热轧工作辊温度场有限元分析

根据某厂热连轧生产线工作辊实际工作环境,利用有限元软件MARC建立了F4轧机的二维轴向温度场模型.在将工作辊的边界条件等效为8种换热过程之后,得出了工作辊温度分布情况.与实测值相比较,最大误差在2℃左右,证实了所建模型的可靠性.     

热轧工作辊的堆焊

采用哈尔滨焊接研究所研制的ＦｅＣｒＷＮｉＭｎＳｉ系堆焊材料成功堆焊热轧工作辊,经生产应用表明该材料是一种理想的热轧工作辊堆烛材料,在冶金行业推广热轧工作辊堆焊技术,给企业带来显著的经济效益。     

热轧宽带钢工作辊磨损辊型预报模型及应用

研究了带钢宽度范围内轧制力分布对工作辊磨损的影响,以及"猫耳"状边部轧制力对工作辊磨损的影响;利用实测轧制力分布结果,采用切片法计算了工作辊磨损分布,并对磨损辊型进行预报。基于现场实测数据优化了模型系数,磨损模型求解的预报值与实测磨损辊型值相接近,说明磨损预报模型具有较高的精度;并且模型公式简单、计算速度较快,可用于工作辊磨损辊型的在线预报。     

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。     

板带热轧工作辊温度场的研究

根据热轧工作辊的热力学方程及边界条件,采用有限差分法,建立了工作辊温度场的数学模型、模拟板带热轧工作辊的温度场,并进行了实验验证。在此基础上对高刚度宽板轧机工作辊的热行为进行了分析,为研究工作辊的热变形提供了依据。     

热轧工作辊失效原因分析

主要分析了热轧过程温度及轧制力对工作辊寿命的影响,指出提高工作辊使用寿命的几种措施。     

热轧工作辊表面堆焊强化研究

针对热轧厂工作辊一般表面强化出现的问题，分析了其产生原因，在借鉴钢铁微合金化及表面强化相关研究的基础上，通过大量试验并在分析试验结果后研究H501药芯焊丝，应用于生产取得了工作辊表面堆焊强化研究的成功。     

采用SRV试验机评价热轧辊磨损特性

由于超细晶粒钢需大压下轧制，因此轧辊要承受一般轧制的2～3倍的辊面压，在这种情况下，需开发具有能承受高辊面压和高耐磨损性能的轧辊材料。而如何评价轧辊的这些特性也是一个问题。为此试验了用SRV试验机根据磨损系数的润滑性能评价高辊面压下热轧辊耐磨损性能的可能性。     

板带热轧工作辊热凸度模拟软件的研究

根据热轧带钢工作辊在工作中的实际传热情况, 将工作辊对称地分为轧制区、非轧制区、辊肩、辊端和辊颈5个部分, 充分考虑热轧工作辊的实际环境对轧辊温度场和热变形的影响, 来确定轧辊的热边界条件; 再利用有限差分法建立工作辊温度场及热变形的数学模型, 并利用VC++平台进行模拟研究, 建立适合在线计算的快速模拟软件; 最后分析了轧辊直径和压下率对轧辊热凸度的影响。     

板带钢热轧支持辊不均匀磨损及其解决措施

在大量实测和分析支持螺磨损辊形的基础上,建立了热轧精轧机组支持辊的磨损预报模型,且采用改进后的混合遗传算法对模型参数进行了估计,并介绍了可以改善支持辊的磨损,提高其辊形自保持能力的ＶＣＲ支持辊在生产中的应用。     

冷轧宽带钢拉伸矫直机工作辊磨损机理研究

针对酸轧联合机组中拉伸矫直机工作辊磨损快、使用寿命偏短等问题进行了理论分析与仿真研究。结合现场热轧带钢来料及工作辊磨损特征,初步推测带钢浪形是引起工作辊异常磨损的主要原因,通过推导边浪带钢延伸率产生的力学机理,验证了浪形带钢对工作辊的切削作用。最后,通过建立有限元模型和工作辊磨损影响因素分析,验证了推测的正确性。     

