变接触支持辊辊形及辊形配置技术在宽带钢热连轧粗轧机组的应用

首钢迁钢2 250 mm热连轧生产线在2006年底投产后1年多的时间里,带钢的板形控制精度较低,需要进一步提高。粗轧后中间坯存在镰刀弯、负凸度和楔形大的板形问题,导致精轧控制稳定性差,造成板形控制精度较低。为了解决粗轧中间坯板形的问题,在粗轧R2机架上设计并应用了6次多项式变接触支持辊辊形和负凸度工作辊辊形,取代了原来采用的平辊形。此支持辊辊形可以使辊间接触长度随所轧制带钢宽度变化,消除了有害接触区,使得辊间接触应力均匀化,并提高了辊缝横向刚度,改善了轧辊的磨损辊形,并提高了板形调控能力。工作辊负辊形弥补了工作辊的热凸度,增强了板坯轧制过程的对中和稳定性。此支持辊辊形与工作辊辊形配置使用,大幅改善了中间坯的凸度、楔形和镰刀弯等板形质量,使得热轧产品的板形质量有10%左右的提高。     

变接触支持辊辊形及辊形配置技术在宽带钢热连轧粗轧机组的应用

迁钢公司2250mm热连轧生产线粗轧后中间坯存在镰刀弯、负凸度和楔形大的板形质量问题,导致精轧控制稳定性差,精轧控制稳定性差是板形控制精度较低的主要原因之一。为此,在粗轧四辊轧机R2机架和粗轧二辊轧机R1机架上设计并应用了6次多项式变接触支持辊辊形和负凸度工作辊辊形,取代了原来采用的平辊形。此支持辊辊形与工作辊辊形配置使用,大幅改善了中间坯的凸度、楔形和镰刀弯等板形质量,使热轧产品板形控制精度提高了10％左右。     

粗轧中间坯走偏对镰刀弯的影响分析和控制

 针对某常规热连轧粗轧中间坯的镰刀弯问题,首先使用ABAQUS/Standard建立轧辊-轧件静力学耦合模型,定量计算了不同入口厚度、宽度、压下量、两侧温度差和工作辊初始辊形下的入口中间坯走偏因素对出口中间坯楔形的影响,同时,得到变形后的工作辊辊形曲线;再使用ABAQUS/Explicit建立动态分析模型,并采用此辊形曲线作为动态模型的工作辊辊形,在与静力学分析相同的走偏工况下,模拟中间坯镰刀弯现象,进一步计算了不同入口厚度、宽度、压下量、两侧温度差和工作辊初始辊形下的入口中间坯走偏因素对出口中间坯镰刀弯的影响。基于上述计算结果,提出了优化粗轧侧导板的开口度裕量和工作辊初始辊形的方案,提高了轧制过程对中性,从而改善了中间坯镰刀弯现象,使中间坯中心线偏移量未达标率从6.51%下降到2.93%,取得了显著的效果,同时成品楔形命中率达到89%以上,极大提高了产品质量。     

辊形对热连轧中间坯侧弯影响的有限元仿真分析

1700热连轧中间坯存在侧弯(镰刀弯)现象,对精轧机正常板形控制造成影响。现场检测发现粗轧机电动侧压系统夹钢坯负荷对中时偏移轧制中心线20mm。应用ABAQUS软件建立该粗轧机辊系变形有限元仿真计算模型,在偏移轧制中心线工况下,对支持辊与工作辊配辊辊形对板坯的楔形(侧弯)影响仿真计算。设计抗偏移干扰强的新的支持辊与工作辊配辊辊形,上机使用后,中间坯的侧弯(镰刀弯)现象有明显改善。     

粗轧中间坯镰刀弯在线检测系统的研发与应用

为了解决国内热轧产线粗轧阶段镰刀弯检测精度较差或手段缺失的问题,研发了一种基于机器视觉的粗轧中间坯镰刀弯在线检测系统,系统主要由中间件模块、数据库模块和检测模块组成。在国内某厂1 580 mm热轧产线的稳定运行表明,该检测系统可对粗轧中间坯实时检测,输出中间坯的平面形状与镰刀弯信息,并根据相应的判定规则对镰刀弯进行定性分类与定量表征。根据中间坯中心线实测数据和测宽仪测量数据与系统检测结果对比,可知该系统的检测结果能够反映中间坯的弯曲情况并具有较高的检测精度,可为中间坯镰刀弯的控制提供精确的平面形状数据。     

