七机架热连轧机组板形综合控制技术

针对七机架热连轧机组机架数量多,轧制工艺复杂,各机架控制能力得不到充分发挥而造成轧件板形出现中浪、边浪以及复合浪等问题,充分考虑七机架热连轧机组设备结构特点,同时结合轧制工艺条件,采用相对长度差法来表示轧件板形值,并以轧机有载辊缝为桥梁,根据辊系弹性变形模型与金属变形模型的耦合关系进行求解,建立热连轧机组板形预报模型。根据工作辊弯辊力和窜辊量对轧件板形可快速调整的特点,结合现场实际生产情况,确定工作辊弯辊力和窜辊量的研究范围,通过板形预报模型定量分析不同工作辊弯辊力和窜辊量情况下轧机有载辊缝凸度和轧件板形的变化过程,得到轧件板形的调控域,在此基础上提出板形综合控制策略。同时为了保证轧件凸度要求和避免轧辊过度磨损,提出各机架轧件出口厚度精度和辊间压力均匀度约束条件,并以各机架轧件板形波动最小为目标函数,对工作辊弯辊力与窜辊量进行综合优化,开发出适合热连轧机组板形综合控制技术。将该技术应用到某2 050热连轧机组生产实践,结果表明,典型规格产品在工作辊弯辊力和窜辊量优化后,轧件在热连轧过程中板形质量明显改善,轧件出口板形由10.5 I改善到4.8 I,现场应用效果良好。     

六辊轧机辊系变形的有限元分析

建立了六辊轧机辊系变形的有限元模型,分别计算了不同弯辊力、轧辊横移量下辊系的弹性变形,并计算得出有载辊缝的凸度及边降值。分析比较了弯辊力和轧辊横移对板形控制的影响效果,提出的凸度调节制度对现场生产具有指导意义。     

新型电磁调控轧机弯辊辊型电磁补偿及初始辊缝

 为解决薄带轧制过程中的各类板形问题,以新型电磁调控轧机为研究对象,利用Marc建立三维热-力耦合有限元模型,分析了弯辊和电磁调控轧辊综合作用下弯辊力和轧制力对轧辊辊型状态、板形分布、板坯边部应力、辊间接触应力、承载辊缝形状的影响规律。结果表明,弯辊机制的施加将直接促进电磁调控轧辊的稳定胀形,使电磁调控轧辊胀形凸度得到整体性补偿,并以板形良好为依据,给出新型调控轧机合理的弯辊力施加范围。对比分析了不同弯辊力和轧制力下辊缝函数的变化情况,形成不同的二次、四次凸度,为板形控制及初始辊缝设定提供依据。     

四辊宽带钢冷轧机轧辊凸度的研讨

本文叙述了宽带钢冷轧机在不同工艺条件下板形不直所需的轧辊凸度的计算方法,同时提供了利用该方法对某四辊冷轧机轧辊凸度作定量计算的结果。在此基础上,指出了轧件宽度、轧制力、弯辊力等因素对轧辊凸度的影响规律,进一步对其实际应用作了简要提示,从而为板形控制提供了定量计算手段。     

轧辊偏移条件下六辊轧机的板形调控特性

为提高冷轧带钢六辊轧机辊系的稳定性,目前常采用轧辊偏移方法.本文通过ABAQUS有限元软件建立辊系-轧件一体化耦合模型,对不同轧辊偏移辊系进行受力分析,揭示了不同轧辊偏移条件对六辊轧机板形调控特性的影响规律.结果表明,中间辊正向偏移轧制时,工作辊弯辊力对二次凸度调控功效最好,对四次凸度影响较大;在四种偏移方式条件下,中间辊弯辊力在0~300 kN范围内对带钢二、四次凸度调控功效基本相同;中间辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力在300~500 kN范围内对带钢二次凸度调控功效最好;工作辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力对四次凸度影响较大;不同轧辊偏移条件下中间辊窜辊对带钢二次凸度调控趋势基本相同,且负窜辊对二次凸度的调控功效优于正窜辊,工作辊正、反向偏移轧制条件下中间辊窜辊对四次凸度影响较大.     

