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。     

CSP热轧CVC工作辊磨损模型优化

通过对钢厂CSP生产线CVC工作辊磨损的实测,得到工作辊的磨损曲线.在此基础上考虑影响轧辊磨损的主要因素,建立了适合CSP生产线的工作辊磨损模型,并且借助MATLAB软件全局优化算法确定了模型中的关键参数.该模型计算结果表明,回归磨损曲线面积与实际磨损曲线面积的相对误差为3.78％,计算值与实测值之间的相关系数0.932 8,可用于轧辊磨损的在线预报.     

CVC工作辊非对称磨损分析与预报模型建立

 CVC辊形以其较强的凸度控制能力在热连轧中有着广泛的应用,但是CVC辊形不具有均匀磨损的能力,其磨损往往比较严重,且呈现出非对称性。针对该特点提出CVC工作辊非对称磨损的表征方法,利用该方法对某1 800 mm CSP生产线下游机架CVC工作辊非对称磨损情况进行分析。统计结果表明,下游机架工作辊磨损多为非对称形式,并与CVC辊形呈现出一定的对应性。在此基础上,提出辊径对整体磨损影响系数及辊径对轧制力影响系数2个新的磨损模型参数,并建立针对CVC轧辊的非对称磨损预报模型,利用遗传算法对模型参数进行优化,并利用实测数据进行验证,改进后磨损模型精度比常规磨损模型精度平均提高了约35%。     

CVC轧机辊型设计原理和控制模型的探讨

CVC技术对于板带的断面形状及板形的控制是非常有效的手段,而开发这一技术的关键软件是CVC辊型的设计原理及轧机的控制模型。 本文阐述了辊型的设计原理,指出CVC的S形辊型曲线由以下三部分构成,1.标准轧制状态下承载辊型的三次基本曲线;2.补偿标准轧制状态下轧辊变形的二次曲线;3.补偿基本曲线锥度的三次曲线。根据这一原理推出轧辊的凸度值是带钢宽度和横移距离的函数。 另外,还以轧辊的弹性变形理论出发导出了带钢凸度、宽度及轧制压力之间的关系。基于导出的关系,便可进行轧辊横移距离的设定,以补偿由轧件宽度及轧制压力的扰动所引起的轧件凸度变化,从而达到控制效果。     

2050粗轧机组轧辊磨损预报模型的开发及应用

热轧生产作为板带轧制的首道工艺，轧辊异常消耗与磨削次数影响着机组的生产能力，同时影响板形，迫切需要建立磨损情况的准确预报。以唐钢2050粗轧机组为研究对象，充分考虑粗轧工艺特点，结合实际工况，分析了轧辊磨损机理。为更好地了解轧辊沿长度方向上各点的磨损情况，对轧辊进行了划分条元，同时利用划分条元建立了单位辊间压力的理论模型。针对工作辊与支撑辊的不同磨损情况，建立了区别于不同轧辊的磨损理论模型，同时根据辊间压力模型与轧辊磨损模型，开发了一套粗轧机组轧辊磨损预报模型软件。该软件可以显示轧制一定里程后轧辊各个样本点的磨损情况，形成轧辊磨损规律曲线。同时采用离散分段法分别计算支撑辊和工作辊磨损量分布，为后续轧制工艺提供了精确的轧辊磨损预报，确保轧件产品的质量，同时提高了机组的轧制稳定性与轧制效率。     

热轧薄带平整机支撑辊辊型优化的研究与应用

某热轧薄带平整机轧辊长度为1 800 mm,带钢宽度为1 320 mm,两者相差太大,造成工作辊与支撑辊间有害接触区长度过大,在轧辊自身挠度作用下,辊间应力峰值集中于带钢边部位置.随轧制公里数延长,工作辊边部磨损加剧,不利于后期板形控制,同时会缩短轧辊使用寿命.针对热轧薄带平整机工作辊磨损不均匀问题,设计优化支撑辊辊型...     

