冷连轧机组吉帕级高强钢专用中间辊CVC辊形的优化

在吉帕级高强钢的生产过程中,现有的弯辊及窜辊达到最大值时仍无法补偿轧辊的弹性变形。即在原CVC轧辊配型制度下,中间辊窜辊量达到200 mm时,等效凸度仅为0.8 mm,轧机的辊缝凸度调控域不能满足超高强钢板形的控制要求。只有辊缝凸度调控域能够覆盖超高强钢的板形控制需求时,才能解决超高强钢板形不良的问题。本文对超高强钢生产专用中间辊辊形进行技术探索,当窜辊量达到120 mm时,等效凸度就达到了0.8 mm,最大等效凸度为1.075 mm,其凸度调节范围高于国内同类型冷轧厂CVC辊形板形控制能力。通过改进轧辊辊形配置,拓宽了辊缝凸度调控域,凸度调节能力同比提升34.75%,且板形调节响应较快,能较好地弥补常见中间辊辊形在冷轧超高强钢生产过程中板形控制能力不足的问题。超高强钢生产专用中间辊辊形应用后,带钢平直度值由20 IU降低到4 IU以内,板形改善幅度达80%以上。     

宝钢2030冷连轧机组机型研究与改善

应用板形控制与冷轧机型配置理论,以宝钢2030冷连轧机组第5机架从CVC机型改造成DSR机型的技术案例以及改造后的机组板形控制能力仍不足为背景,研究指出,机组机型配置采用4架常规4辊轧机搭配1架高技术板形轧机(如CVC、DSR等)的冷连轧机组的板形控制能力有限,不能完全满足汽车板尤其是高强度钢板的板形控制需要,据此提出了针对2030冷连轧机组的机型完善改进方案,包括1~4机架使用的VCL支持辊辊形技术及与其配套的工作辊凸度和第5机架配套的支持辊辊形。生产应用表明,完善改进后机型,即4架使用VCL技术的常规4辊轧机+1架CVC或DSR轧机,极大地提高了此机组的板形控制能力,高强钢产品的板形问题得到了根本解决,取得了显著的经济效益。     

冷轧高强钢带钢宽度自适应工作辊辊形研究

轧机辊形配置是影响轧制产品板形质量的重要因素,其中工作辊辊形是最灵活最直接的辊形配置工艺。某厂在生产窄规格高强钢的过程中容易出现双边浪板形缺陷,更换更大凸度二次曲线工作辊后,导致其他规格带钢轧制过程中出现中浪缺陷。本文依托该厂酸轧机组的生产工艺以及出现的板形缺陷形式,使用有限元工具分析出现板形缺陷的原因,提出了一种宽度自适应的工作辊辊形。     

3800mm中板轧机变凸度工作辊辊形研究

为提高轧机板形控制能力,某3800mm中板厂生产线精轧机采用变凸度工作辊,其辊形函数及参数决定了辊形的凸度控制能力与控制特性。为更充分发挥变凸度工作辊辊形的板形调控能力,结合实际辊形函数及参数,对生产现场变凸度工作辊进行了深入的研究,发现辊形二次凸度控制能力相对较强,且以辊缝负凸度控制为主;辊形几乎不具备四次凸度控制能力,且四次凸度控制能力与轮廓角密切相关;随着板宽减小,辊缝凸度控制能力迅速降低,使得轧机对相对较窄钢板易表现出凸度控制能力不足的问题。     