立式热轧环过程导向辊固定位置研究

立式热轧环设备通常采用固定导向方式,导向辊固定位置对成形环件的尺寸精度和轧制过程稳定性具有重要影响。分析了导向辊固定位置的极限范围,结合立式热轧环机的工作原理,运用理论分析和有限元建模仿真,对不同导向位置的环件圆度误差进行了统计分析,由此提出一种导向辊固定位置的确定方法。最后,开展了立式热轧环实验,按照导向辊固定位置确定方法对导向辊固定位置进行设置,成形环件圆度误差均在1.5mm以内,验证了该方法的可行性。     

板带轧机工作辊温度模型与特性研究

准确地计算轧制变形区的发热量 ,通过联立工作辊与轧件的热平衡方程 ,获得工作辊温度计算新模型 ;全面分析工作辊温度与轧制工艺参数的关系     

热轧辊工作层的氧化动力学

利用热分析仪对高铬铸铁轧辊和高速钢轧辊的工作层进行了变温氧化试验,得到了轧辊随着温度变化的氧化增重曲线。高铬铸铁轧辊的氧化速率随温度变化不大,而高速钢轧辊的氧化速率在600℃和750℃时明显增加。根据热分析试验结果计算了高铬铸铁轧辊在800℃以下区间内的氧化激活能为10226.1 J/mol,高速钢轧辊在100~600℃区间内的氧化激活能为10060.4 J/mol。绘制了轧辊在工作温度区间300~600℃内的氧化增重随时间变化的曲线,为现场进行轧辊温度控制提供理论参考。     

热轧辊轴承失效分析

通过对热轧辊轴承失效件的化学成分，金相组织，夹杂物观察，表层碳浓度和表面硬度测量，剥落块显微形貌分析，结果表明轴承工作面产生早期失效的原因是：较大尺寸的夹杂物在切应力的作用下萌生微型纹成为疲劳源，疲劳裂纹倾斜扩展至表面从而导致轴承圈工作面产生剥落损伤。     

四辊卷板预弯过程中工作辊的受力研究

为改进四辊卷板机的预弯工艺,充分了解预弯过程中的力学行为,根据对四辊卷板预弯过程中工作辊的受力分析,建立了四辊卷板预弯过程的数学模型。通过ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟计算,研究板材和辊子的尺寸参数、板材屈服强度、预弯速度、侧辊进给角和两侧辊进给方向线交点到上辊中心的距离对预弯过程中各工作辊受力的影响。研究结果表明:四辊卷板预弯过程中,作用在各辊上的最大力与板厚和板材屈服强度呈正相关,与板宽成正比,作用在侧辊上的最大力随着预弯半径、侧辊进给角和两侧辊进给方向线交点到上辊中心的距离的减小而增大,整体上随着上辊半径和预弯速度的增大而增大。     

酸轧机组拉矫机工作辊磨损预测模型研究

针对酸轧联合机组中拉伸矫直机工作辊磨损快、使用寿命短等问题,根据拉矫机工作辊磨损实测数据,通过现场测试及实验,分析了工作辊磨损机理,建立了基于带钢生产吨位下工作辊最大磨损量预测模型、基于拉矫工艺参数下工作辊轴向整体磨损预测模型,并采用遗传算法优化了模型参数,优化后的模型可用于拉矫机工作辊磨损在线预报。     

工作辊直径对热轧带钢凸度的影响分析及优化

采用变分法求解金属横向流动,得到了考虑金属横向位移的张力分布,结合影响函数法计算辊系弯曲变形,开发了热轧带钢板凸度计算程序。通过模拟计算,得到工作辊挠度、轧制压力、压扁以及出口板厚随工作辊直径的变化规律。工作辊直径的增加虽然有利于提高横向刚度、改善板凸度,但却减小了弯辊力对板凸度的调控范围。该文采用加权的方法,将这种矛盾的因素加以统一,为工作辊直径优化提供了理论依据。通过对比某1250轧线F5机架的模拟结果,优化后的工作辊直径更有利于带钢板形的在线控制。     

铸铁热轧辊激光表面强化应用研究

运用激光表面强化理论和技术,对NiCrMo半冷硬铸铁热轧辊材料进行激光相变硬化和熔凝处理后,表层分别得到针状马氏体和莱氏体白口组织,硬度由原来的51 HRC提高到70 HRC左右,材料的耐磨性提高。