连续退火线上带钢横向压缩应力分布的有限元仿真

采用Ansys有限元软件对连续退火/热镀锌机组上带钢稳定通板进行了系统的研究。通过Ansys模拟计算系统分析并阐明了横向压缩应力的产生机制,研究了其随着各种参数的变化规律,得出了带钢张力、炉辊凸度、平台区长度等对带钢传输过程中横向压缩应力分布的影响规律,预测了带钢发生瓢曲的可能性。仿真所得出的一系列结论为实际生产中辊形的设计与选择提供了理论依据,以便更有效地控制跑偏和瓢曲的产生,解决生产中的实际问题。     

连退炉辊凸度控制技术在预防带钢瓢曲上的应用

通过对带钢在立式连续退火炉退火时出现的热瓢曲现象产生原因的分析,介绍了梅钢连续退火炉通过控制炉辊凸度预防连退炉内带钢瓢曲的方法。     

钛带在带钢连续退火炉内张应力横向分布仿真

为了探讨利用现有带钢连续退火线生产冷轧钛带产品,基于ABAQUS仿真平台,针对国内某带钢连续退火炉设备条件,建立钛带在退火炉内弹塑性变形的有限元仿真模型,并开展数值模拟研究。结果表明,炉辊辊形、钛带初始板形缺陷及钛带工艺张力大小是钛带张应力横向分布的主要影响因素;钛带的张应力横向分布不均度在凸度辊、单锥度辊和双锥度辊上依次趋于严重;钛带的初始板形缺陷使其张应力横向分布更不均匀,初始有边浪和中浪的钛带都会出现张应力分布不均匀现象;工艺张力对于钛带张应力横向分布均匀性影响不大。针对钛带张应力横向分布的影响因素及其影响规律的研究结果,对于设计炉辊辊形和确定对来料钛带实际板形的要求都具有参考价值。     

连退过程带钢热瓢曲指数及其影响因素

 针对带钢连退过程中的热瓢曲问题,充分考虑到连退机组的设备与工艺特点,从内力、外力两方面因素分析了热瓢曲以及横向压应力的产生机理,阐述了热瓢曲的发生规律,首次提出了瓢曲指数的新概念,给出了相应的瓢曲临界条件,建立了一套适合于连退过程的带钢热瓢曲指数的计算模型,定量分析了不同工艺段内带钢瓢曲指数分布规律以及相同工艺段内来料板形、横向温差、炉辊辊型、摩擦因数、设定张力、通板速度等因素对带钢热瓢曲指数的影响,并将相关理论应用到生产实践,开发出了“连退机组通板过程带钢瓢曲预报软件”,实现了对连退过程带钢瓢曲的在线预报,为瓢曲缺陷的预防和控制奠定了坚实的理论基础。     

四辊冷轧带材中张应力横向分布的求解

以六次偶函数拟合铝带入、出口横向厚度分布，将求解辊系弹性变形的影响函数法与求解金属横向流动的变分法相结合；成功地计算了四辊冷轧机前、后张应力横向分布。计算过程具有较好的收敛性，运算效率高。实验结果与理论计算结果相一致。     

连退过程带钢张力横向分布模型及其影响因素

 针对以往连退过程中对带钢内部应力横向分布情况无法在线预测,从而对连退过程中的跑偏、瓢曲以及带钢在各工艺段的板形演变无法在线预警、容易造成断带缺陷的问题,充分结合连退机组的设备与工艺特点,在研究了带钢横向温度差、来料板形、炉辊辊型、炉辊水平度与垂直度误差对带钢内部单元变形影响模型的基础上,建立了一套适合于连退过程的带钢内部张力横向分布模型,给出了相应的计算策略,并以宝钢不锈钢有限公司某连退机组为研究对象,定量分析了炉辊原始辊型、来料板形、横向温差以及炉辊水平度与垂直度误差、设定张力等因素对连退过程带钢内部张力横向分布的影响,编制出了相应的“连退机组通板过程带钢内部应力横向分布及板形演变预报软件”,并将其应用到生产实践,取得了良好的效果,具有进一步推广应用的价值。     

带钢连退热瓢曲与初始板形关系仿真与实践

连退炉内的带钢热瓢曲严重影响了生产线的顺行,给现场造成巨大的经济损失,为了有效缓解带钢的热瓢曲,从力学屈曲理论和有限元模拟技术对宽薄带钢在高温炉内的带钢热瓢曲进行了研究,结果表明:对于不同初始板形的带钢,其对应的临界瓢曲应力有明显的差异。通过酸轧目标板形的优化和修改,有效地把炉内带钢热瓢曲概率降低了50%以上。     

连退炉内炉辊的选择与优化设计

推导了连退炉内炉辊为锥度辊时的带钢对中力的表达式,分别介绍总结了带钢对中运行及瓢曲变形的机理.在此基础上,分析了炉辊种类、炉辊形状参数、炉辊表面状态及炉辊热凸度对带钢高速通板技术的影响,并提出了炉辊选择和优化设计的指导原则,以及实现炉辊形状设计定量化的手段.     

