NUMERICAL SIMULATION FOR SHAPE OF COLD ROLLING ALUMINUM STRIP ON 4 HIGH MILL WITH ROLL SHIFTED

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借助非线性有限元软件Marc,采用弹塑性有限元方法对十八辊轧机辊系进行了模拟,计算模型对辊系的弹性变形与带钢的弹塑性变形按照接触问题进行耦合分析。利用此模型,得出了轧制力对辊系弯曲变形的影响以及辊系弯曲变形沿轧件宽度方向的分布,并分析了轧机工作辊的不同方向弯曲变形情况,由对计算结果的分析可以为该轧机的辊系设计提供理论依据。     

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。     

Analysis of rolls deflection of Sendzimir mill by 3D FEM

The deflection of rolls of Sendzimir mill with double AS-U-Roll was simulated by finite element method（FEM）. The influences of rolling pressure, strip width and rolls-assignment on rolls deflection were analyzed. The results show that the work roll deflection increases with the increase of rolling pressure and the reduction of work roll radius, but the rigid displacement of work roll slightly changes; the work roll end might appear negative displacement for the narrow strip width and high rolling pressure that might cause the contact of work rolls. The research results are significant for guiding production and theoretical analysis of the rolls system of Sendzimir mill.     

热轧精轧机组变接触支持辊综合性能研究

利用建立的有限元辊系弹性变形模型，分析了变接触支持辊（VCR）的综合性能。指出VCR可以显著改善轧机的板形调控性能。提高带钢的板形质量和支持辊辊形的自保持性，降低辊间接触压力尖峰，消除去持辊剥落。同时，在大型工业轧机上进行长时间的系统试验，验证了VCR的这些性质。     

Rolling of T-shaped profiled strip by the satellite mill

A new type of compact mill called a “satellite mill” is used for producing T-shaped profiled strip from flat strip. The mill comprises one large-diameter flat roll (central roll) and five smaller-diameter caliber rolls (satellite rolls) arranged along the periphery of the central roll. The flat strip is continuously passed through the five gaps between the central roll and the satellite rolls and formed into a T shape. All rolls are driven at an equal peripheral speed to restrain elongation of strip and to promote transversal metal flow. A guide shoe is provided between each two adjacent satellite rolls to prevent the strip from bulging out or buckling. Using aluminum as a model material, some rolling experiments were performed on the mill. T-shaped profiled strips with a thickness ratio (thickness of thick part per thickness of thin part) as high as three were rolled successfully. When deformation and force characteristics were investigated, it was found that, in comparison to a conventional multipass caliber rolling, the elongation of the strip is suppressed and the filling ability is much improved.     

两辊平整机轧辊变形协调计算

以宝钢股份特殊分公司的1450mm两辊平整机为对象,以影响函数法及线性函数变形协调理论为基础,研究了轧辊及板带的变形协调关系。通过调整弯辊力,保证带钢在宽度方向受力均匀,实现轧辊在带钢宽度方向上压下变形均匀,以及摩擦磨损均匀。通过编制轧辊变形协调计算程序,实现两辊平整机弯辊力计算的参数化,得出轧制力和带钢宽度B对弯辊力的影响规律。轧辊变形协调计算程序植入平整机二级机控制系统,实现板型自动控制,使目标板型达到7I~9I。     

厚度小于2．5mm热轧焊管坯生产

采用“三辊异径”工艺对热轧窄带钢轧机进行了改造，即在原二辊之间增加一被动小工作辊，轧件在小工作辊与原下工作辊之间通过，轧制压力可下降４９％～６２％，所轧带钢可减薄，且平直度和表面质量均很好。简介了该工艺的特点和生产情况以及经济效益。     

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。     

基于弹塑性有限元的板形控制机理研究现状与展望

带钢冷连轧过程中的板形控制问题因具有多变量、多控制回路、非线性和强耦合等特征，是工业控制领域最为复杂的控制过程之一。精准的板形预测模型是提高板形控制水平的重要保证。当前，弹塑性有限元法能够耦合分析轧制过程中带钢的弹塑性变形、轧后的残余应力以及轧辊的弹性挠曲、弹性压扁，因此在带钢轧制领域有很广泛的应用。介绍了现代板形控制系统的工作原理，以及当前弹塑性有限元法关于板形控制问题分析的研究进展。同时，采用显式动态有限元建立了六辊UCM轧机的三维数值仿真模型，研究了不同板形调节机构对带钢板形的调控特性及其最优调节量，并采用实际轧制试验对模型进行了验证。结合带钢保持良好板形的几何条件，利用所建立的UCM轧机模型，分析了中间辊轴向横移、工作辊与中间辊弯辊对带钢横截面形状、凸度、边降及平直度的影响。最后，对有限元法应用于分析板形控制问题的方向进行了展望。     