粗轧板坯镰刀弯控制模型的研究与应用

针对经常困扰热轧生产的粗轧板坯镰刀弯缺陷,本文结合弹跳方程和解析法,分析了引起板坯镰刀弯的主要因素——轧机两侧纵向刚度偏差、来料楔形及轧件运行走偏,分别计算了其对应的调整量,建立了基于轧机两侧轧制力差的镰刀弯调平控制模型.该模型可反映轧机两侧纵向刚度差、来料楔形及轧件运行走偏等主要因素与镰刀弯的定量关系,进而计算出控制镰刀弯的粗轧机各道次辊缝倾斜调整值.与现场实测值进行离线验证对比,实测值与计算值比值平均为0.977,结果表明镰刀弯调平模型能够预估板坯各道次辊缝倾斜调整值.将模型投入2250 mm热轧机组使用后,板坯镰刀弯弯曲量未达标率从24.88%下降到6.62%,提高了镰刀弯控制效果,使粗轧板坯镰刀弯问题得到了很大缓解.      

基于粗轧镰刀弯的精轧跑偏预控模型及应用

带钢热轧跑偏问题是影响带钢生产与板形质量的重要因素。轧制生产过程中,由于粗轧中间坯头部弯曲导致的精轧堆钢事故频发,不仅严重危害生产稳定性,还造成资源的严重浪费和企业的经济损失。为了解决上述问题,针对粗轧非对称板形影响因素,结合实测粗轧中间坯以及工艺过程数据,建立中间坯头部预控模型,并利用加权最小二乘法与模型自学习对模型增益系数进行优化,最终建立了基于粗轧镰刀弯的精轧跑偏预控模型。将模型计算值应用于现场生产后,有效降低了精轧带钢头部跑偏,具有较好的参考价值和指导意义。     

轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响

粗轧过程中出现的轧辊两侧轴承间隙差异较大的情况,会造成轧辊交叉,导致板带两侧轧制力失衡,进而引起或加剧中间坯的镰刀弯缺陷,影响最终产品质量精度和后续精轧的轧制稳定性.为研究轧辊交叉对中间坯镰刀弯生成过程的影响,建立了轧辊交叉、偏移的轧件-辊系耦合动态有限元模型,利用模型分析了不同工况条件下,轧辊交叉位置、交叉角度对中间坯楔形、弯曲量及两侧轧制力差的影响,进而总结了由轴承间隙引起的轧辊非对称交叉对中间坯镰刀弯弯曲量的影响规律.结果表明:镰刀弯弯曲量与交叉角、交叉位置比分别呈线性关系,与辊系间隙比呈二次曲线关系.      

常规热连轧精轧稳定性的影响因素及控制措施

石横特钢1 780 mm热连轧生产线于2022年4月建成投产，在热负荷试车期间，中间坯镰刀弯、精轧速度和入口温度、轧机负荷分配、活套张力等因素影响了精轧轧制的稳定性。通过改善中间坯质量、减少中间坯温降、优化穿带速度以及活套控制等措施，精轧稳定性明显提升，提高了板形和终轧温度的命中率。     

粗轧镰刀弯调整控制方法

粗轧区域主要任务是为精轧输送板型良好的中间坯。粗轧镰刀弯状态,影响粗轧和精轧的轧制稳定,同时由于镰刀弯的延展性,卷取成卷后容易产生塔型缺陷,影响产品的加工成本,所以提高粗轧镰刀弯命中率,减小粗轧中心线偏移,决定整条生产线轧制稳定性和产品质量。     

热连轧粗轧旁弯的原因分析

主要从人、机、料、法、环、测六个方面系统地分析了粗轧中间坯旁弯产生的原因,以期为减少和预防粗轧旁弯板坯提供一些思路。     

热连轧单机架粗轧机中间坯侧弯废钢成因及对策

热连轧单机架粗轧机在轧制中,由于板坯往复轧制道次多,轧件长度长,出现奇偶道次侧弯方向相反和"S"弯,轻则造成带钢楔形超标或头尾轧烂,重则产生中间坯头部弯撞击轧机前后边板和热卷箱前侧导板,产生废钢,影响到轧制的稳定.文章分析了辊系交叉出口轧件侧弯运动和轧制力偏差波动趋势以及辊系水平交叉及垂直系异常的原因,现场通过对轧机牌...     

