热轧CVC工作辊周期轴向横移技术的开发与应用

针对CVC轧机板形模型设定存在工作辊轴向横移行程有限、轨迹不规则而导致轧辊磨损不均，带钢高点、边降等难以控制，同宽轧制公里数受限的问题，对板形模型进行了优化改进。采用误差范数优化的方法，实现了工作辊大行程周期轴向横移，有效解决了轧辊磨损不均问题。通过大量生产实践，对工作辊轴向横移行程、步长和频率等参数进行了优化调整，使得带钢断面质量得到显著改善，边降、高点命中率达95%以上，同宽轧制公里数超过100 km;同时，带钢凸度和平直度控制精度亦有所改善。     

带钢热连轧工作辊温度场与热凸度的数值模拟

采用轧辊表面边界逐一处理与等效处理两种方式,研究一个轧制周期内工作辊温度场及热凸度的变化规律,并对温度场的频域特性进行了探讨。根据热轧工作辊的实际边界条件,建立工作辊温度场的轴向对称差分模型,通过模拟结果与现场实测工作辊表面温度和热凸度的比较,验证模型的可靠性。结果表明:计算轧辊热凸度时,轧辊转动的复杂边界条件可用等效边界条件代替。轧辊温度场可分解为低频分量和高频分量,前者为主导因素,而后者仅影响轧辊表面10 mm以内的区域,称为"浅层效应"。离表面越近,温度变化越剧烈;离表面越远,温度达到稳态所需的时间越长。轧制初期轧辊热凸度呈现较快的指数上升趋势,轧制一定数量带钢后,热凸度趋于一个动态稳定值。     

热轧带钢凸度影响率计算软件开发

采用影响函数法开发了热轧带钢凸度影响率计算软件,使用该软件可以计算压下量影响率、轧辊直径影响率、单位宽度轧制力影响率、工作辊弯辊力影响率、工作辊凸度影响率、带钢入口凸度影响率和负荷分布影响率等带钢凸度影响率基本值及6次多项式拟合系数。     

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。     

本钢1780mm热连轧薄规格产品板形优化

针对本钢1780mm生产线薄规格产品板形不良问题,分析了该生产线板形计算模型,得出末机架弯辊力负极限、轧辊辊型匹配不良、轧辊磨削精度低、带钢温度不稳定、一级及二级控制系统不完善、轧制计划及轧制节奏不合理、工艺设备精度不达标是问题产生的主要原因。为此,对精轧机负荷分配、轧辊辊型、轧制计划和节奏、板形控制模型等进行了优化,使带钢平直度指标命中率从88. 3%提高至92. 8%,凸度指标命中率从90. 5%提高至96. 7%。     

高速钢轧辊在2250mm热轧F5机架的应用

针对某2250 mm热连轧下游机架轧辊耐磨性低导致带钢断面板廓不良的问题,采用在F5机架使用高速钢轧辊的方法进行改进。对高速钢轧辊使用过程中的表面质量、下机温度、辊形以及对轧制力的影响等方面与无限冷硬铸铁轧辊进行对比,结果表明高速钢轧辊经过两次服役后表面状态仍可保证带钢的板廓质量;高速钢轧辊散热性能较差,下机温度高且均匀性较差,需要采取一定措施来保证其温度和热凸度;高速钢轧辊磨损量以及局部磨损明显低于无限冷硬铸铁轧辊;使用高速钢轧辊时轧制力增大,应通过优化润滑来解决问题。利用辊系变形仿真模型分析了使用高速钢轧辊轧制的带钢板廓,得到了其板廓凸度和板廓波动性均较小的特点。     

