冷连轧过程弯辊力模型研究与开发

弯辊力设定对高速冷连轧过程的板形控制至关重要。针对某1 750 mm冷连轧机组的设备与工艺特点,计算并分析了弯辊力设定对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、中间辊横移量、带钢入口厚度、带钢凸度、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过大量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的设定计算模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差小于3.14%,成品带钢的板形标准差平均值降至2.64 IU,新模型对成品带钢板形质量的控制有明显改善和提高。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,适合于工业生产。     

热轧带钢凸度影响率计算软件开发

采用影响函数法开发了热轧带钢凸度影响率计算软件,使用该软件可以计算压下量影响率、轧辊直径影响率、单位宽度轧制力影响率、工作辊弯辊力影响率、工作辊凸度影响率、带钢入口凸度影响率和负荷分布影响率等带钢凸度影响率基本值及6次多项式拟合系数。     

CVC热连轧工艺参数对板凸度的影响

采用影响函数法建立了四辊CVC轧机轧辊的弹性变形解析模型,并依据某厂2160mm热连轧机组的实际生产工艺参数,利用模型计算得出了板凸度与弯辊力、横移量、带钢宽度的定量关系,可用于指导实际生产凸度调节制度的制订。     

热轧铝板带板凸度的影响规律及其在线模型(上)

基于影响函数法,分析了铝热连轧精轧末机架的普通四辊轧机的轧机参数(如轧辊直径,轧辊凸度,辊身长度等)、轧件参数(如轧件宽度、入口板凸度、入口厚度等)和工艺参教(如压下量、轧制力、弯辊力)等对出口板凸度的影响规律,归纳出了板凸度在线模型的合理结构,并以大量的实际生产数据对其进行回归,得到了板凸度在线计算模型.在此基础上,考虑到系统与环境的时变特性的影响,增加了模型自学习项.通过生产数据验证了所提出的模型的计算精度及实用性.     

热轧铝板带板凸度的影响规律及其在线模型(下)

基于影响函数法,分析了铝热连轧精轧末机架的普通四辊轧机的轧机参数(如轧辊直径,轧辊凸度,辊身长度等)、轧件参数(如轧件宽度、入口板凸度、入口厚度等)和工艺参数(如压下量、轧制力、弯辊力)等对出口板凸度的影响规律,归纳出了板凸度在线模型的合理结构,并以大量的实际生产数据对其进行回归,得到了板凸度在线计算模型。在此基础上,考虑到系统与环境的时变特性的影响,增加了模型自学习项。通过生产数据验证了所提出的模型的计算精度及实用性。     

四辊平整机轧制过程辊系变形有限元分析

针对1800mm四辊平整机板形控制的弯辊力预设定问题,采用非线性弹塑性有限元法,建立四辊平整机轧制过程三维计算模型。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,研究了不同轧制工艺下轧辊压扁、辊系弯曲变形及辊缝形状的分布规律,得出了工作辊弯辊力对辊系变形和辊缝变化的影响关系。计算结果可为建立平整机板形控制的弯辊力精确预设定模型提供理论依据。     

冷轧机板形板厚综合控制系统研究

冷轧带钢板形板厚综合控制系统模型是冷轧带钢过程控制系统的核心,该模型的精度直接影响成品带钢的板形板厚质量。针对六辊冷连轧机,给出改进的轧机刚度方程、弹跳方程和板凸度方程,并利用六辊轧机有限元模型计算板形板厚综合控制系统模型中所需的轧机横纵向刚度。得到空载辊缝值、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力的变化量对出口厚度、出口板凸度的影响,并给出空载辊缝值、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力设定值修正量的计算方法。经验证,出口厚度与板凸度实测值与设定值基本吻合。     

2 230 mm冷连轧机板形控制性能仿真分析

以2 230 mm六辊CVC冷连轧机为研究对象,在ABAQUS有限元软件平台上建立了六辊CVC轧机辊系变形三维非线性仿真模型。通过数值模拟,分析了弯辊和轧辊轴向横移综合调控下承载辊缝凸度调节域的变化规律。同时,分析了2 230 mm冷连轧机弯辊力、轧辊轴向横移位置以及轧制力等工艺参数对板形调控性能的影响,为板形在线控制调节和辊型曲线优化设计提供了理论依据和应用参考。     

六辊冷轧机功效系数的研究

板形调控机构的功效系数是冷轧板形闭环反馈控制系统中最为关键的参数,直接影响到板形控制效果的好坏。针对有限元方法计算时间长和在线实验方法风险大、成本高等缺点,本文采用修正的影响函数法建立了六辊冷轧机的辊系弹性变形计算模型,通过求解轧后带钢横向平直度分布来确定各板形调控机构的功效系数,计算值与实测值的分布吻合得很好,轧辊弯辊功效系数的误差都小于1. 2%,轧辊倾斜功效系数的误差小于3. 5%。基于修正影响函数法建立的理论模型计算速度快,可以作为在线设定模型使用。     

2 050 mm六辊铝冷轧机三维有限元辊系变形分析

基于Marc有限元软件,建立了2 050 mm六辊铝冷轧机辊系三维弹性变形的有限元模型,计算了稳态轧制生产工况,不同工作辊弯辊力、中间辊弯辊力以及中间辊抽动量时的有载辊缝形状.结果表明,采用以上三种板形控制手段,对控制板形和板凸度都有很好的效果,对板形控制和现场生产在线调节板形具有一定的参考价值.     

