用弹塑性断裂力学近似估算轧辊的热塑性应变疲劳寿命

1 温度场与热应力场的计算在轧制过程中,热量不断由轧件传给轧辊,其上任一点由于同轧件与冷却水相接触而交替地被加热与冷却,因而引起交变热应力,使轧辊表面经受热疲劳作用,而在辊面形成表面径向裂纹。为了计算由此产生的热应力,必须预先计算辊内温度场的分布。轧辊内非定常温度场的分布,文中采用下式给出:     

带钢热连轧工作辊温度场与热凸度的数值模拟

采用轧辊表面边界逐一处理与等效处理两种方式,研究一个轧制周期内工作辊温度场及热凸度的变化规律,并对温度场的频域特性进行了探讨。根据热轧工作辊的实际边界条件,建立工作辊温度场的轴向对称差分模型,通过模拟结果与现场实测工作辊表面温度和热凸度的比较,验证模型的可靠性。结果表明:计算轧辊热凸度时,轧辊转动的复杂边界条件可用等效边界条件代替。轧辊温度场可分解为低频分量和高频分量,前者为主导因素,而后者仅影响轧辊表面10 mm以内的区域,称为"浅层效应"。离表面越近,温度变化越剧烈;离表面越远,温度达到稳态所需的时间越长。轧制初期轧辊热凸度呈现较快的指数上升趋势,轧制一定数量带钢后,热凸度趋于一个动态稳定值。     

2250mm热连轧机组精轧工艺水的研究与应用

精轧工艺水中轧制油与防剥落水的使用直接影响着辊面质量、轧辊磨损、产品质量及轧制稳定性。对首钢京唐钢铁联合有限责任公司2 250mm热连轧机组轧制油及防剥落水的现状进行了研究分析,通过对轧制油的水质化验,对轧制水进行了改进,解决了轧制油系统使用中存在的堵塞问题,提高了轧辊表面质量。同时对防剥落水的开关时序进行了优化,解决了防剥落水造成的辊面氧化膜剥落问题,保证了轧制稳定性。     

轧辊表面纹路对铝板轧制润滑及表面状态的影响

通过油滴法和轧制试验,考察了轧辊表面不同粗糙度和纹路方向对铝板轧制润滑及轧制过程的影响,并对轧后铝板表面形貌进行观察。结果表明:轧辊表面粗糙度和纹路方向会影响润滑油在辊面的润湿性;辊面横向纹路有利于润滑油的铺展;采用工艺润滑时,随着压下率的增加,辊面横向纹路使轧制变形区摩擦因数降低,铝板的表面质量改善。     

板带热轧工作辊热凸度模拟软件的研究

根据热轧带钢工作辊在工作中的实际传热情况, 将工作辊对称地分为轧制区、非轧制区、辊肩、辊端和辊颈5个部分, 充分考虑热轧工作辊的实际环境对轧辊温度场和热变形的影响, 来确定轧辊的热边界条件; 再利用有限差分法建立工作辊温度场及热变形的数学模型, 并利用VC++平台进行模拟研究, 建立适合在线计算的快速模拟软件; 最后分析了轧辊直径和压下率对轧辊热凸度的影响。     

1150初轧机轧辊温度场分析和冷却效应研究

本文针对1150万能板坯初轧机轧辊冷却效果不佳造成的使用寿命的问题，对轧辊的热传导和冷却效应进行了分析和研究，采用有限差分法对轧辊在轧制过程中的瞬态温度场进行了数值模拟，研究了在3种不同的冷却方式下轧辊的温度场，从中找到了较好的冷却方式。     

热轧带钢表面氧化铁皮压入缺陷预防与控制

针对首钢迁钢2 160 mm生产线轧制冷轧基料时带钢表面氧化铁皮压入缺陷问题,对生产工艺设备进行了系统分析与研究。结果表明：该缺陷的产生与板坯出炉温度、轧辊氧化膜剥落、高压水除鳞、轧机共振、机架间冷却、辊缝水等众多因素相关。为此,通过采用降低板坯出炉温度、后移RT2高温计、优化精轧机负荷分配、抑制轧机共振、优化使用机架间冷却水与辊缝水、优化轧辊冷却水及高压水喷嘴布置等多项措施,有效减少了带钢表面氧化铁皮压入缺陷,提高了带钢表面质量。     

