冷轧带钢局部高点卷取过程起筋控制的建模与仿真

为了研究带钢局部高点卷取起筋的控制方法,利用三维弹塑性变形基本理论,并引入带钢塑性流动因子,建立了弹塑性卷取应力和起筋量模型.基于应力函数假设、S.Timoshenko最小功原理和伽辽金虚位移法建立了起筋带钢的应力场分布和可用于在线计算的起筋临界卷取张力设定模型.仿真结果表明:局部高点在径向累积叠加所引起的带钢张力不均匀分布和轴向压应力是导致带钢起筋的主要原因;起筋量随局部高点高度、卷径和卷取张力增加而增大,薄带钢比厚带钢起筋量增幅明显;临界卷取张力随卷径、带钢厚度和局部高点高度增大而减小.      

热轧带钢局部高点产生机理及控制研究

冷轧带钢生产过程中出现的"起筋"缺陷问题与热轧带钢局部高点产生有密切关系,加强热轧工序板形控制,可减少局部高点对冷轧带钢生产的影响。本文通过对热轧带钢局部高点产生机理分析,提出优化策略,为热轧带钢局部高点控制研究提供依据。     

冷轧钢卷起筋量的测量及其影响因素的研究

在大量现场试验的基础上，首次提出了“起筋”量的实用测量方法，建立了一套计算“起筋”量的数学模型，同时通过“起筋”量的计算值与现场实测值的对比验证了模型的准确性，并定量分析了局部高点的大小、带材厚度、卷径、卷取张力、粗糙度等因素对“起筋”量的影响，得出了影响“起筋”量的相关规律，为现场“起筋”缺陷的治理提供了坚实的理论基础。     

局部高点对冷轧开卷带钢附加浪形的影响

针对由带钢局部高点引起的冷轧钢卷开卷后产生的附加局部浪形问题,建立起描述带钢的失稳波形模型,并基于薄板能量理论和局部高点层间压力模型推导出带钢附加浪形失稳临界值的计算公式,运用数值模拟方法定量分析了局部高点单因素对开卷带钢附加局部浪形的影响,数学模型的可靠性得到了模拟计算和生产试验验证,从而为生产现场治理带钢附加局部浪形缺陷提供了重要的指导依据。研究结果表明,随着带钢局部高点值的增大,带钢失稳临界压应力值就越小,开卷带钢附加局部浪形就越容易发生。     

冷轧带钢卷取过程内应力的逐层增量求解

 带钢卷取过程由于张力的作用会在钢卷内部产生内应力,内应力的大小和分布直接影响轧后钢卷塌卷和内凸等缺陷的产生。考虑钢卷径向和周向弹性模量的差异,以及径向弹性模量的非线性,根据平面轴对称弹性理论,推导带钢卷取过程中内应力的逐层增量求解方程,引入相应的边界条件得到了卷取任意层数时钢卷内每一层带钢径向应力增量和位移增量方程组。基于逐层增量求解方法研究了带钢厚度、卷取张力、卸卷对卷筒压力和钢卷内应力分布的影响,并与试验结果进行了比较,验证了提出方法的正确性。     

带卷中的应力计算和卷取张力最佳化

一种卷取机械模型已开发成功，并对卷取工序的应力分布能作出很好的判读。特别是该模型指明了带钢厚度形状对卷取缺陷有很大影响，并有助于张力给定值的最佳化。     

热轧带钢局部高点对冷轧带钢板形的影响

热轧带钢局部高点对冷轧带钢板厚和内应力分布具有重要影响。采用B3样条函数拟合带材厚度横向分布，定量研究热轧来料局部高点对冷轧带钢板厚和内应力分布的影响。研究结果表明：轧后带钢局部高点高度及附加张应力的大小与来料高点高度成正比，随总轧制压下率的增大而减小。     

带钢起筋现象原因分析与解决措施

针对热轧带钢在下工序冷轧过程中出现的起筋现象,从热轧角度进行分析,从冷轧带钢起筋位置分析出与热轧带钢断面局部高点、凸度和楔形之间的对应关系.通过对热轧工艺参数的调整,实现了带钢断面大凸度、小楔形和适当的局部高点,减少了冷轧带钢起筋现象,改善了产品质量.     

