方法,其中前2种是由实测前滑值反算得到的,以使所得模型能够很好地与实际生产的数据相吻合。用回归出的3种不同变形抗力模型,分别带入轧制力迭代公式进行计算,所得轧制力基本与实测轧制力相符,其中由斯通公式拟合出的变形抗力回归模型计算出的轧制力平均误差很小,由此可以选出最优的变形抗力模型来应用于实际生产中轧制力和前滑的预设定。     

基于有限元法数值模拟的冷连轧弹性压扁模型的研究

在采用弹塑性有限元法模拟五机架四/六辊冷连轧轧制过程的基础上,采用拟合函数法得到轧辊弹性压扁后的辊形曲线函数,据此计算轧辊弹性压扁曲率半径。该模型与常用的Hitchcock公式相比,计算的压扁半径能使轧制力计算值更接近实测值,提高了轧制力的预设定精度。     

基于辊缝动态摩擦方程的铝板冷轧机垂振机理分析

针对高速铝板轧制过程中频繁出现的冷轧机垂直振动现象,结合轧制工艺润滑原理和机械振动理论,建立基于辊缝动态摩擦方程的轧机垂直振动模型.该模型由辊缝几何形状模型,轧辊-轧件工作界面的动态摩擦模型,变形区内的正向轧制应力、摩擦应力分布模型,以及单机架铝板冷轧机二自由度垂向系统结构模型组成.同时,为研究轧辊-轧件工作界面动态摩擦机制影响下的冷轧机垂振机理及系统稳定性,采用某厂单机架铝轧机设备及工艺参数,搭建Matlab/Simulink平台,分别模拟仿真轧制压力和正向轧制应力曲线,验证该模型的有效性;并讨论分析了变形区混合摩擦状态,轧辊-轧件表面粗糙度、轧件入口厚度与系统稳定性的关系.      

首钢某热轧1580生产线轧机刚度分析

热轧生产线在轧制带钢过程中,工作辊所承受的轧制力,通过支承辊、支承辊靠枕、上阶梯垫、AGC液压缸、下阶梯垫、换辊滑座压板、换辊滑座底部滑板、轧机底板等零部件传递,最后由轧机牌坊所承受。承受轧制力的各个零部件将产生弹性变形,工作机架的总弹性变形可达几毫米。轧机工作机架的总变形分两部分:一部分由于工作机架的弹性变形,两轧辊轴向产生相对平移,使辊缝发生变化,影响板材纵向厚度称为轧机的纵向刚度,另一部分由于轧辊的弯曲变形影响板材的横向断面厚度差称为轧机的横向刚度。轧机刚度不仅影响轧辊的开口度和辊型设计,而且也影响轧机的调整和轧制工艺规程的制定。     

平整轧制力模型分析

针对八钢1535单机架平整机的生产工艺特点,以轧件和轧辊接触表面的边界条件为依据,建立了单位压力的平衡微分方程式.考虑平整轧制时轧件的弹性变形,将变形区划分为弹性区和塑性区,根据轧件的变形和表面平衡方程导出轧制压力沿轧件接触弧的分布公式;利用边界条件,确定了轧件与轧辊的接触弧长;通过对各个变形区轧制压力分布的积分,得出计算总轧制压力的公式,从而建立了计算轧制压力的实用模型.并结合现场实际对模型进行验证与分析,从而确立了较为准确的平整机轧制力控制模型,也为机组产品质量精度等级的提高、板形调控及辊形优化提供了坚实可靠的基础.     

基于刚度特性分析的UCM冷轧机板形板厚综合设定模型

 针对六辊UCM冷轧机,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立仿真模型,并利用该模型系统计算了板形板厚综合设定模型中所需的轧制力、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力的横、纵向刚度,分析了中间辊横移对轧制力横、纵向刚度的影响规律。并在轧机刚度分析基础上给出了中间辊横移位置设定模型、弯辊力设定模型和空载辊缝设定模型等,建立了六辊UCM轧机板形板厚综合设定模型和设定策略。采用有限元模型验证了板形板厚综合设定后的板形、板厚均满足目标要求。     

热轧宽带钢厚度及轧制力横向分布的研究

 板形是板带几何尺寸的一个重要指标,忽略横向变形的二维轧制理论已不能满足板形精度要求,掌握金属三维变形规律,建立各因素与出口带钢厚度分布之间的关系,可准确地进行板形设定。基于理论基础,应用影响函数法实现辊系变形计算,三维差分法求解轧件塑性变形,辊系变形向轧件变形提供出口厚度分布,轧件变形向辊系变形提供轧制力横向分布,两者相互迭代求得厚度分布结果。结合现场实际,验证了模型的准确性,为在线计算出口辊缝提供了思路和依据。     

中厚板轧制过程消除侧弯的两侧辊缝在线调整模型

分析了中厚板轧制过程中两侧辊缝差、轧件入口横向楔形、轧件两侧温度差和轧机两侧刚度差对中厚板两侧厚度偏差的影响。根据实时检测的轧制力、辊缝等数据,利用轧机刚度和轧件塑性系数推导了消除侧弯的两侧辊缝在线自动调整模型。该模型在国内某3 500 mm轧机上进行在线应用,40 mm以下成品钢板两侧厚度偏差控制在0.12 mm以内,消除薄宽规格钢板的刮框事故,轧后钢板的侧弯得到有效控制。