基于弹塑性有限元的板形控制机理研究现状与展望

带钢冷连轧过程中的板形控制问题因具有多变量、多控制回路、非线性和强耦合等特征，是工业控制领域最为复杂的控制过程之一。精准的板形预测模型是提高板形控制水平的重要保证。当前，弹塑性有限元法能够耦合分析轧制过程中带钢的弹塑性变形、轧后的残余应力以及轧辊的弹性挠曲、弹性压扁，因此在带钢轧制领域有很广泛的应用。介绍了现代板形控制系统的工作原理，以及当前弹塑性有限元法关于板形控制问题分析的研究进展。同时，采用显式动态有限元建立了六辊UCM轧机的三维数值仿真模型，研究了不同板形调节机构对带钢板形的调控特性及其最优调节量，并采用实际轧制试验对模型进行了验证。结合带钢保持良好板形的几何条件，利用所建立的UCM轧机模型，分析了中间辊轴向横移、工作辊与中间辊弯辊对带钢横截面形状、凸度、边降及平直度的影响。最后，对有限元法应用于分析板形控制问题的方向进行了展望。     

Development of satellite mill and trial rolling of profiled metal strip

A new type of compact continuous mill called the “Satellite mill” has been developed to produce profiled metal strip from flat strip. This mill consists of one large-diameter driven roll (central roll) and five smaller rolls (satellite rolls) arranged along the periphery of the central roll. A strip is continuously rolled at five gaps between the central roll and the satellite rolls. All rolls are driven at an equal roll peripheral speed to promote transverse metal flow or lateral spread. Guide shoes are provided between the adjacent satellite rolls and are supported with two adjacent satellite rolls. They prevent a strip from bulging or buckling. A test mill was constructed, and rolling experiments have been performed on the production of T-shaped or U-shaped profiled aluminum strip. The deformation- load characteristics were investigated and compared with those of conventional rolling. As a result, in the satellite mill rolling operation, elongation was suppressed. Lateral spread was enhanced, and the profile of the product cross section was significantly improved. Consequently, the new rolling process was found to be forming of profiled metal strip.     

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。     

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。     

弯辊力对带钢凸度影响的有限元分析

应用有限元软件MARC,采用弹塑性有限元法对薄带钢四辊冷轧的轧制过程进行了模拟,并分析了轧后板形.计算模型耦合了支撑辊与工作辊之间受力、工作辊与带钢之间受力及其三者之间的变形问题,减少了计算模型的假设,使计算结果更精确可靠.通过模拟阐述了轧后带钢凸度的特征,得出了弯辊力对轧后带钢凸度的影响,通过对工作辊变形的分析,得出了工作辊变形对带钢凸度的影响.     

六辊铝板带冷轧机轧辊倒角仿真分析及工艺优化

辊间压痕是制约六辊铝板带冷轧机实现中间辊抽动功能从而达到改善板形目的的一大障碍。在现场考察的基础上,基于Abaqus有限元软件对六辊铝板带冷轧机进行了辊系受力仿真,得到了辊间受力的情况,分析并验证了辊间压痕的成因是由轧辊倒角设计不合理或磨辊时处理不当,没有把倒圆角倒到规定的标准所造成,并由此提出了对轧辊倒角设计的改进方案并对倒角改进后的辊系受力进行了有限元仿真。结果表明,采用所提出的倒角改进方案能够大幅度减轻辊间压痕,从而对充分发挥六辊轧机的板形控制能力,对改善板形具有重要的意义。     

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。     

A neural network-based shape control system for cold rolling operations

In cold steel rolling, strip shape is crucial to product quality. For modern rolling mills, there are a number of different ways to control the strip shape, including adjusting the side depression, bending the work rolls and axial shifting the middle roll. However, these controls are not independent and hence, must be used with great care. This paper introduces a new method for strip shape control. It takes two steps: the first step is to use an Artificial Neural Network (ANN) to recognize the strip shape pattern. The second step is to apply one or a combination of several controls accordingly. This process may take several iterative steps. The new method is validated on an 8000 KN HC mill. The results demonstrated the new method could reduce the strip shape error step by step.     

UCMW轧机带钢边缘降的成因分析与控制

带钢边部厚度减薄量是冷轧成品带钢一个重要质量指标。本文以宝钢１５５０ｍｍ ＵＣＭＷ 冷连轧机为研究对象,通过数值仿真,分析了冷轧带钢边部减薄的主要影响因素,研究了１５５０ｍｍ ＵＣＭＷ 冷连轧机配置的Ｋ-ＷＲＳ工作辊的边缘降控制性能,同时对其边缘降控制系统进行了消化分析,对比了边缘降控制系统投入前后的控制效果,以进一步指导实际生产。     

辊型优化技术在宝钢冷轧平整机上的应用

将平整机轧制力和剪张应力横向分布的数学模型。与平整机辊系弹性变形相结合,建立了平整机板形计算理论,在此基础上以前张应力偏差平方和为目标函数优化设计了宝钢冷轧厂ＣＡＰＬ平整机工作辊辊型和支承辊肩部辊型,并优化了弯辊力设定值。产生实验表明,优化辊型提高了平整机的稳定性,因板形不良导致的废次品量、封闭量下降。用该优化结果制定的支承辊辊型磨削加工标准已用于工业生产。