宽带钢热连轧精轧机组成套辊形配置技术研究与应用

为了实现热轧宽带钢板形的高精度控制,根据宽带钢热连轧精轧机组上游机架控制凸度与下游机架控制平坦度的特性,在首钢迁钢1580 mm热连轧生产线的精轧机组开发并应用了成套辊形配置技术.在F1机架工作辊采用负凸度辊形,加强带钢轧制过程的对中;在F2到F4机架工作辊应用低轴向力CVC辊形,对带钢进行凸度调控;在F5到F7机架工作辊上采用负凸度辊形,辅以长行程的工作辊周期性窜辊,均匀轧辊磨损,控制带钢的平坦度;在所有机架的支撑辊上采用VCR变接触式辊形,增加机架的横向刚度.采用此辊形配置后,带钢的板形控制精度达95％以上,同时,改善了带钢轧制稳定性,延长了轧制计划长度,实现了一定范围的自由规程轧制.     

轧辊磨损及补偿控制应用研究

热轧带钢板形的控制是多方面的,影响因素主要有轧制力、弯辊力、串辊位置、轧辊热膨胀、轧辊轮廓、轧辊磨损。这几个因素相互影响制约,共同控制着带钢板形的好坏。在众多因素中,要属轧辊磨损因素最为不可控。支撑辊表面往往是不均匀的、长期的磨损,并且支撑辊属于基础性的承载轧制力,所以对支撑辊磨损模型的与计算是十分必要的。在现有的板形控制模型中加入了补偿控制方法,产品的质量也产生了非常可观的提升。     

热轧带钢窜辊策略与综合辊型的研究及应用

 研究了热轧带钢窜辊策略对轧辊综合辊型的影响,建立了窜辊策略的多目标优化模型。综合考虑轧辊磨损、热凸度和原始辊型,仿真研究窜辊策略对轧辊综合辊型的影响,提出中部平滑和边部平滑2个评价指标;以所有带钢的平均中部平滑指标和平均边部平滑指标为优化目标,带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）为优化算法,建立基于轧辊综合辊型仿真的窜辊策略的多目标优化模型。仿真计算得到窜辊分散轧辊磨损和热凸度的效果,发现变行程窜辊能获得无局部猫耳的“餐碟型”综合辊型,有利于实现自由规程轧制。工业生产验证了优化窜辊策略和相关模型的有效性,显著改善了板形质量,延长了轧制计划公里数。     

宽带钢热连轧机组均压支承辊辊形开发与应用

 CVC工作辊辊形自发明以来在全球150多条热连轧生产线上得到应用,以控制带钢的板形。实际应用中,与CVC工作辊配对使用的支承辊无论采用平辊还是CVC辊形均存在非均匀磨损甚至轧辊剥落失效的问题,主要原因是CVC支承辊辊形和平支承辊与CVC工作辊配置时存在接触压力集中。为了解决此问题,设计并应用了一种均压支承辊辊形与CVC工作辊配置使用。此辊形是变接触支承辊辊形（VCR）与CVC支承辊辊形的组合,具有变接触辊形的优点,同时又能更好地与CVC工作辊配置使用。均压支承辊辊形应用后,改善了CVC工作辊与支承辊辊间接触状态,解决了轧辊剥落问题,并改善了带钢凸度质量。     

CVC工作辊磨损和热凸度对轧机板形控制性能的影响

仿真研究了磨损和热凸度对CVC技术板形控制性能的影响,指出CVC工作辊磨损量达到0．2mm时就有可能使CVC轧辊移动对板形的控制作用畸变,甚至无效。     

2050 CVC热连轧机精轧机组轧辊磨损的研究

轧辊磨损是当前生产中难以定量确定的因素，磨损预报至今尚无精确的理论模型可利用，本文从摩擦学原理出发建立了轧辊磨损的理,工对宝钢2050CVC热连轧机机组的轧辊磨损量进行实际测量，计算结果与实测值吻合较好，对提高磨损预报精度，提高板形控制技术水平具有重要意义。     

2250mm宽带钢热连轧生产线凸度控制优化

 首钢迁钢2250mm热连轧生产线在达产初期出现了带钢凸度控制稳定性差的问题,甚至出现负凸度现象。对此热轧生产线的生产数据进行了分析,同时对轧辊温度与辊形进行了实际测量。究其原因为CVC辊形对热凸度和磨损辊形较为敏感,工作辊冷却水能力不足引起的轧辊热凸度过大破坏了CVC辊形曲线的板形控制能力。由于改造轧辊冷却水系统费用较高,需要停产,为了解决凸度控制稳定性问题,采用了辊形优化设计的方法。对精轧机组的CVC工作辊辊形进行了优化,空载辊缝凸度调控范围从［－0.7mm,0.7mm］增大到［－1.2mm,12mm］。同时,为了改善CVC工作辊与支撑辊辊间接触状态,设计并应用了CVC支撑辊辊形。此CVC辊形配置解决了首钢迁钢2250mm热轧线凸度控制稳定性差的问题,板形控制精度由原来的67%提高到了93％以上。     