带钢成品宽度控制研究

带钢粗轧中间坯经常出现头尾超宽、镰刀弯、扣头、翘头等问题,受到设备本身功能限制,单纯地调节工艺参数不能解决问题,且问题持续、反复。本文介绍了以提高粗轧宽度控制精度为主线,采取一系列的自动化控制程序的开发及改进。     

冷连轧机ESS辊型板形控制性能分析

以某2 230 mm六辊五机架冷连轧机为研究对象,采用ABAQUS有限元软件平台建立了具有中间辊ESS辊型的三维非线性轧机仿真模型。通过数值模拟,分析了工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移等板形调控手段综合作用下的板形控制域的变化规律。同时,系统研究了不同工作辊弯辊力、中间辊弯辊力和中间辊横移量等参数对带钢二次凸度和四次凸度的调控性能。现场应用结果表明,ESS辊型轧机对带钢板形和横向厚度均具有良好的控制作用。     

武钢热轧带钢厂的技术改造

武钢热轧带钢厂1978年投产,截至1988年年产量已超过设计值。由于产量不断增长出现质量下降及加热能力不足等问题。为进一步增产,改善质量,降低消耗拟进行技术改造。改造项目主要有:增建4号加热炉,全部选用230 mm 厚连铸长坯,板坯热送热装,强化粗轧压下能力,精轧采用串辊及工作辊强力弯辊以达到板形闭环控制及卷取机的综合治理。改造后年产量可提高到410万 t,工序能耗降低,成材率提高,产品尺寸精度改善,经济效益好。改造投资在21个月内可全部收回。     

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。     

中厚板板形镰刀弯影响因素与控制措施

钢板板型镰刀弯影响成品剪切尺寸合格率和产品质量,为了降低尺寸非计划,提高合同交付水平,本文以中板厂2690 mm四辊可逆轧机和坯料为研究对象,针对厚度小于16 mm热轧板形镰刀弯问题,根据现场跟踪与建模计算分析不同控制影响因素对轧机板形的影响,并通过及时管理与加入自动倾斜纠偏模型,使板形得到相应改善,板形镰刀弯造成的宽度尺寸非计划由0.09%下降至0.06%,成材率得到提高。     

热轧带钢失宽模拟及其在AWC中的应用

 利用ANSYS/LS DYNA有限元分析软件,建立了立轧 平轧的三维弹塑性有限元模型。研究了热轧带钢粗轧阶段不同的立辊侧压量、水平辊压下量、板坯的原始宽度和厚度对轧后中间坯头、尾部失宽量的影响,据此建立了新的控制头尾失宽的短行程控制曲线模型,并成功应用于现场自动宽度控制(AWC)系统中。通过轧件全长宽度与目标宽度的现场实测偏差可知,新的短行程控制模型能够有效减小轧件头尾失宽量,从而减少切除损失。     

中板厂轧制板形影响因素分析

中板厂四辊精轧机轧制板形常出现镰刀弯,通过分析影响板形的因素,调整轧机设备参数和轧机工艺,提高轧制稳定性,改善钢板板形。     

六辊冷轧机的弯辊力组合板形控制策略

针对现有六辊轧机对使用两组弯辊力进行四次板形控制的理论不足,提出了弯辊力组合板形控制策略.利用Marc有限元仿真计算软件建立辊系-轧件耦合模型,分析工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别.在此基础上通过理论推导,建立了弯辊力组合板形控制策略的两种实现方式——在线闭环控制模型与基于弯辊力组合系数的设定参数在线调节方法.现场应用结果表明,弯辊力组合板形控制策略能够充分利用工作辊弯辊力与中间辊弯辊力板形调控特性的差别进行配合调节,对长期困扰生产的四次板形缺陷实施快速精确的控制.