连退过程带材内应力分布规律及其影响因素研究

针对连退过程中带钢的内部应力分布问题,以某1220连退机组为研究对象,充分结合连退机组的设备特征及生产工艺特点,利用MSC.MARC软件建立了一套完整的带钢与炉辊运行系统的有限元模型,对带材连退过程中内部横向压应力的形成机理及其与热瓢曲之间的有机联系进行了系统研究,在利用相关有限元模型与现场实际数据回归的基础上,建立了一套工程上实用的、反映连退过程中带材内横向压应力的分布模型,并将其应用到生产实践,定量分析了炉辊辊型、张力等关键特征参数对带材内部横向压应力分布的影响,为炉辊辊型优化、炉内张力的优化等热瓢曲控制措施的制定提供了较好的理论基础。     

国产冷轧带钢连退炉技术特点及应用

简要介绍国产连续退火炉的技术特点及应用情况,包括加热技术、冷却技术、新型炉辊材料和凸度技术、防止带钢跑偏技术、内衬材料和节能技术等。     

炉辊积瘤特性动态模拟试验机的开发

连续退火炉一般由加热带、均热带和冷却带组成,钢板在配置于炉内的炉辊上呈180℃绕卷接触进行热处理(见图1)。在带钢连续热镀锌和带钢连续退火生产线上,在炉内还原气氛作用下,钢板表面冷轧过程中形成和沉积的铁粉活化了,氧化物还原成Fe,,而Fe与炉辊材料(多为耐热不锈钢)具有很强的亲和性、互溶性,容易扩     

针对钢卷局部突起缺陷治理的辊型优化技术研究

为解决由冷轧来料带钢断面形状不良而引起的钢卷局部突起缺陷,提出了以合理控制带钢断面形状和比例凸度为目标的热轧工作辊辊型优化方法,利用合理的辊型曲线来补偿磨损辊型等因素对带钢断面形状的不良影响。基于实际生产状况与轧制板形理论的研究建立了优化设计数学模型,设计了辊型曲线并进行了优化计算分析。生产试验表明,优化辊型明显改善了冷轧来料带钢断面形状,钢卷局部突起缺陷治理效果显著,给企业创造了巨大的经济效益。     

加热炉炉辊温度场数值模拟及结构改进研究

为解决某钢厂CSP(紧凑式带钢生产线)加热炉水冷炉辊辊环出现变形过量、烧蚀等失效问题,从流固耦合传热理论出发,对水冷炉辊结构进行简化与离散处理,建立炉辊三维稳态流固耦合传热有限元模型,进行了温度场仿真分析,结果表明辊环温度过高是引起失效的重要原因。计算得到的冷却水出口温度与工业现场测得的误差小于2%,仿真结果具有较高的可信度。在不增加制造成本的前提下,提出了炉辊结构的改进方案,以达到降低辊环温度的目的。相同条件下的温度场分析结果表明,改进结构辊环最高温度较原结构降低了16.5%,验证了结构改进的合理性。     

某带钢连续热浸镀机组卧式连续退火炉水冷炉辊的开裂原因

采用宏观和微观形貌观察、化学成分分析、显微组织观察、硬度测试等方法,对某带钢连续热浸镀机组卧式连续退火炉水冷炉辊的开裂原因进行了分析。结果表明:水冷炉辊辊套成分中不含铌元素,镍元素含量偏低,导致组织中形成网状富铬碳化物析出相;辊套内腔结垢、水冷不畅使水冷炉辊产生局部过热,导致工作侧辊套基体中粒状合金碳化物的析出和网状富铬碳化物的长大,使工作侧辊套的脆性增加;随着结垢的沉积,水冷炉辊出现轴承转动不畅,甚至堵转现象;在热应力、扭力作用下,裂纹在网状富铬碳化物析出相中形成并沿网状碳化物逐渐向基体内扩展,最终导致水冷炉辊的开裂。     

1580PC热连轧机支承辊辊型优化曲线的研究

根据1580PC热带钢连轧机辊间接触载荷很不均匀,容易造成支承辊辊面提前提前损坏的特点,对支承辊肩部辊型进行了优化设计和试验研究,证明肩部幂函数辊型曲线提高了支承辊的使用寿命,并有利于板凸度和板形的控制。     