面向局部高点控制的工作辊同宽轧制公里数

 为适应市场和节能降耗的迫切需要,提出了工作辊同宽轧制公里数研究,基于金属塑性变形和辊系弹性变形等模型耦合建立起描述带钢断面形状的仿真系统,以带钢断面形状良好即局部高点为控制对象,研究了在不同轧制模式下,工作辊同宽轧制公里数与带钢局部高点的关系。模拟计算和生产试验表明,普通模式下工作辊轧制公里数明显受限于同宽带钢轧制,相比普通轧制,采用合理的窜辊轧制可以大大提高带钢同宽轧制公里数,有效控制带钢局部高点,研究结果对组织轧制生产和制定换辊制度具有重要的指导意义和实用价值。     

热轧带钢卷取张力对钢卷品质的影响分析

从热轧带钢卷取的钢卷品质缺陷及其影响因素分析人手,指出卷取张力是热轧带钢卷取生产控制中的关键工艺参数,其取值的大小是否合理直接决定了带钢在卷取、卸卷、冷却过程中的钢卷品质和下游工序开卷质量。随后主要就卷取张力与卷取钢卷品质关系模型的建立,钢卷在卷取过程中的内部应力场求解,卷取张力的优化,所开发分析软件的工程验证等方面进行阐述。本文介绍的分析模型既可用于卷取张力预报和在线设定,指导现场生产,又可用模型计算数据来指导卷取设备的设计。     

冷轧钢卷卷取过程内部应力三维分布的研究

冷轧钢卷卷取过程中,带材的板形与板凸度以及卷取张力的横向分布决定钢卷内部的应力分布。同时,带材与卷筒之间、带材与带材之间的摩 擦力对应力分布的影响不可忽略。此外,由于层间接触表面缝隙的存在,钢卷必须按各向性体处理。基于上述因素,提出了一套新的三维数学模型,以计算钢卷内部应力分布,并根据降低钢卷在罩式退火粘经率的要求,研究了钢卷的卷取张力制度。     

Modeling of Stress Distribution During Strip Coiling Process

 Many strip materials are coiled after rolling process. The stresses are imposed on the material wound on the automatically controlled collapse mandrel under the coiling tension. The coiling process can be described by three typical cases: winding without automatic adjustment, winding with automatic adjustment and after mandrel removal. A new model of equations for predicting the stresses during the strip coiling process is built by consideration of the three cases respectively. By solving the equations of different typical cases, the radial stresses and tangential stress of the layers of coil can be calculated. Also, the coiling parameters, such as strip thickness, coiling tension and necking critical pressure, affecting the coil performance are investigated. It is believed that the present model can be used for design and control of the automatically controlled collapse mandrel.     

厚规格热轧带钢高精度卷取温度控制模型

卷取温度是影响带钢组织性能的重要工艺参数.在生产实践中,如何提高厚规格带钢卷取温度的控制精度是一个难点.针对厚规格带钢在层流冷却过程中的工况特点,提出了温度场计算模型和对流换热系数模型的改进方法,并开发了一种全新的基于相似策略的自适应模型,以改善卷取温度前馈控制效果.经现场应用证明,本文提出的方案能有效提高厚规格带钢的卷取温度控制精度,其中厚度大于12 mm的带钢平均命中率可达到94.9%.      

Oblique and Herringbone Buckling Analysis of Steel Strip by Spline FEM

 The tilted waves in steel strip during rolling and leveling of sheet metal can be classified into two different types of buckling, oblique and herringbone buckling, respectively. Numerical considerations of oblique and herringbone buckling phenomena are dealt with by the spline finite element method (FEM). It is pointed out that the shear stress due to residual strains caused by the rolling process or applied non-uniform loading is the main reason of oblique and herringbone buckle. According to the analysis of stress distribution in plane, the appropriate initial strain patterns are adopted and the corresponding buckling modes are calculated by the spline FEM. The developed numerical model provides an estimation of buckling critical load and wave configuration.     

薄硅钢收卷内应力及无芯筒料卷心形坍塌机理

 某薄取向硅钢复卷线采用了恒张力收卷方案,卸卷后无芯筒料卷约有5%的概率发生心形坍塌,经济损失严重。为了研究心形卷产生机理及影响因素,降低坍塌几率,基于弹性力学叠加原理,建立了料卷收卷-卸卷的连续内应力分布模型;进一步基于压力埋管理论分析了无芯筒薄料卷心形坍塌过程,确定了坍塌区层数;测量了12组带厚为0.23、0.283 mm的心形卷的屈曲半圆心角与屈曲区层数,测量值与理论预测值基本吻合,验证了所提理论的准确性。分析了钢带厚度和粗糙度、橡胶层等效径向刚度对内应力的影响。研究表明,随钢带厚度和粗糙度、橡胶层等效径向刚度的减少,料卷心形坍塌概率及坍塌层数增大;该规律与现场观察一致。通过减小橡胶层厚度、增加橡胶层弹性模量可增大等效径向刚度,大幅减小料卷压应力,降低心形坍塌概率和坍塌区层数。     

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。