NUMERICAL SIMULATION FOR SHAPE OF COLD ROLLING ALUMINUM STRIP ON 4 HIGH MILL WITH ROLL SHIFTED

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｔｈｅｍｉｌｗｉｔｈｒｏｌｓｈｉｆｔｅｄｈａｓｇｏｏｄｓｈａｐｅｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ,ｉｔｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏｌｄｒｏｌｅｄａｎｄｈｏｔｒｏｌｅｄｓｔｒｉ...     

辊型优化技术在宝钢冷轧平整机上的应用

将平整机轧制力和剪张应力横向分布的数学模型。与平整机辊系弹性变形相结合,建立了平整机板形计算理论,在此基础上以前张应力偏差平方和为目标函数优化设计了宝钢冷轧厂ＣＡＰＬ平整机工作辊辊型和支承辊肩部辊型,并优化了弯辊力设定值。产生实验表明,优化辊型提高了平整机的稳定性,因板形不良导致的废次品量、封闭量下降。用该优化结果制定的支承辊辊型磨削加工标准已用于工业生产。     

冷连轧过程工作辊辊间接触模型研究

辊间接触对高速冷连轧过程有重要影响。针对1 750 mm冷连轧机组的设备与带钢轧制的工艺特点,通过对UCM轧机辊系的受力分析,采用离散化处理方法和影响函数法,建立了辊系弹性变形影响函数模型、轧辊压扁影响函数模型,并给出了辊系变形的基本物理方程,基于接触力学,最终提出了冷连轧过程中工作辊辊间接触判定准则,为精确计算工作辊间的压力分布提供了理论依据。同时,研究了工作辊辊间接触对单位宽度轧制力分布、工作辊与中间辊辊间单位压力分布、工作辊弯曲挠度和压扁量分布以及成品带钢横向厚度分布的影响。实践证明,建立的辊间接触和辊系变形计算模型具有较高的计算精度,能充分反映轧后带钢的横向厚度分布和板形分布规律,适合于工业生产实践。     

工作辊直径对热轧带钢凸度的影响分析及优化

采用变分法求解金属横向流动,得到了考虑金属横向位移的张力分布,结合影响函数法计算辊系弯曲变形,开发了热轧带钢板凸度计算程序。通过模拟计算,得到工作辊挠度、轧制压力、压扁以及出口板厚随工作辊直径的变化规律。工作辊直径的增加虽然有利于提高横向刚度、改善板凸度,但却减小了弯辊力对板凸度的调控范围。该文采用加权的方法,将这种矛盾的因素加以统一,为工作辊直径优化提供了理论依据。通过对比某1250轧线F5机架的模拟结果,优化后的工作辊直径更有利于带钢板形的在线控制。     

两辊平整机轧辊变形协调计算

以宝钢股份特殊分公司的1450mm两辊平整机为对象,以影响函数法及线性函数变形协调理论为基础,研究了轧辊及板带的变形协调关系。通过调整弯辊力,保证带钢在宽度方向受力均匀,实现轧辊在带钢宽度方向上压下变形均匀,以及摩擦磨损均匀。通过编制轧辊变形协调计算程序,实现两辊平整机弯辊力计算的参数化,得出轧制力和带钢宽度B对弯辊力的影响规律。轧辊变形协调计算程序植入平整机二级机控制系统,实现板型自动控制,使目标板型达到7I~9I。     

CVC热连轧机支撑辊倒角的工作性能研究

分析了热连轧机支撑辊大圆弧复合型倒角的设计思想,并以某2250mm常规热连轧精轧机为例,运用基于影响函数法的辊系弹性变形理论,分析了不同支撑辊倒角参数对轧机板形控制性能的影响。结果表明,支撑辊倒角高度越大,承载辊缝横向刚度越大,但还需考虑带钢临界宽度对板形控制的影响;支撑辊倒角高度大的弯辊调控效果要优于倒角高度小的,且随着宽度的增加效果也会越明显;使用较小的支撑辊倒角高度可以在一定程度上改善轧辊磨损的不均匀性。     

双机架冷轧弯辊力综合设定模型的研究

针对双机架冷轧机组的生产工艺特点，以及传统弯辊控制技术的不足，综合协调控制1^#机架工作辊、1^#机架中间辊、2^#机架工作辊和2^#机架中间辊4部分弯辊力，以成品板形质量最佳为优化目标函数，同时将各个部分弯辊力的相对余量均匀作为约束条件，确定出弯辊力综合设定模型，该模型可提高弯辊对板形的控制能力，延长弯辊缸的使用寿命。