3.0mm以下热轧薄规格宽带钢的开发

针对常规热连轧生产线开发薄规格带钢过程中通常遇到的加热温度、轧机设备精度、轧机负荷及各机架间的负荷分配、板形控制系统等制约因素,莱钢银山型钢有限公司板带厂通过采取钢坯前端低温加热、后端高温加热,均衡轧制节奏并建立适宜的轧辊热凸度,优化烫辊制度和轧制单位编排制度,优化精轧负荷分配方式和负荷分配参数,开发基于现场生产线的精轧模型仿真平台,调整辊型及辊温控制,降低卷取张力等措施,实现了厚3.0mm以下薄规格带钢的批量生产,且带钢厚度命中率达95.03%,通条凸度、楔形指标平均达标率达98.1%,平直度平均达标率为98.4%。     

3.0mm以下热轧薄规格宽带钢的开发

针对常规热连轧生产线开发薄规格带钢过程中通常遇到的加热温度、轧机设备精度、轧机负荷及各机架间的负荷分配、板形控制系统等制约因素,莱钢银山型钢有限公司板带厂通过采取钢坯前端低温加热、后端高温加热,均衡轧制节奏并建立适宜的轧辊热凸度,优化烫辊制度和轧制单位编排制度,优化精轧负荷分配方式和负荷分配参数,开发基于现场生产线的精轧模型仿真平台,调整辊型及辊温控制,降低卷取张力等措施,实现了厚3.0mm以下薄规格带钢的批量生产,且带钢厚度命中率达95.03％,通条凸度、楔形指标平均达标率达98.1％,平直度平均达标率为98.4％.     

冷轧宽厚规格深冲钢梗印缺陷成因分析及其控制措施

针对山东钢铁集团日照有限公司2 030 mm冷轧产线宽厚规格深冲钢卷出现大量梗印缺陷问题,通过现场实测与多功能仪自动检测相结合检测缺陷卷热轧卷横断面轮廓曲线,检测热轧卷微观组织及硬度等方法,分析了梗印缺陷的形成原因。结果表明:带钢横断面存在连续局部高点,卷取中局部高点逐层累加形成鼓包,因深冲钢屈服强度较低,成卷后局部高点处存在应力集中,使其沿径向和横向发生延展变形而导致梗印缺陷的形成,且梗印缺陷卷开卷后在带钢边部形成浪形。为此,在热轧工序通过优化轧辊轴向横移、弯辊策略以及调整轧制节奏等措施,增大工作辊辊缝凸度,从而有效改善热轧带钢横断面局部高点缺陷,为冷轧工序提供合格原料。在冷轧工序通过优化工作辊辊缝形状、分小卷卷取等措施,宽厚规格深冲钢的局部高点可得到有效控制,显著降低了因梗印缺陷造成的不良改判率。     

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。     

薄带冷轧接触力学(英文)

极薄带冷轧给轧制生产带来了挑战,其中包括接触力学、带材的凸度和表面质量。在考虑工作辊边部接触的前提下,采用自行开发的改良影响函数法对薄带的对称和非对称冷轧过程进行了分析。文章的重点是通过薄带冷轧来阐述辊缝接触力学,分析辊缝处的摩擦对轧制力学和带材凸度的影响,同时还对轧辊边部接触对轧制力学和带材凸度影响进行了讨论,认为轧辊边部接触将对工作辊边部磨损产生影响,并对轧制力计算值与实测值进行了比较。     

冷连轧过程中间辊横移模型研究与设定

中间辊横移对高速冷连轧过程的板形控制至关重要。针对某1 750 mm冷连轧机组的设备与带钢轧制的工艺特点,建立了UCM轧机的横刚度系数分布曲线,计算并分析了中间辊横移位置设定对成品带钢板形和横向厚度分布的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、工作辊辊径及工作辊热凸度等因素对最优中间辊横移位置的影响规律。通过大量统计分析和理论计算,利用Origin软件进行多元回归拟合,最终建立了冷连轧过程中间辊横移位置的设定计算模型。采用新模型设定中间辊横移位置,成品带钢的边部减薄量减小了22 μm,板形统计值提高了4.41%,板形标准差平均减小了1.51 IU,新模型对成品带钢边部减薄量和板形的控制均有不同程度的改善和提高。实践证明,该中间辊横移模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性,适合于工业生产实践。     

