板带精密轧制辊型电磁调控测量技术

 辊型电磁调控技术是一种依托电磁调控轧辊进行辊型调节的新型技术。依据轧辊辊面周向应变与径向应变数值相等的原理,提出了辊型电磁调控测量技术,并给出了该技术的具体操作方法。辊型电磁调控测量技术可用于测量静置状态下电磁调控轧辊辊型随时间的变化规律。为验证该测量技术的可行性,搭建了辊型电磁调控试验平台,并进行试验研究。结果证明,与千分表测量结果进行比较,该技术具有较高精度,可实现对电磁调控轧辊静置状态下动态辊型的实时测量,进而掌握电磁调控轧辊辊型的变化规律,为辊型电磁调控技术的辊型调控量与电磁工艺参数数学模型的建立奠定了基础。     

精密轧机的辊型电磁调控工艺参数

为了实现微尺度辊缝形状调节,提出了辊型电磁调控技术,并自行设计制造了φ270 mm×300 mm辊型电磁调控实验平台.通过电磁-热-力耦合数理建模,并对比分析相同工况实验和仿真结果,发现两者结果十分接近,模型可靠.在此基础上,分析了不同等效电流密度和频率下轧辊凸度及轧辊凸度增长速率随加热时间的变化规律,给出了等效电流密度、频率、加热时间对辊型曲线的影响,并从避免电磁棒局部温度过高及便于轧辊凸度调节出发,给出了合理的工艺参数.     

新型电磁调控轧机弯辊辊型电磁补偿及初始辊缝

 为解决薄带轧制过程中的各类板形问题,以新型电磁调控轧机为研究对象,利用Marc建立三维热-力耦合有限元模型,分析了弯辊和电磁调控轧辊综合作用下弯辊力和轧制力对轧辊辊型状态、板形分布、板坯边部应力、辊间接触应力、承载辊缝形状的影响规律。结果表明,弯辊机制的施加将直接促进电磁调控轧辊的稳定胀形,使电磁调控轧辊胀形凸度得到整体性补偿,并以板形良好为依据,给出新型调控轧机合理的弯辊力施加范围。对比分析了不同弯辊力和轧制力下辊缝函数的变化情况,形成不同的二次、四次凸度,为板形控制及初始辊缝设定提供依据。     

轧辊非均质特性对辊型电磁调控的影响分析

 轧辊作为辊型电磁调控技术的核心构件,在加工制造时必须进行热处理,改变轧辊表层组织形态,形成轧辊表面淬硬层,引起轧辊表层和芯部材料性能差异,而这种差异会对辊型电磁调控特性产生影响。为此,利用有限元软件MSC.MARC建立了电磁 热 力耦合轴对称模型,并依托辊型电磁调控试验平台对模型精度进行校核。在此基础上,依托模型分析了表面淬硬层厚度对辊型电磁过程中辊凸度、辊型曲线、接触面平均正压力及轧辊应力分布的影响。结果表明,表面淬硬层厚度对辊凸度、辊型曲线和接触面正压力的影响较小,但对轧辊应力分布有明显影响,特别是轧辊表面淬硬层中心区域。     

热连轧机组轧辊温度场及热辊型

针对热连轧机组轧辊温度场无法精准预测引起的辊耗及板形问题。为了实现轧辊温度场与热辊型的精确预报来减少异常辊耗和避免重大生产事故的发生,运用数值解析的有限差分法和轧辊热传导方程建立了适合于热轧轧辊温度场与热辊型模型,在此模型基础上引入热轧机组的轧辊冷却水智能分段冷却控制系统,充分考虑复杂状态下冷却水的存在和冷却水流速对轧辊温度场与热辊型的直接影响。结合热连轧轧制过程中的设备参数及其工艺特点,同时考虑轧制钢卷数量递增对轧辊温度场和热辊型的循环叠加作用,编写程序将理论计算公式、模拟调控模型与现场实际工艺设备参数相结合作为分析的研究对象。首先通过现场轧辊测温设备对工作辊和支撑辊进行温度测量,并将测得的实际温度分布值与模型计算值进行对比分析,得到相近的轧辊温度和轧辊凸度变化趋势以及一致的温度和凸度数值,验证了模型计算的准确性和有效性。随后根据结果进行研究分析,得到了钢卷数量变化对轧辊温度和辊凸度的影响,发现了钢卷数增加对温升的叠加影响,同时发现10卷左右将会完成轧辊温度场的温升稳定,同时分析得出冷却水流速在3种不同速度下的轧辊温度沿辊身方向分布情况。最终实现了对工作辊和支撑辊温度场与热辊型的精确...     