带钢拉伸横向屈曲及拉伸极限载荷的研究

研究了对于在4个边进行了简单支持约束的带钢的临界拉伸横向屈曲应力,并通过修正拉伸横向屈曲应力系数K,得到了不同支撑条件下的临界拉伸应力计算公式,继而对带钢的拉伸横向后屈曲进行了研究,最后引入了"有效宽度"概念来计算带钢不致发生屈服失效的极限载荷。     

连退线上带钢瓢曲有限元仿真

带钢在连续退火生产线上,出现起皱现象,称为瓢曲。本文采用有限元软件模拟了带钢瓢曲的产生机理,首先是张应力的施加导致横向压应力的产生,然后带钢运动,导致横向压应力的进一步增大,壳曲率增大,塑性累积,最终瓢曲形成。通过对比分析,得到瓢曲临界张力,为设定合理的张力参数提供理论依据。     

立式连续退火炉内带钢的热瓢曲现象及处理办法

对带钢在立式连续退火炉加热时出现的热瓢曲现象进行了分析,找出了产生热瓢曲的原因,采取相应措施,减少和抑制了该缺陷的产生.     

连续退火机组带钢瓢曲临界张力的研究

 根据金属塑性理论建立了带钢稳定通板的理论模型,并对模型进行求解,求解分为张力加载与辊子转动两步进行。系统地研究了瓢曲的形成与发展,以及辊形与带钢尺寸对带钢瓢曲临界张力的影响等。结果表明：引起带钢瓢曲的横向压缩应力由不均匀拉伸诱发的横向压缩应力和由摩擦产生的附加横向压缩应力两部分构成,瓢曲在带钢传输过程中逐步形成;对比发现有限元模拟的瓢曲发生与长大过程与大生产的情况基本一致,瓢曲的宽度约为2～4mm。并且带钢瓢曲的临界张力随着辊子凸度的增大、辊子平台区长度的减小、辊面粗糙度的减小、带钢厚度的减小而逐渐减小。     

冷轧带钢横向应力分布的研究

从理论上探讨了冷轧带钢横向应力分布及其断带的条件,以实验室实验数据为依据,分析了对称轧制、喂偏轧制、压下不等时,各种原料轧制时的应力分布规律。     

连续退火炉内带钢张力设定模型研究

在现代化冷轧宽带钢连续退火生产线上,带钢有时会出现横向瓢曲,现场也称之为"热瓢曲",此一瓢曲对机组生产及产品质量危害极大.研究表明,"热瓢曲"与带钢张力设定正确与否密切相关.基于对带钢"热瓢曲"形成机理的新的认识和力学分析模型及有限元数值仿真结果,建立了一套合理的连续退火炉内带钢张力设定的方法和模型,并开发了张力设定软件供工厂使用,取得明显效果.     

浅析连退炉带钢跑偏的原因与防治

炉内带钢跑偏是连退生产线经常遇到的问题。一旦发生带钢炉内跑偏,轻则停车,严重时导致炉内断带,给连退生产带来极大困扰。通过对连退炉带钢跑偏的原因进行分析,采取相应的防治措施,可有效防治带钢炉内跑偏的问题。     

热轧带钢横向温度分布的测量

热轧带钢全长和全宽范围内均匀的几何形状及机械性能是平稳加工带钢并获得优质成品所必不可少的。在生产中开发并使用了一种在热轧期间测量及计算带钢的横向温度分布的系统。结果可以发现，带钢整个宽度上的温差最大为10℃。     

热轧带钢残余应力相关板形缺陷机理分析及攻关措施

对残余应力相关板形缺陷归纳统计,按产生机理划分为瓢曲与翘曲两大类问题,侧弯与C翘分别是瓢曲和翘曲典型代表缺陷。侧弯与浪形存在相互对应关系,分析显性浪形、隐性浪形控制现状,发现精轧存在人工修改目标凸度设定值现象;建立平整机三维有限元模型,对比分析不同凸度带钢平整后横向应力分布情况,采用“小凸度+空过平整”措施,侧弯平均值从15.2降低至4.97 mm。因下支撑辊传动,带钢变形区存在搓轧区导致带钢上下表面应力差,导致C翘缺陷产生,这种现象通过动态显性有限元分析进一步得到验证,对比分析工艺参数,开展试验设计(DOE),通过工艺参数优化,C翘平均值从27.6降低至10.5 mm。     

逆晶板在连退机组的过渡工艺研究

主要针对连退机组逆晶板生产过渡过程中的瓢曲问题,分别采用T4和T5料在Gleeble 3500热模拟试验机上进行不同退火工艺的热模拟试验,并对试验后的试样进行硬度和金相组织检测,分析过渡过程中T4和T5料的性能变化情况。结果表明:逆晶板生产过渡过程中,在T5料上进行升降温的操作可以有效降低带钢瓢曲的风险,提高连退机组逆晶板生产的稳定性。     

带钢连退线风管式冷却过程的数值模拟

 喷射气体冷却是带钢连续退火和镀后冷却过程中最重要的冷却方法,不同的冷却器结构对冷却性能影响很大。针对带钢连续退火及镀后冷却风管式冷却器工艺过程,将计算区域划分为2个子区域,经过网格独立性检验,在一定网格数目基础上利用数值模拟软件进行数值模拟研究。通过对风箱风管区域研究获取冷却器的压力流量公式,对冲击射流冷却区域研究获取带钢表面对流换热系数及带钢冷却速度变化。典型工况下带钢表面平均对流换热系数为117.29W/(m2·K),带钢冷却速度14.0℃/s。     

带钢的拉伸瓢曲与板形控制曲线设定

研究了在4个边进行简单支撑约束的带钢的临界瓢曲应力,并通过修正临界瓢曲应力系数,得到了不同支撑条件下的临界瓢曲应力计算公式,继而对带钢瓢曲后的行为进行了研究,最后通过修改酸轧生．产线的板形控制曲线减少了带钢的横向应力分布差,从而减少了连退炉内带钢瓢曲的次数。