5+1型轧机高强钢五道次模式轧制规程优化

 某钢厂新建主要用于轧制超高强钢5+1型冷连轧机组,其第4机架采用小辊径轧机,其他机架采用普通轧机。在实际生产中,该机组同时负责其他钢种的轧制,为了避免出现轧制能力过剩等问题,基于能耗节约与稳定轧制的综合考虑,针对高强钢的轧制,5+1型冷连轧机组采用5道次模式进行轧制。在减少1个道次的情况下,为保证产品质量和轧制稳定,对机组的轧制规程提出了更高的要求。综合出口板形质量、总压下量、机组轧制过程稳定性等因素考虑,结合小辊径轧机的特点,对5+1型冷连轧机组5道次高强钢模式下的机组进行了取舍。基于出口板形分布对压下规程进行分配,在此基础上,利用两种轧机机型的特点对压下规程进行精调。张力制度的优化目标以保证小辊径轧机轧制稳定性为主,其次通过优化张力调节各个机架的出口板形,令其与压下规程优化的结果共同作用,对整体机架轧制的稳定及出口板形的优化形成互补,从而开发了5+1型冷连轧机组高强钢5道次轧制模式下的轧制规程综合优化设定技术。在轧制模式减少了1道次的情况下,优化了机组轧制高强钢的出口板形,提高了产品的质量,在减少小辊径机组打滑、振动趋势的同时,最大程度上保证了轧制的整体稳定性,大大提高了整个机组的经济效应,具有进一步推广应用的价值。     

镀锌光整机辊形优化及边浪板形缺陷控制

为解决镀锌光整机对超高强钢边浪板形缺陷消除能力有限的问题,建立了光整轧制过程的有限元模型,对光整机生产超高强钢板形调控能力不足的原因进行了分析;在此基础上,对工作辊和支撑辊辊形进行了优化,并对不同辊形配置条件下光整机的板形调控特性进行了分析。研究表明,辊形优化后承载辊缝横向刚度提高了9%～20%,弯辊调控功效提高了17%,在保证出口板形良好的前提下,弯辊力降低约40%,辊间接触压力不均匀度最大降低31%,从而实现了超高强钢大轧制力光整的可能性。之后分析了工作辊辊径对板形调控特性的影响,发现通过减小工作辊辊径,可以有效降低光整所需轧制力,即采用小辊径工作辊可轧制强度更高、厚度更薄的超高强钢;同时发现工作辊辊径越小,弯辊调控功效和承载辊缝凸度调节域越大,但是承载辊缝横向刚度随之降低,辊间接触压力不均匀度随之增加。对上述研究结果进行了上机应用,证明了优化后的辊形能够有效控制超高强钢边浪板形缺陷,为超高强钢光整过程的板形控制提供了理论依据。     

提高CVC冷连轧机板形控制能力的新工艺技术

随着CVC冷连轧机组产品品种、规格不断拓展,某些规格已经超过轧机的设计水平,产品板形质量控制方面遇到了很大的挑战。高强钢的板形突变造成后处理线划伤问题,宽幅汽车板板形不对称造成连退跑偏问题都制约产线的顺稳运行。通过采取板形仪二级补偿模型开发、弯辊力前馈控制优化、目标板形曲线分级管理的措施,使高强钢板形偏差控制在15 IU以下,杜绝了浪形大对后处理线的划伤;宽幅汽车板板形偏差控制在5~8 IU之间,成功解决了连退线跑偏问题。     

PC轧机技术及其在宝钢的应用

系统地介绍了宝钢 1 5 80热带钢厂采用的 PC轧机以及与 PC轧机配套使用的在线磨辊装置ORG。同时 ,结合宝钢生产实践 ,介绍了 PC轧机的生产实绩和使用中发现的问题 ,并对 PC和 CVC轧机在板形控制能力和生产能力方面进行了比较     

普通中厚板轧机板形控制技术探讨

介绍普通中厚板生产中板形缺陷及其成因分析,影响板形的主要因素．对在普通中厚板生产中最常用的板形控制手段展开阐述,为提高普通中厚板轧机的板形控制能力及产品成材率,提出了一些经济实用的改造策略．     

