菜钢1500mm热带轧机辊型技术研究应用

针对莱芜钢铁集团公司1500mm热带轧机因无板形控制系统而导致产品档次低的问题，研究应用了变接触支撑辊（VCR）技术与高效变凸度的工作辊辊型（HVC）技术。经实际应用，提高了带钢板形质量，并开发出高附加值产品。     

1220冷连轧机板形控制性能综合改善

针对1220冷连轧机生产中存在的板形问题，将理论分析、计算机仿真与现场实验相结合，全面研究其原料特点和板形控制的装备、工艺、数模技术现状后，提出合适的板形控制策略，并重新设计辊系初始辊形、建立板形控制目标曲线、调整弯辊力模型，提高了连轧机组板形控制性能和板形控制系统精度，使产品板形质量、轧制稳定性和轧辊表面磨损状态明显改善。     

1450mm热连轧机支持辊辊形优化设计

针对热轧1450 mm生产线存在支持辊磨损严重的问题,结合现场的工艺条件和设备能力,设计了一套合理的VCR支持辊辊形。经过大量的离线工况试算,对支持辊性能进行综合分析评价,为在线实验提供了理论依据和数据支持。在线实验表明,自VCR辊形使用以来,运行稳定,支持辊存在的问题得到有效解决,板形质量显著提高。支持辊下机磨损量降低、磨损均匀化、对称化、且轧制里程延长。     

变接触支持辊辊形设计与板形控制能力仿真

支持辊技术在热轧板形控制中占有重要地位。变接触长度支持辊(VCR)技术在热轧带钢生产中的应用可以提高辊缝横向刚度,提高弯辊的控制效果,改善支持辊与工作辊之间的接触应力分布,但它与高阶曲线工作辊之间缺乏协调,文章在考虑高阶工作辊外形的基础上,建立了新一代变接触长度支持辊(VCR plus)设计曲线的目标函数,并用二维变厚度有限元法验证了VCR plus的有效性。通过现场实验对VCR plus支持辊应用效果进行了验证,实验结果表明VCR plus支持辊使用周期超过4周,且使用过程中未出现板形质量波动。     

二十辊森吉米尔轧机板形调控性能仿真研究

为深入研究二十辊森吉米尔轧机的板形调控性能,研究开发了专用于分析二十辊轧机板形控制性能的辊系一轧件一体化仿真模型及软件工具,对国内某厂硅钢和不锈钢轧制用二十辊森吉米尔轧机辊系及轧件的变形行为进行了仿真计算,得到了不同工况下承载辊缝曲线、ASU调节特性、第1中间辊轴向横移对边降的控制能力、第2中间辊随动辊凸度对板形调控性能影响、辊间接触压力分布等结果,进而分析了轧制过程中各板形控制手段的调控能力.     

莱钢1500mm热带轧机辊型技术研究应用

针对莱芜钢铁集团公司1500mm热带轧机因无板形控制系统而导致产品档次低的问题,研究应用了变接触支撑辊(VCR)技术与高效变凸度的工作辊辊型(HVC)技术。经实际应用,提高了带钢板形质量,并开发出高附加值产品。     

四辊板带轧机辊颈载荷分布及板形影响因素分析

板形是板带材产品的重要质量指标之一。辊系弹性变形是影响板形的主要因素,轧机辊颈载荷分布直接影响轧机的辊系弹性变形,因此精确分析辊颈载荷分布对板形控制和轴承使用有着重要的意义。针对实验室四辊可逆冷轧机,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,基于显式动力学建立了耦合支撑辊轴承、轧辊和轧件的三维实体模型,分析了板宽、摩擦因数、张力和压下量等因素对支撑辊辊径载荷分布和板凸度的影响,对四辊板带轧机板形控制和轴承使用提供了理论支持。     

有限元法计算铝带轧机的辊系变形

用ANSYS有限元方法建立了铝带轧机辊系变形数学模型。分别计算了不同轧件宽度时各轧制道次辊缝处轧辊的变形，以及工作辊与支持辊间的压扁和压力的轴向分布。分析了不同轧件宽度时各道次铝带的比例凸度及对板形的影响，与现场板形目测情况吻合。该计算方法可用做厚度大于0.1mm的铝带轧机辊系变形数学模型。     