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。     

六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析

 为了深入研究六辊CVC轧机的带钢凸度控制能力,采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对接触应力和带钢凸度控制的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

热连轧动态负荷分配系统简介

在国家科技“九五”攻关中，钢铁研究总院、北京自动化研究设计院与宝山钢铁集团公司共同开发了热连轧动态负荷分配系统。以7机架热连轧机为例，状态变量有厚度、板凸度、平直度、张力和温度等，共计34个；控制量有辊缝、速度、弯辊力和轧辊原始凸度(或CVC横移量)等，共28个；轧机参数有轧机刚度和轧机板形刚度(或横向刚度)，独立变量等14个；其他变量还有轧件刚度和轧辊实时变凸度等。     

我国电工钢近年进出口状况

热轧板带的凸度和板形主要取决于轧辊的机械磨削、轧辊温升、轧辊磨损以及轧辊的弹性弯曲变形有叠加作用。轧辊弹性弯曲变形又受机架负载（轧制力）和轧辊反向弯曲力的影响。目前控制板形的方法主要有可反复移动的CVC工作辊、弯辊。PC辊和轧辊分段冷却几种。     

四辊冷轧时板形控制的数学模型

板形控制是目前板带轧制理论中一个十分重要的课题。在板带轧制时,板形的好坏主要取决于轧件延伸均匀性的控制,具体反映到轧辊辊缝的控制。辊缝的形状和尺寸取决于轧制力引起的轧辊挠曲和压扁,以及原始辊型、辊缝、磨损、热膨胀的大小。本文从对板形平坦的基本条件分析着手。确定板形控制的公差带,建立了板形控制的分割型数学模型。通过这个模型,可以确定轧制力,轧辊变形与出口轧件厚度的关系。通过各种调整手段,如改变辊型、张力、弯辊力等,改变辊缝的形状和尺寸,使轧件沿横向均匀延伸,从而获得满意的板形。     

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。     

Shape Control Simulation on 4-High CVC Mill

Shapeandprofilearetheimportantqualityin dexesofrolledplateandstrip,andshapecontrolis thekeytechnologyforplateandstripmills.There searchonshapecontrolhasanimportantsignificance forpresettingcontrolofshapeandcrownandthede velopmentofrollingtechnology.The…     

四辊平整机组复杂浪形控制技术

 针对平整机组因压下量小、变形热与摩擦热少、轧辊热凸度不大而无法采用精细冷却的方式控制中双组合浪、单肋浪、多肋浪、中肋组合浪、边肋组合浪等复杂浪形缺陷的问题,以四辊平整机组为研究对象,提出了一套采用非对称式结构来替代对称性结构,将板形控制手段从传统的对称弯辊（对称窜辊）、倾辊等二维增加到左弯辊、右弯辊、上窜辊、下窜辊以及倾辊等五维的板形控制思想,并在此基础上以实际板形与目标板形的差值最小为目标建立了一套适合于四辊平整机组的复杂浪形控制技术,通过左弯辊、右弯辊、上窜辊、下窜辊以及倾辊等板形控制参数的优化设定,有效解决了四辊平整机组复杂浪形缺陷的控制问题,弥补了平整机组因无法采用精细冷却而带来的板形控制先天性不足问题,为现场平整机组板形精细控制提供了一套新方法,具有进一步推广使用的价值。     

轧辊凸度变化对中厚板辊缝设定的影响

 根据影响函数法计算轧辊凸度对辊缝设定的影响,当保持工作辊和支承辊凸度不变,则轧制力与辊系弹性变形呈线性关系,工作辊和支承辊凸度的变化对直线的斜率几乎没有影响。并基于不同条件的计算结果,回归出轧辊凸度变化对辊缝设定影响的计算模型。最后对传统轧机弹跳模型进行改造,提出新的轧机弹跳模型。实际应用表明该修正模型能够有效提高轧件厚度预测精度。     

冷轧平整机板形控制特性研究

针对某1500mm四辊冷轧平整机在轧制过程中产生的板形缺陷等问题,通过建立平整机辊系弹性变形有限元模型,对其板形调控特性进行了仿真分析,分析主要包括辊形、带钢宽度、轧制力、弯辊力的变化对辊系变形及辊间接触压力的影响,由仿真结果揭示出了平整机产生板形问题的机理,对指导实际生产具有重要意义。     

动态设定型板形板厚自动控制系统

应用最近建立的解析板形方程推出板形最佳轧制规程和板形板厚协调控制新方法。该方法特征是静、动态负荷分配 ,动态设定 AGC完成了板形板厚的闭环控制 ,其计算方法是贝尔曼动态规划。新方法可以应用于刚度较低的轧机来提高产品精度。从经济效益角度看 ,现行宣传的自由轧制应该被否定 ,提倡传统的调度计划、配轧辊凸度和轧制规程优化 ,从而由高投入高消耗的板形控制方法转向无投入、无消耗的利用信息流的闭环最优板形控制方法     

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.