宽带钢热连轧机的粗轧辊系配置方案与应用

为解决粗轧轧制稳定性,减少轧辊异常报废损失,设计并应用了变接触支撑辊辊形和负凸度工作辊辊形。该辊系配置使得辊间接触长度与轧制带钢的宽度基本相等,消除了有害接触区,使辊间接触应力均匀化,并提高了 辊缝横向刚度,改善了轧辊的磨损,增强了板坯轧制过程的对中和稳定性。     

冷连轧机组吉帕级高强钢专用中间辊CVC辊形的优化

在吉帕级高强钢的生产过程中,现有的弯辊及窜辊达到最大值时仍无法补偿轧辊的弹性变形。即在原CVC轧辊配型制度下,中间辊窜辊量达到200 mm时,等效凸度仅为0.8 mm,轧机的辊缝凸度调控域不能满足超高强钢板形的控制要求。只有辊缝凸度调控域能够覆盖超高强钢的板形控制需求时,才能解决超高强钢板形不良的问题。本文对超高强钢生产专用中间辊辊形进行技术探索,当窜辊量达到120 mm时,等效凸度就达到了0.8 mm,最大等效凸度为1.075 mm,其凸度调节范围高于国内同类型冷轧厂CVC辊形板形控制能力。通过改进轧辊辊形配置,拓宽了辊缝凸度调控域,凸度调节能力同比提升34.75%,且板形调节响应较快,能较好地弥补常见中间辊辊形在冷轧超高强钢生产过程中板形控制能力不足的问题。超高强钢生产专用中间辊辊形应用后,带钢平直度值由20 IU降低到4 IU以内,板形改善幅度达80%以上。     

冷连轧机SmartCrown轧辊磨损辊形对板形调控能力影响

针对宽带钢冷连轧机首次应用的SmartCrown板形控制技术,通过对SmartCrown轧辊大量实测得到了轧辊磨损辊形,采用遗传算法建立了轧辊磨损预报模型,并利用ANSYS软件建立了三维辊系有限元分析模型,研究了磨损辊形对SmartCrown板形控制技术在服役过程中板形调控能力的影响,提出了新辊形使用工艺策略．     

热连轧精轧高速钢轧辊重复上机初始辊形预报

针对热连轧精轧高速钢轧辊重复上机时存在残留磨损辊形和残留热辊形影响初始辊形的问题,分析了残留磨损辊形和残留热辊形对板形控制精度的影响及难点,得出轧辊温度场是高速钢轧辊重复上机初始热辊形最佳表征方式的结论,提出高速钢轧辊下机后空冷过程温度场建模思路,并建立轧辊空冷过程温度场计算模型。在此基础上,基于热连轧生产线二级系统框架,研究形成了高速钢轧辊重复上机初始辊形预报技术设计方案,并在首钢京唐公司1 580 mm热连轧生产线应用。应用结果表明,该技术对实现热连轧精轧高速钢轧辊更高效应用和提高板形控制精度有显著效果。     

1 250 mm热连轧工作辊磨损控制策略

 国内大量的1 250 mm热轧机精轧机组普遍使用带有负凸度的凹形工作辊,由于轧机辊形配置及轧制工艺特点,工作辊出现严重“猫耳”型磨损,造成轧制带钢断面出现局部高点现象。为改善1 250 mm热连轧工作辊的磨损,提升带钢板形质量,提出了一种适用于1 250 mm热连轧工作辊磨损的控制策略,在保证板带稳定轧制的同时,通过轧辊辊形和工作辊窜辊策略优化来控制工作辊的磨损。本策略已应用于德龙钢铁有限公司轧钢厂,工业试验表明,该策略可减小工作辊磨损量,使轧辊磨损更加均匀,增加弯辊力调控能力,并使工作辊单位周期轧制带钢长度延长40%,对1 250 mm热连轧产线工作辊磨损控制具有研究价值和推广前景。     

线圈结构对重载链轮感应加热过程的作用

 重载链轮是冶金工程领域基础传动件之一,对其进行表面强化处理是提高寿命的重要手段。对链轮采用仿轮廓外形的线圈进行电磁加热可获得近似的仿齿形加热层。但是在圆环效应和邻近效应的综合作用下,磁场强度的不均匀分布成为链轮温度不均匀的根本原因,控制磁力线在空间中的合理分布仍是获取高品质加热质量的关键因素。研究了重载链轮感应加热机制,建立了多坐标精准控制仿真模型,分析感应线圈结构参数对加热质量作用规律,发现调整线圈角度、齿根半径、齿顶距离可使齿廓最大温度差比完全仿形线圈最高下降1/3。     

