冷轧拉伸弯曲矫直机工艺参数设定影响因素研究

在冷轧带钢生产线上,拉矫工艺是通过弯曲与拉伸的共同作用使带钢产生剧烈变形而达到改善板形和表面破鳞的目的,合理设置拉矫工艺参数是现场拉矫机高效运行的关键。本文利用有限元仿真手段,综合分析了延伸率和弯曲辊插入深度的设定因素,重点分析了张力与弯曲辊配置、带钢强化特性、破鳞效果及拉矫机辊系结构对弯曲辊插入深度设定的影响,为现场拉矫机工艺参数的合理配置提供了依据。     

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。     

基于延伸率分析的拉矫带钢纵向翘曲仿真分析

针对带钢产生L翘问题进行了理论分析,并以国内某钢铁企业电镀锌生产线中的拉矫机为研究对象,建立拉矫仿真弹塑性模型.通过设定各种工况,运用MARC有限元软件对带钢的实际拉伸弯曲矫直过程进行弹塑性仿真,由仿真结果分析了弯曲辊排布方式及各工作辊插入深度对消除带钢L翘缺陷的影响,对指导带钢拉矫生产具有一定意义.     

薄带钢拉矫弯曲辊承载载荷数值分析与工艺优化

弯曲辊作为拉矫机的主要承载结构,其使用寿命影响拉矫机的稳定运行周期。以“两弯两矫”型拉矫机为例,建立了弯曲辊载荷模型,并对拉矫工艺进行了优化。首先,基于有限元计算建立了弯曲辊载荷响应面模型,研究了核心工艺参数对弯曲辊载荷的影响规律。其次,为了保证带钢拉矫质量,在定伸长率约束条件下,建立了两组弯曲辊载荷同时控制的多目标优化模型。最后,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化求解,给出了核心工艺参数的优化组合方法,实现了两组弯曲辊载荷的同步控制,有助于延长设备的整机稳定运行周期。     

宽带钢拉矫过程中延伸率损失现象的有限元仿真研究

针对宽带钢拉矫过程中的"延伸率损失"现象,通过对拉矫过程中带钢三维弹塑性变形的有限元仿真,得出拉矫过程中带钢长度、厚度和宽度方向变形的定量关系.发现厚度和宽度方向变形对带钢延伸率都有影响,并且仅与带钢材质有关而不受工艺参数和带钢规格等因素影响,反映了拉矫过程中带钢变形的特点.因此,拉矫生产中无法消除的"延伸率损失"是由于忽略带钢宽度方向变形而造成的假相.在此基础上提出了实测延伸率修正计算公式.     

拉矫工艺带钢伸长率高精度控制方法的开发与应用

针对国内某钢厂拉矫线实际伸长率和设定伸长率偏差较大，精度偏低等问题，从实测数据的处理和控制模型开发等角度对拉矫工艺带钢伸长率高精度控制方法进行了研究。针对模拟量信号因设备振动、高压信号干扰等因素导致的实测数据失真，提出了一种比例滤波技术，在确保数据准确性的同时，大幅降低了干扰因素的影响。同时，弯曲辊调整装置引入PI控制器并对插入量幅值加以限制，实现了插入量的动态调整，保证了带钢伸长率实际值和设定值之间的偏差控制在±0.05%之内，带钢的纵向板形缺陷率由1.3%降至0.6%。     

基于曲率积分法的拉矫工艺参数优化

为了研究带钢在拉弯矫直过程中张力和压弯量对曲率、伸长率的影响,采用弹塑性力学的分析方法,建立了带钢在拉弯矫直过程中曲率、伸长率随张力和弯矩变化的解析模型;通过曲率积分的方法,建立了弯曲辊的压弯量随张力和弯矩变化的解析模型。结合曲率、伸长率解析模型和压弯量解析模型,构建了以曲率、伸长率为输入变量,以张力、压弯量为输出变量的拉矫工艺参数优化模型。通过拉矫工艺参数优化模型可分析出不同的目标曲率、伸长率下,张力和压弯量的配置关系,研究结果可为工业现场的拉弯矫直的参数配置提供理论参考。     

平整机组张力综合优化控制技术

针对某钢厂平整机组轧制过程中出现的带钢打滑以及板形质量较差的问题，从打滑的防治、产品的机械性能与板形的控制等出发，首先通过轧制压力模型将轧制压力和张力联系起来，然后通过板形模型、前张力横向分布模型和打滑模型将板形、打滑概率、伸长率以及前后张力建立联系，最后以不出现打滑现象和成品带钢板形质量最佳为优化目标，建立了一套张力综合优化函数，该函数的优化结果即表示在不发生打滑和伸长率允许误差的范围内，成品带钢板形值最好时的张力设定值，从而形成一套平整机组的张力优化设定技术，并编制出相应的张力综合优化设定软件，可以实现对特定规格、钢种的带钢优化设定出相应的前后张力值。将优化结果应用到现场生产实际，结果表明，使用优化后的张力在轧制过程中未出现打滑现象，且成品带钢的板形质量得到明显改善，提高了机组生产效益。     

拉弯矫直工艺参数对带钢瓢曲缺陷的影响分析

针对拉弯矫直过程中出现的带钢板形瓢曲现象进行了相关的描述,通过ANSYS/LSDYNA有限元软件分析研究了不同张力下矫直辊压下量对板形瓢曲的影响程度,并在两弯一矫型式的拉伸弯曲矫直机上进行了实验分析。根据实验数据得到结论:矫直过程中带钢拉伸张力需要控制在一定范围内,过大的张力不利于消除瓢曲缺陷,并且带钢板形瓢曲程度随着矫直辊压下量增大而相应的减小。     