上方侧注式双辊铸轧辊套温度场的数值模拟

通过数值模拟,对上方侧注式双辊铸轧机的轧辊辊套温度场进行了研究。研究表明,通过将模拟结果与实测数据的比较,验证了模型的可靠性;在铸轧过程中,轧辊外表面温度随着轧辊的旋转发生周期性的变化;当上、下辊套厚度均为40mm时,上、下辊套的温度分布差异较大,下辊套温度明显比上辊套温度高;加强冷却对辊套温度场的影响较小;减小辊套厚度,辊套的温度降低,但辊套内、外表面温差增大;增加熔池与上辊套的接触弧长度,上辊套温度增大。     

热轧带钢局部高点产生机理及控制研究

针对迁钢2250mm生产线热轧卷出现局部高点的问题,分析了轧辊辊间接触压力、轧制计划编排、工作辊热凸度等因素对产生带钢局部高点的影响规律,提出了优化末机架工作辊辊型、合理编排轧制计划、严格冷却水喷嘴管理制度、控制轧辊热凸度、调整精轧轧制工艺等措施,改善了轧辊的不均匀磨损程度,使带钢局部高点控制在10μm以下。     

基于不同轧制参数的万能轧机轧辊温度分析

为了研究温度对轧辊孔型变化的影响,利用有限元Ansys软件,对万能轧机轧辊的温度场进行了模拟分析,得到了稳定状态下轧辊温度场分布规律,并研究了不同轧制条件下轧辊温度场的变化情况。研究表明,轧辊温度场呈周期性变化,与速度相比冷却液的流量对工作辊温度场分布影响较明显,将轧辊模拟数据与现场实测数据进行对比其误差不超过5℃,证明了模型的可靠性。由于轧辊的变形导致轧辊孔型发生相应变化,轧辊的温度和应力变化为从中心到边部逐渐减小,轧辊内部的热膨胀、应力场、外部轧制力以及摩擦使得水平辊在圆角处的轴向和径向均发生了较大位移。     

冲压用结构钢热轧酸洗板生产工艺研究

针对低碳结构钢热轧酸洗板表面氧化铁皮缺陷问题,从加热工艺、精轧轧制润滑以及工作辊冷却等方面分析了不同生产工艺参数对板坯表面质量的影响;研究了钢卷下线入库不同的存放方式对钢卷表面氧化铁皮结构的影响。通过对板坯加热时间、出炉温度的控制,精轧轧制润滑给油量的优化,以及更换精轧工作辊水嘴型号从而增大工作辊冷却水量以保证轧辊表面质量,钢卷入库后采用风机快冷等措施,可以减少热轧酸洗板表面氧化铁皮,有效提高产品表面质量。     

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。     

中厚板轧机工作辊的选择和使用

介绍了高镍铬和高铬两种复合铸铁轧辊的成分、组织、性能以及用作中板工作辊时的辊耗情况,并对轧辊使用中的轧辊冷却水、轧辊修磨、换辊周期、卡钢事故的处理等规章制度作了阐述。     

1780mm热轧F_1～F_4机架入出口导卫间介质系统综合改造

针对某1780mm热轧带钢生产线F_1～F_4精轧机存在工作辊辊面氧化膜异常脱落,工作辊防剥落水及轧制润滑效果不佳的问题,对F_1～F_4机架入出口导卫间介质系统进行了改造,通过调整F_1～F_4机架入出口除鳞集管布置、入出口工作辊冷却水量的重新分配,以及轧制润滑的改善,使轧辊建立了稳定的氧化膜,减少了辊耗,提高了产品表面质量。     

迁钢板坯内弧单边角横裂纹成因与对策分析

针对迁钢板坯内弧单边角横裂纹成因进行了微观组织分析,对浇注过程板坯两侧角部温度进行测量,并对比了不同厂家二冷喷嘴在相同条件下的通水量。研究结果表明：安装在同一管路上的不同厂家的二冷喷嘴通水量差别较大,这些喷嘴在扇形段的混合使用是引起板坯两侧角部温度不同的主要原因。板坯温度高的一侧进入第三脆性区,导致了内弧角横裂纹发生。将二冷喷嘴全部更换为同一厂家的产品后,板坯单边角横裂纹得到解决。     

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。