适用于六辊UCM轧机中间辊侧向横移变凸度的新辊形研发

六辊轧机是目前生产冷轧、箔轧带材常见的机型,主要有UCM及CVC两种类型。针对UCM类型的六辊轧机在轧制较窄宽度和一般宽度带材过程中、通过中间辊时轴向横移板形控制能力较弱的问题,提出了一种中间辊单侧轴向横移变凸度的新辊形,简称SVC(Side Variable Crown)辊形,由此建立普通六辊和SVC辊形六辊的有限元三维仿真模型。通过模型,分析了SVC辊形空载辊缝调节能力,分别比较了在轧制窄宽度和一般宽度带材的两种辊形中间辊轴向横移时的板形调控能力,发现SVC辊形可增强六辊轧机中、窄带材的板形调控能力,增加了轧机的板形调控手段,同时改善辊间接触压力尖峰,可减轻辊间压痕,提高轧辊的使用寿命。     

Development and application of roll contour configuration in temper rolling mill for hot rolled thin gauge steel strip

Abstract

In order to improve the flatness of hot rolled thin gauge steel strip, a new type of roll contour configuration was developed for a four-high temper rolling mill based on the finite element method analysis. The roll contour configuration consists of a variable contact back-up roll contour and a positive crown work roll contour. Both can be described as sixth order polynomial functions. The variable contact back-up roll not only reduces the roll stack deflection and contact stress concentration between work and back-up rolls, but also increases the control capability of the bending force of the work roll. Positive crown work roll contour is utilised to compensate roll wear and in turn the length of temper rolling schedule can be prolonged. After this roll contour configuration was applied on the temper rolling mill of Qiangang Company of Shougang Group, the flatness of hot rolled thin gauge strip was improved by 10% and the working efficiency was also increased as the length of temper rolling schedule was increased.     

热轧薄规格带钢平整过程板形控制技术

为了提高热轧薄规格带钢平整的板形质量,在平整机上采用了新的辊形配置。在支撑辊上采用变接触式 支撑辊辊形,在工作辊上采用六次方多项式正凸度辊形。变接触支撑辊辊形可以降低轧辊挠曲变形和边部应力的 集中,增大弯辊力的调控功效。采用正凸度工作辊辊形,可以弥补平整机的磨损辊形,延长平整轧制计划单位的长 度。此辊形配置在首钢迁钢热轧平整机上应用,保证了平整改善薄规格带钢板形质量,延长了平整轧制计划的长度。     

304不锈钢带板形控制的有限元分析

 为了掌握十二辊轧机中间辊横移量对带钢板形的影响规律,运用ANSYS/LS-DYNA显示动力学有限元软件,对十二辊轧机轧制不同宽度的304奥氏体不锈钢带进行中间辊横移控制的数值模拟。研究了当中间辊沿操作侧进行－30～－50 mm横向移动及带钢宽度变化时,工作辊有载辊缝和带钢应变曲线的变化情况。结果表明,动态调节中间辊横移量使对中长度[L]占来料宽度的55%～60%,可以获得平直度高的板形。     

热连轧精轧高速钢轧辊重复上机初始辊形预报

针对热连轧精轧高速钢轧辊重复上机时存在残留磨损辊形和残留热辊形影响初始辊形的问题,分析了残留磨损辊形和残留热辊形对板形控制精度的影响及难点,得出轧辊温度场是高速钢轧辊重复上机初始热辊形最佳表征方式的结论,提出高速钢轧辊下机后空冷过程温度场建模思路,并建立轧辊空冷过程温度场计算模型。在此基础上,基于热连轧生产线二级系统框架,研究形成了高速钢轧辊重复上机初始辊形预报技术设计方案,并在首钢京唐公司1 580 mm热连轧生产线应用。应用结果表明,该技术对实现热连轧精轧高速钢轧辊更高效应用和提高板形控制精度有显著效果。     

冷轧平整机板形问题的特点及对策

对某冷轧厂1700mm单机架平整机的板形问题进行了综合研究，发现该轧机在辊形加工、轧辊磨损及弯辊使用等方面存在的问题，并通过有限元模型研究了辊形对板形的作用，分析了平整上弯辊对板厚的影响，指出平整机板形问题的特殊性。针对平整板形的设备工艺特点，提出了新的辊形配置方案并正式投入生产。结果表明，改进后的辊形配置对降低弯辊调整量、改善板形、提高生产过程稳定性效果显著。     