冷连轧过程弯辊力模型研究与开发

弯辊力设定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工艺特点,计算并分析了弯辊力设定对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、中间辊横移量、带钢入口厚度、带钢凸度、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。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最优弯辊力的设定计算模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差小于3.14%,成品带钢的板形标准差平均值降至2.64 IU,新模型对成品带钢板形质量的控制有明显改善和提高。实践证明：该弯辊力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。     

宽带钢拉矫机工艺探讨

结合对某厂酸洗技矫机所进行的现场测试工作，对宽带钢拉矫机工艺做了系统的分析及研究，针对其目前所存在的问题提出了具体的改进措施。     

冷连轧机组板形再现与异议分析系统的开发

针对冷连轧生产过程中,对板形仪所测板形数据的使用仅停留在服务于本工序的生产,而不能用于质量异议分析,以及指导下游退火与平整工序的工艺参数优化设定和造成数据利用率偏低的问题,在大量的现场试验与理论研究基础上,充分考虑到冷连轧机组的设备与工艺特点,以普通四辊冷连轧机组为研究对象,利用机组板形仪及数据采集系统的相关功能,提出了一套适合于冷连轧机组的板形再现与分析技术,开发出相应的板形再现与异议分析系统,并将其推广应用于某冷轧薄板厂1220五机架冷连轧机组的生产,使用效果良好,实现了适时再现与分析钢卷轧制过程中的板形,为下游连续退火及平整工序工艺参数的优化设定,以及冷连轧产品质量异议的处理,提供了翔实的数据支撑。     

基于不同工艺目标的不锈钢平整机延伸率控制

通过研究厚规格与薄规格带钢的平整变形原理,比较其l/h值,将2～16mm厚不锈钢热轧平整机延伸率的设定划分成两个区间2～8mm、8～16mm,前者依靠平整机和拉矫机的联合控制来实现工艺目标,后者的平整机不能采用大延伸率来消除板形缺陷,平整机的主要作用为改善带钢表面质量。     

提高重卷拉矫辊寿命的优化

介绍了唐钢一冷轧重卷机组的生产流程和拉矫机状态。通过对拉矫机使用中拉矫辊消耗量大,经常出现断辊、掉辊造成带钢表面划伤缺陷等现象的研究,找出多项影响拉矫辊使用寿命的原因。经过辊端轴承结构的优化、装配质量的优化、生产工艺参数的优化、检修制度的完善,提高了拉矫辊的寿命,降低了备件和检修成本,确保了产品质量的稳定性。     

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。     

拉矫工艺参数对带钢酸洗速率影响的实验研究

利用自主研发的拉矫破鳞试验机对热轧带钢进行了拉矫模拟实验,运用电位导数首零法测试了不同拉矫工艺参数下热轧带钢的酸洗时间,对实验结果进行了分析,得出拉矫工艺中带钢的延伸率主要由破鳞辊压下量决定,但当破鳞辊压下量达一定值后,破鳞效果不再有明显改善.     

连续退火过程带钢跑偏模型及其影响因素

针对连续退火过程中带钢的跑偏问题,充分考虑到连退机组的设备与工艺特点,基于跑偏机理引出跑偏因子新概念,建立连退过程带钢内部张力横向分布模型,提出适合连退过程的带钢跑偏量计算模型,定量分析了来料板形、炉辊辊型、横向温差、设定张力、通板速度以及摩擦系数等因素对连退过程带钢跑偏的影响,并将相关理论应用到生产实践,开发出《连退机组通板过程带钢跑偏预报软件》,实现了现场对跑偏的实时预报,预防和控制了跑偏缺陷。     

热镀铝锌连退过程中带钢横向拉窄量预报及其影响因素

针对带钢在热镀铝锌连退过程中出现横向拉窄,从而影响成品带钢宽度精度以及导致后续带钢边部镀层不均性加剧的问题,基于热镀铝锌连退过程的设备与工艺特点,分析了拉窄产生的机理,建立了一套热镀铝锌机组退火过程中带钢拉窄量计算模型,提出了相应的求解方法;同时,以典型规格产品为例,选择特定工艺段,从总张力、温度以及来料板形3个方面定量分析了对拉窄量的影响。在此基础上,编制出了相应的热镀铝锌机组连退过程中炉内带钢横向拉窄量预报软件,并将其应用到生产实践,取得了良好的使用效果。     

工艺参数对拉矫效果影响的仿真分析

带钢变形机理十分复杂,为获取最佳拉矫工艺参数,以两弯一矫拉伸弯曲矫直机为研究对象,采用LS-DYNA有限元动态仿真软件,模拟带钢矫直过程.根据拉伸弯曲矫直原理,计算矫直某典型缺陷带钢所需的伸长率,分析拉矫仿真结果得出延伸率、张力和啮合量对矫直效果的影响规律.其结果能有效地为生产实践提供参考.     

重轨钢连铸大方坯凝固末端压下过程的数值模拟

针对重轨钢连铸坯在不同压下量条件下的热/力学行为,利用有限元仿真技术建立三维热力学耦合模型,对方坯在连铸过程和压下过程中的内部缩孔变形行为、铸坯应变分布现象、铸坯的变形行为以及拉矫机所需要的压坯力展开深入研究。结果表明,增大压下量可以将更多的变形量传递至铸坯中心、更好地闭合中心缩孔,但同时所需要的拉矫机压坯能力也更大。应综合考虑生产需求和生产能力,选择最合适的压下工艺,这为方坯的压下工艺制定提供理论和数据支撑。