工作辊横移对工作辊温度场及热凸度的影响

采用有限差分的方法 ,计算了四辊轧机在工作辊横移方式下的工作辊温度场及其热凸度 ,并与传统轧制方式下的结果进行了对比和分析 ,为研究工作辊横移方式下的带钢板形提供了参考和依据。     

弯辊力对带钢凸度影响的有限元分析

应用有限元软件MARC,采用弹塑性有限元法对薄带钢四辊冷轧的轧制过程进行了模拟,并分析了轧后板形.计算模型耦合了支撑辊与工作辊之间受力、工作辊与带钢之间受力及其三者之间的变形问题,减少了计算模型的假设,使计算结果更精确可靠.通过模拟阐述了轧后带钢凸度的特征,得出了弯辊力对轧后带钢凸度的影响,通过对工作辊变形的分析,得出了工作辊变形对带钢凸度的影响.     

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。     

极薄规格冷轧带钢板形控制研究

针对厚度0.2 mm以下极薄规格带钢在生产过程中经常出现中浪缺陷的问题,对某UCM轧机极薄规格带钢局部中浪板形缺陷与轧制过程数据进行了分析,通过工作辊温度测量与工作辊热凸度引起平坦度的有限元计算,表明中浪缺陷是由于轧辊热凸度过大而造成的。分析了轧辊热凸度影响因素,以及UCM轧机轧辊辊型,板形目标曲线,中间辊轴向横移,乳化液,中间辊、工作辊弯辊力等参数对极薄规格带钢板形的影响。结果表明:通过板形目标曲线优化设计,合理配置中间辊轴向横移量、工作辊弯辊、中间辊弯辊3种板形调节手段,增加中间辊轴向横移量,增加工作辊弯辊、中间辊弯辊负弯的调节余量,可在消除中浪的同时避免边浪的产生。同时,通过优化工艺润滑制度,降低乳化液温度到合理范围,可有效提高分段冷却的板形控制能力,使带钢平坦度回归到板形目标曲线设计范围,释放弯辊调控量。再有,通过支撑辊边部辊型优化设计,可提高辊型对边浪的抑制能力,在减少中浪的同时不产生边浪。采用上述措施,将中浪缺陷减小到5 IU以内,极薄规格带钢中浪板形缺陷问题得到了有效解决。     

热轧板凸度控制实践分析

针对热轧板凸度控制问题,研究了轧制负荷、弯辊力、轧辊热膨胀、原始辊凸度、轧辊磨损、边缘降及楔形对板凸度的影响.结果表明,F3、F6机架负荷减小、F2、F4与F5机架负荷增大、弯凸度力增大、辊凸度减小、边缘降减小及楔形绝对值减小均可使带钢板凸度减小,轧辊热凸度约30min基本形成,轧辊不均匀磨损直接影响带钢板凸度.     

降低硅钢凸度的工作辊辊型实验研究

指出降低热轧时因负荷过大引起的带钢边部减薄，从而降低带钢整体中心凸度是降低硅钢横向厚差的关键。介绍了在武钢1700mm热轧机上使用ASR工作辊辊型结合精轧窜辊降低边部减薄的方法，进而探讨了生产超平商品材的可行性。     

高强薄规格热轧卷板肋浪的控制研究

系统分析了唐山不锈钢公司1 580 mm热轧产线在生产高强薄规格（h≤2.75 mm）板卷时板面产生肋浪缺陷的原因,即轧辊的热凸度和轧辊挠曲是高强薄规格板卷产生肋浪缺陷的主要原因。通过优化支撑辊、工作辊辊型及相应的控制程序、控制参数,使此系列板卷肋浪缺陷得到了有效控制,缺陷比例由2016年的87%降到2017年的26%。