极薄规格冷轧带钢板形控制研究

针对厚度0.2 mm以下极薄规格带钢在生产过程中经常出现中浪缺陷的问题,对某UCM轧机极薄规格带钢局部中浪板形缺陷与轧制过程数据进行了分析,通过工作辊温度测量与工作辊热凸度引起平坦度的有限元计算,表明中浪缺陷是由于轧辊热凸度过大而造成的。分析了轧辊热凸度影响因素,以及UCM轧机轧辊辊型,板形目标曲线,中间辊轴向横移,乳化液,中间辊、工作辊弯辊力等参数对极薄规格带钢板形的影响。结果表明:通过板形目标曲线优化设计,合理配置中间辊轴向横移量、工作辊弯辊、中间辊弯辊3种板形调节手段,增加中间辊轴向横移量,增加工作辊弯辊、中间辊弯辊负弯的调节余量,可在消除中浪的同时避免边浪的产生。同时,通过优化工艺润滑制度,降低乳化液温度到合理范围,可有效提高分段冷却的板形控制能力,使带钢平坦度回归到板形目标曲线设计范围,释放弯辊调控量。再有,通过支撑辊边部辊型优化设计,可提高辊型对边浪的抑制能力,在减少中浪的同时不产生边浪。采用上述措施,将中浪缺陷减小到5 IU以内,极薄规格带钢中浪板形缺陷问题得到了有效解决。     

热轧粗轧镰刀弯控制技术研究和应用

针对热轧粗轧镰刀弯过大的问题,北京首钢股份有限公司一热轧厂通过采用“四线合一”轧制策略,提高设备功能精度,开发粗轧工作辊NCR辊型和粗轧板坯镰刀弯动态调平技术,大幅提高了粗轧机镰刀弯控制水平。     

CVC工作辊在带钢热轧机上的应用

1.概况 CVC技术是改善带钢板形的一项新技术。其基本原理是:工作辊的辊身一半磨削成凸型,另一半磨削成凹型(呈瓶形状),上下工作辊中心对称布置,如图1所示。然后按相对方向分别移动上下工作辊,以改变所组成的辊缝形状,从而控制带钢的横断面形状及沿横向的延伸,达到要求的板形。     

冷轧机板形板厚综合控制系统研究

冷轧带钢板形板厚综合控制系统模型是冷轧带钢过程控制系统的核心,该模型的精度直接影响成品带钢的板形板厚质量。针对六辊冷连轧机,给出改进的轧机刚度方程、弹跳方程和板凸度方程,并利用六辊轧机有限元模型计算板形板厚综合控制系统模型中所需的轧机横纵向刚度。得到空载辊缝值、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力的变化量对出口厚度、出口板凸度的影响,并给出空载辊缝值、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力设定值修正量的计算方法。经验证,出口厚度与板凸度实测值与设定值基本吻合。     

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.     

热轧宽带钢板形控制技术的现状及未来发展

板形是热轧宽带钢的核心质量指标,对热轧宽带钢板形理论及相关控制技术的研究一直是金属压延领域关注的热点课题。从热轧宽带钢板形控制的装备、辊形及模型3个方面系统总结了国内外的研究现状及取得的主要研究成果,其中辊形技术及控制模型的创新非常活跃,变接触轧制、改进型连续变凸度、特殊品种钢专用等辊形技术及相关控制模型显著提升了产品的板形质量,并在延长换辊周期、降低轧辊消耗、提高轧制稳定性等方面取得了较好的应用实绩。另外,总结了与板形控制密切相关的关键过程参数(如粗轧镰刀弯、精轧机架间跑偏)的检测与控制、板形智能判定和诊断技术、多尺度板形仿真模型等方面的研究进展,为未来进一步完善热轧宽带钢的板形控制理论、实现板形控制的智能化指明了方向。     

六辊冷轧机的带钢板形参数及辊间接触压力研究

针对一种由变接触支持辊辊形、单锥度中间辊辊形、单锥度工作辊辊形组成的六辊冷轧机的辊形配置方法,利用Abaqus有限元软件建立三维“辊系弹性变形-轧件塑性变形”一体化仿真模型,从带钢板形及辊间压力两部分展开分析。通过分析发现,该辊形配置方法可通过工作辊和中间辊负窜有效减小带钢凸度并降低边降值;工作辊弯辊力也具有一定的板形调控能力,且强于中间辊弯辊力;同时,该辊形配置能有效均匀支持辊与中间辊间的辊间接触压力。     

1 700 mm平整机薄规格带钢板形缺陷控制研究与应用

为提高某厂1 700 mm罩退平整机板形控制能力,改善薄规格带钢的板形控制质量,以平整机辊型配置优化为基础,对平整轧制力、弯辊力、张力、延伸率等工艺参数进行了优化,并优化了罩退机组对上游产线的板形控制要求,在酸轧采用统一的双边浪板形目标曲线,形成了一整套针对薄规格带钢的板形控制工艺技术,并在生产中得到稳定应用。宽规格带钢板形一检不合格率由11.47%降至1.24%以内,中间规格带钢板形一检不合格率由4.91%降至0.74%以内,窄规格带钢局部浪一检不合格率由95.5%降至8.4%,支撑辊辊型不均匀磨损得到改善,服役吨位提高了30%。     