五次CVC工作辊辊形与板形控制特性

连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)轧机是宽带钢和超宽带钢轧机的主流机型,目前均采用三次CVC辊形,能较好地实现对辊缝二次凸度的连续调整,但不具备高次浪形控制能力,且对窄带钢凸度控制能力较弱。五次CVC辊形具有高次浪形控制能力,但由于缺乏系统深入的研究,尚未成功地实现工业应用。在对五次CVC辊形参数与辊缝凸度之间的关系进行深入分析的基础上,提出一种五次CVC辊形的设计方法,并对其板形控制特性进行研究,结果表明通过辊形的合理设计,五次CVC辊形能够有效均衡轧机对宽窄带钢的二次凸度控制能力,且四次凸度控制特性符合宽带钢轧机尤其是超宽带钢轧机的板形控制需求。进一步分析五次CVC辊形与现已开发的多种变凸度工作辊辊形之间的关系,认为五次CVC辊形能几乎替代目前常用变凸度工作辊辊形,具有极强的推广应用价值。     

1250mm冷连轧机辊型优化设计

针对某冷轧厂1250 mm冷连轧机组四辊轧机,以提高板形控制精度为目标建立了工作辊辊型优化模型,以改善辊间压力为目标建立了支承辊辊型优化模型。理论计算表明,优化后的辊型曲线能改善辊间接触压力分布和板形控制效果。     

热带钢轧机线性变凸度工作辊的研制及应用

为改善轧机的板形调控性能,在分析连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)辊形技术的板形控制特性的基础上,开发出用于热带钢轧机的线性变凸度(Linearly variable crown,LVC)工作辊辊形技术及其相应的板形控制模型。LVC技术的板形调节能力与窜辊量成线性关系,同时与带钢宽度成近似线性关系。在满足宽带钢板形控制要求的同时,提高轧机对窄带钢的板形控制能力,使轧制各种规格带钢时所需弯辊力处于合理的的幅值。在1 700 mm热带钢轧机上一年多的工业应用表明,采用LVC工作辊后,板形控制精度提高30%以上,尤其是轧制高强度钢种时,凸度下降显著,轧制公里数一般都大于55 km,磨损辊形和轧辊消耗与常规工作辊基本一致。     

对数母线滚子光弹流润滑的实验研究

为了研究对数母线滚子凸度量对滚子摩擦副润滑油膜的影响 ,本文在自制的有限长线接触光干涉弹流试验机上 ,测量了中载、富油润滑和纯滚动工况下对数修形圆锥滚子与玻璃盘之间的油膜形状与膜厚。实验结果表明对数母线轮廓滚子的凸度量对其端部的油膜厚度和膜形分布有较大的影响 ,在给定的工况条件下 ,存在一个使滚子轴向油膜厚度最为均匀的最佳凸度量 ,此最佳凸度量比在相同工况条件下用静弹性接触力学方法求得的最佳凸度量大     

圆锥滚子凸度超精研锥柱匹配导辊形面分析

提出圆锥滚子凸度贯穿式超精研修形加工的一种新型的锥柱匹配的导辊配置方式,其后导辊是圆柱形形面,可通用于不同型号的滚子;其前导辊采用匹配的专用螺旋锥形形面。对锥柱匹配导辊配置方式的滚子姿态进行简化分析表明,这是一种具有特定滚子姿态的斜置贯穿式超精研,可以获得凸度。依据共轭曲面原理建立斜置贯穿式超精研导辊的理想形面方程,通过数值计算分析锥柱匹配导辊形面和相应滚子姿态问题,结果表明,一般斜置贯穿式超精研前后导辊理想形面的轴向截形均为相对于导辊轴线倾斜的轻微内凹曲线,但存在特定的滚子姿态,可以使后导辊形面曲线不倾斜而只有轻微内凹;锥柱匹配导辊配置方式中,后导辊的圆柱面是近似形面,但其形状误差很小,一般不超过4 μm,对滚子的支撑稳定性影响不大。给出了锥柱匹配导辊配置方式中圆柱导辊形状误差、锥形导辊形面参数以及相应滚子姿态参数的精确计算方法。     