SmartCrown中厚板轧机支持辊辊形研究

针对国内某4200mm中厚板轧机首次采用SmartCrown板形控制新技术,采用ANSYS9.0建立了辊系三维有限元模型,通过有限元仿真分析发现在SmartCrown工作辊和常规凸度支持辊的辊型配置下,采用SmartCrown的轴向移位变凸度技术,中厚板轧机的板形控制能力大大增强,但是辊间接触压力的不均匀性和接触压力峰值明显增大。在结合VCR支持辊优势的基础上,提出了4200mm中厚板轧机SmartCrown工作辊相匹配的辊形SVR(SmartCrown-VCR Compounded Roll)。对比分析发现采用SVR支持辊后可以明显减小辊间压力尖峰、均化辊间压力分布和提高轧机对板形调控能力。     

高强度低合金钢热轧板形综合控制技术

 随着高强度低合金钢的广泛应用,高强度低合金钢的板形问题,特别是带钢出口凸度大问题,越来越受到关注。为了解决该问题,从辊形、模型、工艺3方面着手,在涟钢2250热连轧机综合采用优化工作辊CVC辊形及配套变接触支持辊VCRplus辊形,改进凸度反馈控制模型参数,优化精轧负荷分配等技术,显著提高了高强度低合金钢的板形控制效果,高强度低合金钢的平均凸度命中率提高了37.98%,尤其是对于超厚规格带钢,凸度命中率由原来的25.48%提高到95.89%,同时上游机架的综合辊耗降低了23.29%,延长了轧辊的使用寿命,创造了显著的经济效益。     

六辊冷连轧机中间辊横移过程辊间接触压力分析

 为了使轧机板形控制性能适应带钢规格材质变化,用于连续轧制高档冷轧薄带钢的六辊冷连轧机大都采取中间辊可横移技术。但是,中间辊横移必定使辊间接触压力分布更不均匀,导致出现接触压力尖峰。在中间辊横移过程中,辊间接触压力和横移阻力都会随横移速度的变化而发生改变,并可能导致辊间接触压力在轧辊端部形成更大的压力尖峰,从而造成轧辊磨损不均匀并缩短轧辊的使用周期。通过建立有限元仿真模型,以仿真模拟获得中间辊横移过程中辊间接触压力的变化规律后,优化设计轧辊辊形,并且提出使用非对称弯辊力的方法,实现了辊间接触压力的分布均匀化,降低了辊间接触压力尖峰值,并延长了轧辊的使用寿命。     

UCMW冷连轧机板形控制系统优化

UCMW冷连轧机是国内大量引进并广泛使用的一种现代化冷连轧机.针对某厂UCMW冷连轧机板形平坦度控制精度不高的问题,系统学习了UCMW冷连轧机板形控制系统.研究发现,原有的弯辊力分配策略只能提供工作辊与中间辊弯辊同向配合,故对于四分之一浪、边中复合浪等复杂浪形无法达到理想的控制效果.在此基础上,提出了根据实测板形缺陷实时调整弯辊力分配比例的控制策略,可在保证二次板形控制精度的同时,最大程度地兼顾控制四次板形.理论研究成果成功应用于实际生产,板形控制精度有了一定程度的提高.     

冷连轧机变接触支承辊板形控制性能研究与应用

通过现场跟踪测试和生产实践发现武钢1700冷连轧机组 "酸轧联机"改造工程中存在常规凸度辊形配置方案不合理,由此引起了薄规格轧制的工作辊"压肩"现象和轧制过程欠稳定导致成品板形质量欠佳等问题.采用二维变厚度有限元方法建立辊系弹性变形仿真模型,研制了酸轧联机条件下的VCR变接触支承辊,经过工业轧机现场轧制已成功投入1700冷连轧机实际应用.现场应用表明:改善了轧机板形调控性能,提高了带钢板形质量,增强了薄规格品种轧制能力,支承辊辊形自保持性较好.