六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析

 为了深入研究六辊CVC轧机的带钢凸度控制能力,采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对接触应力和带钢凸度控制的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

六辊CVC冷轧机凸度控制能力分析及应用

 基于三维有限元建立了六辊CVC辊系模型,该模型耦合了CVC辊形曲线、辊间轧制力分布以及带钢的弹塑性变形和辊系弹性变形,通过迭代计算辊间轧制力及轧辊与轧件的弹塑性变形。通过实际轧制规程数据对比验证了模型的有效性,其模拟计算结果与实际数据的绝对误差在10 μm内,相对误差小于1%。采用该模型研究了板形控制机构如中间辊弯辊、中间辊窜辊和工作辊弯辊对带钢2次凸度和4次凸度的控制规律,并成功消除了生产现场宽薄带钢的边中复合浪缺陷。     

四辊式冷轧机辊型设计的探讨与实践

一、辊型设计的目的若带钢在轧制后弹性变形忽略不计,则带钢在宽度方向上的断面是由轧制时轧辊辊缝形状和轧件原始断面形状所决定。也就是说在轧制时辊缝形状必须与带钢横断面形状相吻合或者是基本吻合,这样才会使带钢横断面上厚度公差较小,而且板型较平直。因此正确的辊型设计不仅可以提高产品质量,还能大大减少轧辊消耗,提高产品的产量。二、轧辊的凸度(曲线) 配置方法     

四辊CVC冷轧机辊间压力影响因素分析

CVC轧机辊间接触压力分布不均,辊间压力峰值易引起严重的支撑辊不均匀磨损,甚至造成轧辊的剥落。采用影响函数法,分析了轧件宽度、工作辊横移位置、弯辊力以及支撑辊凸度对辊间压力分布的影响;研究了在应力集中最严重的横移位置时,支撑辊端部采用圆弧形倒角和抛物线形倒角时,倒角参数变化对辊间压力分布的影响规律。结果表明:CVC轧机辊间压力成S形分布,在轧辊右端存在较大的应力集中;轧件越宽,应力集中越严重;横移位置为负向最大时,辊间应力集中最严重;增加支撑辊凸度能减小辊间接触压力的峰值,但是对辊间压力分布的改善不明显;弯辊力对辊间压力有较大的影响;使用合适的抛物线形倒角和圆弧形倒角均能很好的减小辊间接触压力的峰值,并使辊间压力分布更均匀。研究结果可为CVC轧机支撑辊辊形设计提供理论依据。     

高凸度工作辊在炉卷热轧机上的应用

为了适应连铸板坯热装炉和直接轧制的要求,按规格需要轧制不同宽度、厚度和不同钢种的板带材,日本日立制作所在炉卷带钢热轧机上采用了可侧向移动的工作辊,实现了高凸度轧制。这种高凸度轧机具有工作辊弯曲和侧移机构,根据轧制目的有三种控制方法:周期性侧移(CS)法、带钢凸度控制(HC)法和轧辊单侧锥形的位置调节(TA)法。CS 法:于轧制不同宽度带钢时上下工作辊对称移动约20mm,以保证均匀磨损和热凸度,避免因轧辊表面局部磨损而产生辊面的凸出或     

马钢CSP热轧PFC板形模型的分析与应用

利用有限元分析软件ANSYS对轧机承载辊缝变形的仿真,分析轧机轧制力、弯辊力及工作辊窜辊对承载辊缝的凸度影响程度,结合现场机架间带钢的浪形,优化二级板形模型设定参数,实现轧机稳定轧制。实践证明,人工修正轧机负荷分配以及CVC轧辊位置,可更好地控制前机架比例凸度,满足后机架间平直度目标的要求,从而提高板凸度的命中率及轧机轧制的稳定性。     