VC轧辊的承载特性研究

对控制压力与轧制力共同作用下的VC(variable crown)轧辊的承载特性进行了研究。基于所开发的VC轧辊系统,分析了辊缝形状和辊缝凸度与轧制力及控制压力的关系,提出了临界最大控制轧制力的概念。研究结果表明:当轧制力小于轧辊系统的最大临界控制轧制力时,其板形控制能力优于同规格的实心平辊;当控制压力较大且轧制力较小时,轧辊系统可以实现零凸度或负凸度的负载辊缝。     

圆锥滚子定姿态贯穿式超精研凸度形成机理分析

圆锥滚子无心贯穿式超精研中,滚子以某种定姿态沿直线贯穿时,在锥面上可以形成一种大致对称的光滑曲线凸度,其凸度形成机理尚未揭示。针对滚子轴线只在贯穿方向铅垂平面倾斜某一固定角度这种定姿态,基于超精研工艺特性及滚子与油石之间的几何和相对运动关系,建立滚子-油石接触线方程和滚子纵向截形方程,推导出各超精研区宽度计算公式。将这种超精研过程看作滚子与油石的接触磨损过程,将凸度看作滚子不均匀磨损的结果,依据磨损基本原理,揭示出凸度形成机理：滚子-油石接触线呈“几”字形,形成8个不同的超精研区,使滚子两端磨损量大于中部;接触线各点的滚子纵向截形倾斜程度存在差异,使滚子磨损深度从两端向中部逐渐非线性减小,从而形成光滑曲线凸度。得出如下结论：只有滚子上素线小端向上倾斜某一适当角度时,才可以形成比较对称的曲线凸度;滚子锥角是基础,其值不为零才能形成凸度;所能形成的最大凸度受锥角大小制约,锥角越大,所能形成的凸度越大。推导出滚子上素线小端向上适当倾斜角度范围的计算公式。     

圆锥滚子外径表面磨削时导轮制导面的改进

采用无心磨削方式加工圆锥滚子时,导轮制导面形状呈锥形,会与滚子外圆产生干涉,深入探讨了产生此现象的原因,提出了解决方法,给出了计算公式。     

带钢高温态横向瓢曲的理论与试验

对连续退火生产线上处于高温态的薄宽带钢的横向瓢曲的生成机理提出一种新的解释,认为传统认知的横向瓢曲是横向温差造成的所谓“热瓢曲”的论断并不正确,带钢横向瓢曲的主因是由于带钢宽向中部局部区域张力集中导致不均匀拉伸变形造成的局部屈曲,即类同于冲压成形中的起皱皱曲变形,并通过解析分析和数值计算研究揭示出带钢横向瓢曲变形过程的力学规律;借鉴YBT试验方法,以冷态下的板料不均匀拉伸试验验证了解析分析方法和数值计算模型的正确性;研究提出了抑制连续退火炉内带钢“热瓢曲”现象的一系列对策措施,用于宝钢股份2#连退机组取得成功。     

Profiled taper rollers

A numerical design method gives the theoretical axial profile of a taper roller necessary for a predetermined pressure distribution over the footprint. Some experiments are described which investigate the footprint shape for sets of matched and mismatched rollers and their races.     

高速板带轧机四列滚动轴承非均匀接触力学性能及修形优化研究

针对高速板带轧机四列滚子轴承在偏载运行下滚子-滚道非均匀接触力学性能及滚子修形优化进行研究。建立了滚子-滚道接触力学模型,模拟了其偏载运行下的接触力学性能。提出滚子接触应力均匀分布原则,采用非对称对数曲线对四列滚子母线修形优化。研究表明：偏载轧制导致四列滚子承载分布严重不均,以某冷轧机四列滚子轴承为例,载荷分布偏差较常规轧制增加20%,列间接触应力差接近200MPa,单列滚子轴线方向接触应力差接近60MPa。接触应力差随修形量k₃差值减小而减小,当k₃差值减小到一定程度时,接触应力差反而变大,最终修形曲线优化参数为k₁=1.3,k₂=1,k₃=0.014-0.011。研究为延长轴承使用寿命、保证轧机安全稳定运行提供理论依据,具有重要工程意义。     

圆锥滚子轴承CAD系统的二次开发与实现

基于AutoCAD2000平台,在ObjectARX2000和Visual C^ 6．0开发环境中,采用参数化绘图技术,开发了圆锥滚子轴承CAD系统,包括圆锥滚子轴承的规范设计和优化设计。有效的提高了设计效率和设计水平。