薄带钢冷轧过程带钢变形的有限元分析

借助有限元软件Marc，采用三维弹塑性有限元法对4辊轧机冷轧薄带钢过程带钢变形进行了分析。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，得到了带钢厚度沿带钢宽度方向分布、边部减薄及有载辊缝等一系列有意义的结果，为精确计算冷轧参数提供了参考数据。     

工作辊弯辊力对热轧带钢凸度的影响

为了建立高精度的热轧带钢凸度计算数学模型，采用影响函数法开发了四辊轧机热轧带钢凸度影响率计算软件；系统地研究了工作辊弯辊力对带钢凸度的影响规律。得出了工作辊弯辊力影响率基本值和工作辊直径、单位宽度轧制力、压下量对弯辊力影响率修正指数的6次项拟合系数，建立了高精度工作辊弯辊力影响率的计算模型。为优化板形控制参数提供了理论依据。     

冷轧带钢张力测量

以偏八辊轧机的张力测试为基础，探讨用张力测量装置的压力测定带钢张力的问题，建立了利用导向辊轴承处的压力测量带钢张力的计算模型，实测数据证实了张力计算机计算模型的实用可靠，可以用于测量带钢张力和张力的计算机控制。     

1750mm冷连轧机弯辊力模型研究与设定

针对1 750mm冷连轧机组的设备特点,计算并分析了弯辊力对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、带钢入口厚度、中间辊横移量、带钢凸度、单位轧制力、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过统计分析和理论计算,利用Origin软件进行多元回归拟合,最终建立了冷连轧过程最优弯辊力预设定模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差低于5.67%,成品带钢的板形标准差平均值降至1.83IU。实践证明,该弯辊力模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性。     

四辊六辊冷连轧机边降控制技术

针对冷连轧机带钢边降板形控制问题,建立了四辊和六辊轧机的辊系三维有限元模型,从辊系的受力和变形角度出发,分析了产生带钢边降的原因及其组成。研究分析厚度、压下率和变形抗力等因素对带钢边降的影响。通过在四辊冷连轧机上采用单锥度辊和VCR支持辊的辊型配置进行边降控制,可以有效降低带钢边降,减小带钢凸度,满足对带钢质量的要求,并可以降低轧机为控制边降而新建和改造的投资成本。     

立式连续退火炉内带钢-炉辊热力耦合研究

针对立式连续退火炉内带钢容易发生瓢曲甚至断带的现象,建立立式连续退火炉内带钢-炉辊热力耦合数学模型,模型的建立基于有限元分析软件MARC。首先,建立炉辊热态凸度模型,计算热态下炉辊辊形的变化;然后,建立带钢/炉辊接触受力模型,研究冷态下带钢的受力情况;最后,建立带钢-炉辊热力耦合模型,研究热态下炉辊辊形的变化以及辊形变化对带钢受力的影响。研究结果表明:炉辊温度的变化会引起炉辊发生热应变,在带钢宽度不变的情况下,炉辊平台区长度越短,带钢张应力越集中,张应力极值越大。     

热连轧机工作辊动态负载辊缝计算与应用分析

根据热连轧机工作辊热凸度与磨损计算方法,结合辊系弹性变形和金属塑性变形计算理论,在现场应用与模型参数优化的基础上,建立了工作辊在线辊型及动态负载辊缝计算模型。根据实际轧制计划,将模型计算结果与实测结果进行对比,验证了计算模型具有较高的精度,能够满足工程计算和分析的需要;此外,计算分析了工作辊在线辊型和不光滑辊面对出口带钢断面形状的影响,并提出了带钢断面形状的优化方法,为提高热连轧机出口带钢的板形质量提供了理论依据。     

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。     

热轧卷取机夹送辊控制功能优化

针对热轧带钢卷取过程中,因夹送辊的控制不合理而造成的带钢失张、带钢头部塔形、尾部松卷等卷形不良以及带钢头部拉窄、表面划伤等质量问题,建立了数学模型并进行了功能优化。通过增加夹送辊防头部拉窄控制、防止夹送辊和芯轴之间带钢松卷的小张力控制、防止带钢表面划伤和尾部松卷的张力转移和上下夹送辊负荷平衡控制,优化了张力控制模型和参数,因夹送辊问题而导致的带钢卷形不良和表面质量问题得到有效解决。     

LVC工作辊综合辊形预测模型和应用

 在热轧带钢板形在线控制模型中,综合辊形的计算精度直接影响板形控制模型设定的准确性。建立了LVC工作辊初始辊形、热辊形和磨损辊形的计算模型,并在此基础上建立了综合辊形的等效模型和特征参数。该综合辊形等效模型已成功应用于鞍钢2150 mm热连轧在线板形控制模型中。生产数据表明,采用该模型后板形设定模型计算出的弯辊力和窜辊量能够自动适应轧制规格、轧辊磨损和热胀的变化,带钢头部凸度和平坦度的命中率均达到95%以上。     

热轧带钢金属横向流动及影响因素

提出了一种分析热轧带钢金属横向流动问题的新方法.首先使用ANSYS软件建立辊系-轧件静力学耦合模型,计算并提取变形后工作辊有载辊形曲线;然后使用ANSYS/LS-DYNA建立动力学分析模型,采用己得到的有载辊形曲线,模拟带钢轧制过程,求解得到沿带钢全宽的横向流动状态;并进一步分析了弯辊力、工作辊辊形以及来料凸度变化等因素对带钢金属横向流动的影响,得到基于插值计算的带钢横向流动计算模型.有限元方法验证了计算模型的可靠性.      