影响冷轧边部减薄的因素

边部减薄是带钢重要的断面质量指标,直接影响到边部切损的大小,与成材率有密切的关系.以六辊冷轧机为对象,采用影响函数法建立轧辊的弹性变形解析模型,分析了带钢入口厚度、压下率、变形抗力、前后张力、工作辊与中间辊的正负弯辊以及工作辊横移等因素对边部减薄的影响规律.研究结果表明,带钢入口厚度、压下率和变形抗力的变化对出口带钢横向厚度分布的影响结果相似,即随其数值的增大,中心板凸度Cc和边降Ce都随之增大.正弯辊力会减小Cc和Ce,工作辊横移会大大改善边部减薄,具体的横移量要根据不同品种、不同宽度以及不同轧制工艺来确定,而不能仅仅通过工作辊长度以及带材宽度来设计工作辊横移位置.     

1750mm冷连轧机弯辊力模型研究与设定

针对1 750mm冷连轧机组的设备特点,计算并分析了弯辊力对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、带钢入口厚度、中间辊横移量、带钢凸度、单位轧制力、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过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预设定模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差低于5.67%,成品带钢的板形标准差平均值降至1.83IU。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。     

板形理论的进步与应用

金属塑性加工中板形理论的进步分三个阶段轧辊变形理论;轧件变形理论;轧件轧辊统一变形理论.本文推导出了四维轧制差分方程,以厚度为控制量的二维板形差分方程,以轧辊实时凸度和弯辊力为控制量的二维板形差分方程.构造了二次型目标函数,可用贝尔曼动态规划方法求出板形板厚最优控制综合,轧辊实时凸度估计和最佳弯辊力设定.     

1500mm热连轧五次CVC辊形凸度控制能力分析

山西建龙1500mm热连轧产线工作辊辊形采用了五次CVC辊形,该辊形具有二次、四次凸度的综合控制能力,其辊形函数决定了辊形的凸度控制能力。为更加充分发挥现场五次CVC工作辊辊形的板形控制能力,结合实际工作辊辊形函数,通过数学的方法进行了深入的研究,发现了五次CVC辊形的辊缝二次凸度与窜辊量成近似线性关系,四次凸度与窜辊量成线性关系;辊形四次凸度控制能力随带钢宽度的减小而下降,辊形二次凸度控制能力随带钢宽度的变化成非单调变化,当所轧制带钢超出某一宽度时,带钢越宽二次凸度控制能力越弱;轧制较宽带钢时,工作辊越往负窜,对带钢边部越产生较大压下,越往正窜,对带钢中部越产生较大压下的问题。     

工作辊凸度对超宽六辊CVC轧机板形调控性能的影响

 以国内某2 230 mm冷连轧机组六辊CVC轧机为研究对象,利用非线性有限元方法,模拟分析了弯辊和窜辊综合调控下工作辊初始凸度对承载辊缝形状、辊间接触压力分布的影响规律。结果表明,当工作辊采用凸度为0~75 μm的抛物线辊型时,轧机承载辊缝凸度调控域发生平移而面积基本不变,但随着工作辊初始凸度增加,辊间接触压力峰值和不均匀度均有所改善,有利于降低轧辊磨损和辊耗。对比分析了不同板宽条件下的辊缝凸度调节域,结果表明,CVC轧机对宽带钢的板形调控能力要明显高于窄带钢,且对二次、四次板形具有较好的抑制作用,为宽薄带钢冷轧机型选择提供了理论依据。     

适用于六辊UCM轧机中间辊侧向横移变凸度的新辊形研发

六辊轧机是目前生产冷轧、箔轧带材常见的机型,主要有UCM及CVC两种类型。针对UCM类型的六辊轧机在轧制较窄宽度和一般宽度带材过程中、通过中间辊时轴向横移板形控制能力较弱的问题,提出了一种中间辊单侧轴向横移变凸度的新辊形,简称SVC(Side Variable Crown)辊形,由此建立普通六辊和SVC辊形六辊的有限元三维仿真模型。通过模型,分析了SVC辊形空载辊缝调节能力,分别比较了在轧制窄宽度和一般宽度带材的两种辊形中间辊轴向横移时的板形调控能力,发现SVC辊形可增强六辊轧机中、窄带材的板形调控能力,增加了轧机的板形调控手段,同时改善辊间接触压力尖峰,可减轻辊间压痕,提高轧辊的使用寿命。     