链轮电磁感应加热过程中的优化设计

 电磁感应加热技术有效地节约了钢铁制造成本,积极推动了钢铁行业绿色制造。优化重载链轮电磁感应加热过程是生产高品质链轮的一个重要分支。在对链轮进行热处理强化时,普通圆形感应线圈在单一电流频率下难以实现齿廓的均匀加热,容易导致淬火层的硬度分布不均,造成工件开裂。仿形感应线圈比普通圆形感应线圈具有更好的加热效果,但是仿形感应线圈研发周期长,成本昂贵,不利于大规模推广应用。考虑到实际加工成本及生产需求,在完全仿形感应线圈的基础上,提出了一种齿顶位置为V形角的仿齿廓感应线圈,该感应线圈到齿顶和齿根的间隙不等。进一步建立了双排链轮电-磁-热耦合温度场模型,并进行试验验证。研究发现这种带V形角的感应线圈与圆形感应线圈相比,能够改善磁通量在空间的分布方式,强化感应线圈和齿根之间的临近效应,同时减弱感应线圈和齿顶间的临近效应,提高了链轮沿齿廓温度的均匀性。量化分析了不同电磁参数(电流频率和电流密度)和感应线圈的结构(V形角,感应线圈到齿轮的距离)对提升加热速率和改善温度均匀性的作用规律。感应线圈的V形角结构有利于提高齿轮的电磁加热质量,对推动实际加工应用和提升企业效益具有重要生产价值,有利于促进精品钢生产。     

Study on Error Compensation Method of Online Roll Profile Measurement

Flatness and surface quality are important quality indexes of strip steel, and roll wear will directly affect the product's flatness and surface quality. Online roll profile measurement technology can obtain the information of roll profile in real time, guide the optimization of roll change rhythm, and improve the flatness control ability of rolling mill and surface quality of strip product. However, the error caused by roll displacement, clearance, roll thermal crown, and other factors is usually the same order of magnitude as the roll shape or roll wear, or even one order of magnitude higher. So error compensation is the key to ensuring the accuracy of online roll profile measurement. Herein, the position measurement technology of the roll bearing block is considered in the online roll profile measurement, and the measurement error caused by the deviation of the roll axis is separated. The thermal crown model is established to separate the measurement errors caused by the thermal crown. The error compensation model of online roll profile measurement is established, and the simulation calculation is carried out. This error compensation method is of great significance to improve the accuracy of online roll profile measurement and realize the fine management of mill roll in service.     

高碳高速钢轧辊制造工艺研究现状及展望

轧钢工业的发展对轧辊性能提出了更高的要求 ,为适应这一要求 ,开发了高碳高速钢轧辊。普通铸造方法制造高碳高速钢轧辊 ,组织粗大 ,共晶碳化物呈网状分布 ,韧性低 ,抗疲劳性能差 ,使用寿命短。变质处理和电磁搅拌是改善钢铁材料组织和性能的重要手段 ,对高碳高速钢进行变质处理和电磁搅拌研究 ,有望明显改善其组织和性能 ,为普通铸造方法制造高性能高碳高速钢轧辊奠定基础。     

马钢CSP热连轧机末机架平辊轧制的研究与应用

为了提高马钢CSP带钢产品的板形质量,在马钢CSP热连轧机板形控制模型中常规工作辊窜辊策略的基础上,结合平辊轧制技术的相关理论,提出了马钢CSP热连轧机末机架平辊轧制方案。试验结果表明,在末机架使用平辊,并结合变行程变步长的窜辊策略,有效地改善了轧辊磨损状况,提高了带钢产品的板形质量。     

面向板形控制的辊型窜辊与弯辊技术应用

 根据板形控制理论和现场实际工况,研究了1 580 mm热连轧精轧机组机型配置,基于中值弯辊力,开发了与各机架机型适配的支承辊和工作辊辊型,扩大了弯辊力对辊缝的调节能力,建立起与工作辊辊型匹配的窜辊工艺制度,形成了正弦工作辊VCR支承辊、长行程窜辊和强力弯辊这3项控制的组合技术方案。生产实践表明,长行程WRS技术分散了轧辊热变形,使工作辊磨损曲线平缓、光滑,结合辊型与弯辊技术可以保持承载辊缝形状正常和可控,实现了热轧带钢板形和断面形状的良好控制。     

Numerical simulation of roll temperature field and analysis of influence factor during the single-stand reversing cold rolling process

Accurate calculation results of roll temperature are the key factors in rolling cooling and lubricating technology during the single-stand reversing cold rolling process.By combining the high-strength steel rolling experiments,the numerical simulation of roll temperature,and the influence factors in reversing cold rolling were studied.The research results correspond with those of rolling experiments and show that the research method could provide effective instruction for roll cooling and emulsion flow rate control during the on-site rolling process.