冷连轧机边降控制窜辊数学模型研究

 针对某冷连轧机边降控制存在的问题,采用显示动力学有限元方法建立了四辊轧机辊系与轧件一体化有限元仿真模型,分析了影响带钢边降的主要因素带钢厚度和带钢变形抗力对带钢边降的影响。基于边降控制机理和自主设计的EDW边降控制工作辊辊形特点,用边降控制等效面积法建立了冷连轧机边降控制窜辊数学模型,通过有限元仿真数据分析和工业轧制试验确定了模型参数。1700四辊冷连轧机应用本窜辊模型投入自主研制的EDW边降控制工作辊和配套的VCR变接触支持辊,取得了电工钢板边降平均值≤7 μm的比率达到98.22%且同板差≤10 μm的比率达到97.25%的显著生产实绩。     

板带冷轧机单锥度辊边降控制窜辊模型的研究

某厂1700冷连轧机改造中外商仅提供了单锥度辊的辊形,缺少配套的窜辊模型。通过深入研究辊形结构和边降控制机理,建立了冷轧机单锥度辊边降控制窜辊模型,分析了模型参数S0和SP的影响因素,推导了数学模型表达式。通过现场试验发现了产品带钢边降增量Δed与ΔSP之间为对数关系,并得到了模型参数。该窜辊模型对于实现冷轧带钢边降的精确控制具有重大价值。     

1780热连轧支撑辊磨损补偿及板形控制

根据1780热连轧支撑辊使用周期短及支撑辊磨损对板形的影响,结合下线支撑辊磨损辊形规律,在板形模型中建立了支撑辊磨损补偿模型,并根据换工作辊开轧前3块精轧出口带钢实际板形对支撑辊磨损补偿模型进行在线自适应,提高了带钢板形控制精度,并延长了支撑辊使用周期,每年降本增效1 600万元。     

太钢1549mm热连轧精轧机组工作辊磨损模型研究

分析了轧制压力、前滑、轧制单位长度和带钢宽度对太钢1549mm热连轧精轧机组工作辊磨损的影响，在此基础上建立了工作辊磨损预报模型。应用结果表明，用该模型计算的工作辊磨损值与实测值符合得较好，模型精度较高，适用于现场生产。     

拉伸弯曲矫直过程中带钢对弯曲辊包角的理论计算

在带钢的拉伸弯曲矫直变形过程中,包角的精确计算对拉伸矫直机延伸率的精确控制至关重要.在不考虑带钢抗弯力矩的影响时,带钢在各个辊上的理论包角比较容易计算,研究了对称模型包角、非对称模型包角、带钢厚度对包角的影响.在确定的设备和带钢厚度时,带钢对弯曲辊的包角取决于其压下量.     

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。     

不锈钢带拉矫过程变形行为的数值模拟研究

建立了不锈钢拉伸弯曲矫直过程的有限元仿真模型,该模型针对不锈钢拉矫机辊组配置和旋转压下的特点,采用了窄条三维壳单元对带钢进行特征建模。为提高计算效率,带钢网格进行了局部细化。对304不锈钢典型规格带钢拉矫过程进行模拟,伸长率计算值与实测值吻合较好。对带钢拉矫过程特征位置点经过各辊组的应力应变分析表明:带钢伸长率主要由1号弯曲辊组提供,而2号、3号矫直辊组对带钢伸长率的贡献不明显。该研究得到的不锈钢带拉矫过程变形行为可为拉矫工艺参数确定和优化提供理论基础。     

不锈钢带钢拉矫过程的变形行为分析

基于通用有限元软件(Abaqus/Standard)建立了不锈钢带钢拉伸弯曲矫直过程的有限元模型。考虑到实际不锈钢带钢拉矫过程的辊系及运动特点,该有限元模型将带钢在拉矫工艺段按照其所处的位置分为7段,针对带钢厚度方向的变形特点,沿带钢厚度方向将带钢分为7层。通过对带钢拉矫过程特征位置点经过各辊组的应力应变分析表明:带钢延伸率主要由1号弯曲辊组提供,而2号、3号矫直辊组对延伸率的贡献不明显。该研究得到的不锈钢带拉矫过程变形行为、延伸率产生机理可为拉矫工艺参数确定和优化提供理论基础。     

1580mm热连轧支撑辊磨损对带钢板形的影响

以鞍钢1580 mm热连轧机支撑辊为研究对象,通过耦合金属塑性变形和辊系弹性变形模型,建立起带钢板形数值分析系统,定量分析了热连轧机支撑辊磨损对带钢断面形状和前张应力分布的影响。模拟计算和生产实践结果表明,随着支撑辊轧制吨数的增加,辊身磨损的不断加剧,带钢板凸度相应增大,双边浪趋势逐渐增强。采用工作辊辊型匹配支撑辊轧制吨数的方法,收到了很好的板形控制效果。