CVC热连轧精轧机组的横移设定与板凸度计算

建立了辊系弹性变形,工作辊热凸度,工作辊和支撑辊的磨损,板凸度调整和工作辊横移设定以及负荷分配模型,并在这些计算模型的基础上,根据来料板坯的原始凸度值和轧后板带的目标凸度值,开发了可以设定热连轧精轧机组的CVC工作辊横移量,同时计算各机架轧后板凸度,轧制力分布等参数的软件,采用所开发的软件对实际现场数据进行离线模拟计算,结果与现场数据符合较好。     

Shape Control Simulation on 4-High CVC Mill

Shapeandprofilearetheimportantqualityin dexesofrolledplateandstrip,andshapecontrolis thekeytechnologyforplateandstripmills.There searchonshapecontrolhasanimportantsignificance forpresettingcontrolofshapeandcrownandthede velopmentofrollingtechnology.The…     

Research and Application of Flat Roll Technology in the Downstream Stands for CSP

  CVC mills are generally used in the whole stands of CSP (Compact Strip Product). Their special “s” curve of work roll contour and shifting strategy aimed at controlling strip shape, and the characteristics of continuous casting and rolling production, which make the work roll wear in downstream stands seriously uneven, and easily form abnormal transverse profile at the rolling end. As a result, CVC mill configuration in the downstream stands can not meet the profile and flatness control requirement for schedule free rolling, and bring some difficulties in profile and flatness control for the subsequent cold rolling. Based on the characteristics of the shape control system of CSP production line, and combined with the theory of flat roll technology, a kind of technology solution of using flat roll in the downsteam stands for CSP hot strip mills was proposed. At last, industrial test was carried out in the last stand of Masteel CSP, and good results were obtained.     

CVC热连轧精轧机组板形计算软件的开发

针对ＣＶＣ热连轧精轧机组板形计算问题,采用影响函数开发了计算热连轧机轧后板断面厚度分布软件。根据ＣＶＣ轧辊辊形的特点,采用实际轧辊凸度分布模,并利用轧机的反对称性质,计算轧垂直中心线一侧的板断面厚度分布、轧制力分布、辊间压力分布等,提高了板形计算和辊间压力计算的精度,模拟计算结果与现场数据相符。     

精轧F7机架采用平辊实现自由程序轧制的研究

通过现场实验的方法证明了国内某钢厂2050mm热轧机组精轧F7工作辊由CVC改为平辊，（目的是实施自由程序轧制）单靠现有弯辊能力对板凸度控制的不足，并提出采用大凸度支承辊提高板凸度控制能力的方案。最后采用刚塑性有限元（R.P.FEM）与影响函数法相结合的耦合计算方法分析带钢和轧辊的变形，通过计算给出支承辊的最佳凸度范围。     

1 800 mm CSP轧机板形调控特性分析

 为掌握1 800 mm CSP轧机的板形调控特性,以某1 800 mm CSP轧机为研究对象,建立了不同机架的有限元模型。利用有限元模型分析了不同带钢宽度下的弯辊力与窜辊对带钢板廓的影响,计算出上、中、下游机架的板形调控特性,得出当前中游机架板形调控能力最强,上游次之,下游最弱,并且板形控制能力随着带钢宽度的减小而减小。根据弯辊与窜辊在当前板形控制中所占比例,得出CVC窜辊是当前凸度控制的主要手段。对现场实际窜辊数据进行分析,得出上游机架凸度控制能力不足,中游机架凸度控制能力偏大,同时,通过对不同宽度带钢窜辊数据的分析得出轧制窄带钢时更易出现凸度控制能力不足的情况。现场数据与有限元仿真结果相互验证,研究结论可以为现场的辊形改进提供较好的理论分析基础。