基于单纯形搜索的CVC冷轧机板形预设定模型

针对某双机架可逆四辊CVC(Continuous Variable Crown)冷轧机轧辊服役后期带钢出现二肋浪的情况,采用影响函数法对轧辊磨损前后轧机的板形控制特性进行了对比分析。综合考虑轧辊热辊形、磨损辊形以及辊系弹性变形和带钢张应力分布,结合轧机的板形控制策略,以加权的二次板形和四次板形偏差平方和为目标函数,利用二维单纯形搜索法开发了板形控制预设定模型。研究结果表明:工作辊磨损量较小,对轧机板形控制性能的影响较小;支撑辊磨损后期,带钢的二次凸度变化较小,而四次凸度值显著变大。现场工业实验表明该模型给出的预设定值提高了带钢的板形质量和板形控制的稳定性,减少了支撑辊服役后期带钢的板形缺陷,为改善该轧机产品的板形质量提供了理论参考。     

考虑工作辊水平挠曲时UCM轧机的板形模型及其影响因素研究

针对"长径比"较大的六辊UCM轧机轧制过程中存在工作辊水平挠曲影响板形控制精度的问题,充分考虑到六辊轧机设备与工艺特点,在研究了由于工作辊水平挠曲而引起的辊间接触状态及应力状态变化机理的基础上,建立了一套适合于大"长径比"的六辊轧机的板形模型,并以某钢厂典型规格产品为例,定量分析了长径比、张力差等因素对工作辊水平挠曲及板形的影响,同时比较了考虑工作辊水平挠度与不考虑工作辊水平挠度两种情况下弯辊与窜辊对六辊轧机的板形控制能力。将本模型应用到某钢铁厂450六辊可逆轧机,并编制出相应的板形预报软件,有效地解决了以往板形预报不准的问题。     

提高PC热连轧机支撑辊寿命的优化曲线研究

为解决ＰＣ热带钢连轧机辊间接触载荷不均易造成支撑辊辊面提前损坏的问题,对支撑辊肩部辊形进行了优化设计。经试验验证,采用幂函数的辊形优化曲线可提高支撑辊使用寿命,并有利于板凸度和板形控制。     

CVC热连轧机支撑辊倒角的工作性能研究

分析了热连轧机支撑辊大圆弧复合型倒角的设计思想,并以某2250mm常规热连轧精轧机为例,运用基于影响函数法的辊系弹性变形理论,分析了不同支撑辊倒角参数对轧机板形控制性能的影响。结果表明,支撑辊倒角高度越大,承载辊缝横向刚度越大,但还需考虑带钢临界宽度对板形控制的影响;支撑辊倒角高度大的弯辊调控效果要优于倒角高度小的,且随着宽度的增加效果也会越明显;使用较小的支撑辊倒角高度可以在一定程度上改善轧辊磨损的不均匀性。     

CVC轧机支持辊力学有限元分析及新辊形

现场跟踪实测并分析CVC轧机支持辊综合辊形数据,发现CVC轧机支持辊存在严重且不均匀磨损,并时有严重边部剥落事故发生。建立MSC.Marc二维动态弹塑性有限元模型分析了支持辊辊内应力状态,提出较大的辊间接触压力及支持辊工作层厚度的减小,对辊内应力具有不利影响,指出不均匀的辊间接触压力分布,是支持辊不均匀磨损甚至剥落的主要原因。建立ANSYS静态弹性有限元模型,分析板宽、单位轧制力、弯辊及窜辊对辊间接触压力分布的影响,发现带钢宽度的不断变化有利于改善支持辊的受力状况,而弯辊和负向窜辊均会增大辊间接触压力分布不均匀度系数。基于有限元仿真和现场工业试验,提出了CVC轧机支持辊新辊形,与引进的原常规支持辊相比,新支持辊服役前期的不同窜辊位置辊间接触压力峰值和辊间接触压力分布不均匀度系数分别下降了3.5%～16.0%和3.5%～15.9%,支持辊服役后期的辊间接触压力峰值和不均匀度系数分别下降25.7%和28.3%。1800 mmCVC热连轧机F3～F4机架工业应用实践证明,新辊形自保持性好,性能稳定,已投入工业应用,可推广应用到同类轧机。     