马钢CSP工作辊CVC辊形优化与应用研究

针对马钢CSP热连轧机F2机架CVC工作辊窜辊行程总是窜到负极限、窜辊行程利用率低,以及CVC工作辊磨损不均等问题,通过大量统计分析F2机架工作辊的窜辊位置分布,根据CVC辊形的设计原理,针对F2机架设计了新的CVC辊形曲线,并进行了工业试验。试验结果表明:F2机架新CVC辊形的应用,提高了F2机架CVC轧辊的窜辊利用率,均匀了轧辊磨损。     

Roll Wear Evaluation of HSS,HiCr and IC Work Rolls in Hot Strip Mill

While it is acknowledged that roll wear is one of the most challenges to hot strip mills (HSM), very few studies which detail an exact prediction model have been published. The aim of this work is to evaluate and compare two prediction models with measured roll wear. The first prediction model, model 1, developed for a plate mill, was modified to use in strip rolling process. The second prediction model, model 2, is a simplified on‐line model. Data of two hot strip mills were used to investigate the influence of different rolling schedules. The rolls and strip properties were described and the rolling conditions were detailed. The influence of hot rolling factors, such as strip strength, roll grades, rolling temperature, rolling force, reduction and contact length, were also studied. When rolling with different work roll materials and strip grades, the modified prediction model has better prediction accuracy than the simplified model. The accuracy of both models becomes better at higher roll wear > 150 μm. HSS work rolls were confirmed to exhibit improvement of roll wear in comparison with HiCr rolls, the wear resistance was 3 to 4 times better. The influence of strip grade on roll wear was shown to be significant, with higher accuracy of the regression statistics for rolling with similar strip grades and lower regressed accuracy for rolling with mixed strip grades. The roll wear was evaluated at the centre of the barrel.     

CSP末机架支持辊辊形研究

针对CSP热连轧F7机架支持辊辊形高、窜辊分布不合理、轧制薄规格时出口板形易出现中间浪、下机磨损不均匀、磨损严重且CVC趋势比较明显等问题,提出与CSP热连轧工作辊辊形相匹配的支持辊新辊形VCR+,采用二维变厚度有限元模型对新辊形的板形控制性能进行了分析,并且在F7机架上进行工业试验。研究结果表明,新辊形VCR+使用后工作辊窜辊分布更加合理,使得出口板形中间浪问题有了明显的改善;轧辊的自保持性能有了显著的提高,从而延长了轧制公里数,降低了生产成本。     

六辊CVC宽带轧机板形控制特性的计算机模拟

用条元法人析带材的三维塑性变形,用影响系数法分析辊系的弹性变形,将二联立,对1850mm六辊CVC轧机冷轧带材的板形和板凸度控制特性进行了计算机模拟。结果表明,改变CVC轧机中间辊横向位移量、工作辊弯辊力和中间辊变力等手段,对控制板形和板凸度都有很好的效果。     

2250 mm CVC四辊热轧机轧制带钢金属的横向流动

 为了提高2 250 mm CVC四辊热轧机板形控制精度，使用非线性有限元软件MSC Marc建立了动态刚性轧辊-弹塑性轧件耦合模型，分析了带钢金属的横向流动规律。为提高精度，采用静态弹性辊系-弹塑性轧件耦合模型得到有载辊缝形状作为动态仿真的初始辊形。分析发现，金属横向流动值随着距轧件中心距离的增大逐渐增大；摩擦力是影响不同厚度间金属横向流动差别的重要因素；金属的横向流动量与压下率、弯辊力、来料凸度以及窜辊量呈线性关系。为了定量分析各因素与横向流动的关系，建立了各因素的影响系数函数，并进行正交试验及方差分析判断交互关系，最后建立插值计算模型，并通过仿真结果验证了其正确性，为相应轧机的在线板形控制提供参考。