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。     

1420六辊UCM冷连轧机板形控制性能分析与应用

以某1420六辊UCM冷连轧机为研究对象,利用Marc大型有限元软件平台建立了六辊UCM轧机辊系变形三维非线性仿真模型。通过数值模拟对各种板形调节量作用下的带钢弹塑性变形和轧辊弹性变形进行耦合分析,并深入研究了六辊UCM轧机工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移等板形调控手段对带钢出口横向厚差、带钢金属横向位移和轧机辊系弯曲的调控效果,从而为辊型优化设计和板形在线控制提供了理论基础和参考依据。     

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。     

热带粗轧机组立轧非稳定轧制阶段变形规律的实验研究

采用铅作为模拟材料，模拟比１∶１０，对热带粗轧机组平辊立轧时非稳定轧制阶段变形规律进行了模拟实验研究。分析和比较了头、尾部最大狗骨高度非稳定行为、失宽行为、鱼尾长度与立辊直径、侧压量、板坯来料厚度及宽度之间的关系，并建立了新的数学模型。     

热轧来料楔形对冷连轧机组轧制状态的影响

针对某1420mm冷连轧机组生产中出现的轧制状态不稳定和板形异常问题,通过测量轧辊磨损与机组来料板廓,确定了机组轧制状态的影响因素———热轧来料楔形,并利用有限元软件求解了承载辊缝形状的变化,定量计算了不同凸度支撑辊的辊系对楔形来料的抵抗能力。研究结果对异常来料的工艺问题具有指导意义。     

Simulation of vertical-horizontal rolling process during width reduction by full three-dimensional rigid-plastic finite element method

Vertical-horizontal (V-H) rolling is an important process during width reduction in the roughing stand of hot strip mill. A simulation of steady-state V-H rolling was carried out by the full three-dimensional rigid-plastic finite element method (3D RPFEM). To consider the shear work rate and cope with a singular point, an extremely thin array of elements was attached before the entry of the roll. The slab shape, the spread, the separating force, and the rolling torque calculated were in good agreement with the experimental values.     

双机架冷轧弯辊力综合设定模型的研究

针对双机架冷轧机组的生产工艺特点，以及传统弯辊控制技术的不足，综合协调控制1^#机架工作辊、1^#机架中间辊、2^#机架工作辊和2^#机架中间辊4部分弯辊力，以成品板形质量最佳为优化目标函数，同时将各个部分弯辊力的相对余量均匀作为约束条件，确定出弯辊力综合设定模型，该模型可提高弯辊对板形的控制能力，延长弯辊缸的使用寿命。     

热轧带钢酸洗山水纹缺陷的形成机理

分析了热轧带钢酸洗山水纹缺陷的形成机理,即粗轧时板坯表面新生成的或者残留的氧化铁皮在辊缝中开裂,在轧制力作用下,硬度比氧化铁皮低的基体金属被挤压入裂缝形成粗轧条纹。现场调查显示,精轧除鳞后粗轧条纹上残留大量黑色Fe3O4,这些残留的氧化铁皮颗粒在精轧时被压入带钢基体并与带钢同步纵向延展,导致酸洗后带钢表面相应区域与周边正常区域出现轻微的粗糙度差异和明显的色差,形成山水纹色差缺陷。     

防轧辊表面氧化膜剥落提升带钢表面质量技术改造

国内某1 780 mm热连轧机组因精轧机工作辊表面氧化膜剥落而严重影响带钢表面质量,导致每月约有1 500 t钢卷被判为废次品。从轧辊材质、轧辊冷却水、防剥落水、轧制润滑及切水板等方面分析了轧辊表面氧化膜剥落的原因,并通过优化轧辊冷却水、调整防剥落水喷射位置、消除集管间相互干扰、改造切水板配置等技改方案解决了热轧生产中轧辊表面氧化膜剥落的问题,因氧化膜剥落产生的热轧卷废次品减少了90%以上,企业降废增效成果显著。     

防轧辊表面氧化膜剥落提升带钢表面质量技术改造

国内某1 780 mm热连轧机组因精轧机工作辊表面氧化膜剥落而严重影响带钢表面质量，导致每月约有1 500 t钢卷被判为废次品。从轧辊材质、轧辊冷却水、防剥落水、轧制润滑及切水板等方面分析了轧辊表面氧化膜剥落的原因，并通过优化轧辊冷却水、调整防剥落水喷射位置、消除集管间相互干扰、改造切水板配置等技改方案解决了热轧生产中轧辊表面氧化膜剥落的问题，因氧化膜剥落产生的热轧卷废次品减少了90%以上，企业降废增效成果显著。     

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。