1200mm冷轧平整机设计与实践

分析了冷轧平整机辊型配置对带钢板形的影响因素和机理,对辊型进行计算与配置,将工作辊由平辊改为中凸形,支撑辊由平辊改为边部弧线形,提高弯辊和控制板形的效率,使带钢浪形缺陷的控制水平进一步提高。     

宝钢支撑辊的使用技术

介绍了宝山钢铁股份有限公司 5套板带轧机的支撑辊使用环境、使用技术和使用水平 ,指出适用的轧辊材质和性能、合理可控的换辊周期、优化的配辊和磨削技术 ,以及完善的无损检测是轧辊使用和维护的关键。并对支撑辊使用技术的发展作了展望     

CVC 四辊轧机有载辊缝解析模型

运用梁的弯曲变形理论,基于工作辊和支撑辊之间的变形协调关系,直接导出了辊间压力分布及辊间弹性压扁系数的解析表达式,从而较精确地求出轧辊的弹性变形,并由此得到较精确的辊缝解析解。     

冷连轧过程工作辊辊间接触模型研究

辊间接触对高速冷连轧过程有重要影响。针对1 750 mm冷连轧机组的设备与带钢轧制的工艺特点,通过对UCM轧机辊系的受力分析,采用离散化处理方法和影响函数法,建立了辊系弹性变形影响函数模型、轧辊压扁影响函数模型,并给出了辊系变形的基本物理方程,基于接触力学,最终提出了冷连轧过程中工作辊辊间接触判定准则,为精确计算工作辊间的压力分布提供了理论依据。同时,研究了工作辊辊间接触对单位宽度轧制力分布、工作辊与中间辊辊间单位压力分布、工作辊弯曲挠度和压扁量分布以及成品带钢横向厚度分布的影响。实践证明,建立的辊间接触和辊系变形计算模型具有较高的计算精度,能充分反映轧后带钢的横向厚度分布和板形分布规律,适合于工业生产实践。     

中碳贝氏体钢支承辊的垂直裂纹分析

研究了中碳贝氏体钢支承辊滚动接触疲劳垂直裂纹早期萌生、扩展直至形成深层剥落的全过程，用透射电镜观察了支承辊钢的微观组织，结合其微观组织和力学性能，分析了垂直裂纹萌生机理，发现其形成是由微凸体接触区后边缘的最大拉应力引起的。试验结果表明，降低表面粗糙度可防止垂直裂纹的早期形成。该结果已经应用在支承辊维护实践中，降低了必需的磨削速率，延长了支承辊的有效使用寿命。     

辊面氧化膜局部保留及其对粗轧板形的影响探讨

为改善粗轧R₂新辊上机1万t以内的板形游动和打滑问题,研究了3种不同形式辊面氧化膜局部保留的工作辊对粗轧板形的影响规律。通过分段函数的方法,磨削出3种不同形式的局部氧化膜保留的粗轧工作辊,分别为：上下辊均为半磨削,保留中间氧化膜;上辊为半磨削,下辊为全磨削,上辊保留中间氧化膜;上下辊均保留两肋氧化膜。对比了3种不同形式局部氧化膜保留的工作辊与全磨削工作辊轧制对应的带钢镰刀弯精度。试验结果表明：这3种粗轧工作辊氧化膜局部保留的方式,均可有效控制新工作辊上机初期的板形游动问题,与全磨削工作辊相比,这3种氧化膜局部保留方法可使粗轧板坯镰刀弯控制精度从33%提升至45%。通过对每次下线的工作辊上下对调,再仅将上辊保留中间氧化膜,下辊为全磨削,或者将上下辊均为半磨削和上下辊均保留肋氧化膜的工作辊交替使用,均可实现每套工作辊都有局部氧化膜保留,同时确保轧辊使用安全,有效控制粗轧工作辊上机初期带钢的板形游动问题并提高镰刀弯精度。