板带轧机工作辊混合变凸度辊形研究

三次连续变凸度(Continuously variable crown, CVC)辊形凸度控制能力与带钢宽度之间的二次函数关系决定其在宽、超宽板带轧机上应用时表现出对窄规格带钢的凸度控制能力不足的缺点。通过对工作辊变凸度辊形及辊缝形成理论的深入研究,提出采用二次多项式曲线来线性化辊缝的方法。采用该方法设计完全线性变凸度辊形曲线与混合变凸度工作辊辊形曲线,使二次辊缝凸度调节能力与带钢宽度在工作辊全长或在设计要求的宽度范围内呈严格线性关系,同时保持与窜辊位置呈线性关系。与CVC辊形相比,混合变凸度辊形的辊径差小、凸度调节能力大,既不削弱对宽带钢的凸度调节能力,又增加对窄带钢的凸度调节能力,从而增强轧机的整体板形控制能力。     

五次CVC工作辊辊形与板形控制特性

连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)轧机是宽带钢和超宽带钢轧机的主流机型,目前均采用三次CVC辊形,能较好地实现对辊缝二次凸度的连续调整,但不具备高次浪形控制能力,且对窄带钢凸度控制能力较弱。五次CVC辊形具有高次浪形控制能力,但由于缺乏系统深入的研究,尚未成功地实现工业应用。在对五次CVC辊形参数与辊缝凸度之间的关系进行深入分析的基础上,提出一种五次CVC辊形的设计方法,并对其板形控制特性进行研究,结果表明通过辊形的合理设计,五次CVC辊形能够有效均衡轧机对宽窄带钢的二次凸度控制能力,且四次凸度控制特性符合宽带钢轧机尤其是超宽带钢轧机的板形控制需求。进一步分析五次CVC辊形与现已开发的多种变凸度工作辊辊形之间的关系,认为五次CVC辊形能几乎替代目前常用变凸度工作辊辊形,具有极强的推广应用价值。     

轧制铜板带承载辊缝凸度影响因素分析

分析了轧制力、弯辊力对辊缝凸度的影响,结果显示:随着单位轧制力的增大,辊缝的负凸度也明显增加;弯辊力变化与辊缝凸度变化成反比。同时也分析了轧制力、弯辊力对辊缝二次变形凸度和四次变形凸度的影响,不同铜板带宽度对轧制力辊缝变形凸度的影响和弯辊力辊缝变形凸度的影响,结果显示:单位宽度轧制力和辊缝的二次变形凸度、四次变形凸度基本呈正比例关系;弯辊力和辊缝的二次变形凸度、四次变形凸度基本呈反比例关系;随着铜板带宽度的增加,辊缝二次凸度的轧制力影响因数明显降低,而辊缝四次凸度的轧制力影响因数则逐渐增加;随着铜板带宽度的增加,辊缝二次变形凸度和四次凸度的弯辊力影响因数增加。     

VC轧辊的承载特性研究

对控制压力与轧制力共同作用下的VC(variable crown)轧辊的承载特性进行了研究。基于所开发的VC轧辊系统,分析了辊缝形状和辊缝凸度与轧制力及控制压力的关系,提出了临界最大控制轧制力的概念。研究结果表明:当轧制力小于轧辊系统的最大临界控制轧制力时,其板形控制能力优于同规格的实心平辊;当控制压力较大且轧制力较小时,轧辊系统可以实现零凸度或负凸度的负载辊缝。     

热轧铝板带分段冷却闭环控制策略

针对目前热轧铝板带凸度控制存在的问题,建立以轧辊温度在线测量为基础的分段冷却闭环模糊控制系统。以简单的测量设备和控制方法,代替昂贵复杂的板带凸度控制机构。用实际轧制数据训练自适应PSO-BP神经网络,并用训练完成的神经网络依据目标板带凸度得出轧辊温度预设定模型;依据操作人员的经验以及理论分析结果,设计分段冷却模糊控制规则,形成分段冷却闭环控制系统,达到控制板带凸度的目的。经在某厂二辊可逆热轧上的应用,结果表明:轧辊温度偏差量可控制在±4℃内;铝板带纵向各处的凸度95%以上可控制在目标凸度(20~40μm)范围内。该方法充分发挥了分段冷却系统对板带凸度的控制能力。     

五次CVC辊形曲线的分析与设计

CVC辊形曲线可以利用一套轧辊满足不同轧制规程的凸度控制要求,但常用的三次CVC辊形不具备高次凸度控制能力.为更好地控制复合浪形,进一步提出了五次CVC辊形曲线.通过对五次CVC辊形曲线的凸度控制原理与特点的分析,得出了五次CVC辊形的二次凸度与四次凸度随窜辊的变化规律,并提出了基于初始凸度比的曲线设计思路与方法,实验证明,该设计方法合理有效,能够很好地对现有CVC辊形曲线进行分析和改进.     

AS-UCM机型的开发及其板形控制技术

针对普通UCM平整机组因不能配置分段冷却手段而无法对板形的非对称复杂高次浪形进行精细控制的问题,研发了一套配置工作辊非对称弯辊、中间辊非对称弯辊、中间辊上下非对称窜辊的AS-UCM新机型,定量分析了AS-UCM机型对负载辊缝形状的控制能力,建立了一套适合于AS-UCM机型平整机组的板形控制模型,并在相同初始条件下将AS-UCM机型与普通UCM机型平整机组对非对称复杂高次浪形的控制效果进行了对比,得出了采用AS-UCM机型的平整机组比普通UCM平整机组对非对称高次复杂浪形的控制能力大大增强的结论,从而为平整机组高次复杂浪形的治理提供了参考。     

针对钢卷局部突起缺陷治理的辊型优化技术研究

为解决由冷轧来料带钢断面形状不良而引起的钢卷局部突起缺陷,提出了以合理控制带钢断面形状和比例凸度为目标的热轧工作辊辊型优化方法,利用合理的辊型曲线来补偿磨损辊型等因素对带钢断面形状的不良影响。基于实际生产状况与轧制板形理论的研究建立了优化设计数学模型,设计了辊型曲线并进行了优化计算分析。生产试验表明,优化辊型明显改善了冷轧来料带钢断面形状,钢卷局部突起缺陷治理效果显著,给企业创造了巨大的经济效益。     

热带钢轧机线性变凸度工作辊的研制及应用

为改善轧机的板形调控性能,在分析连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)辊形技术的板形控制特性的基础上,开发出用于热带钢轧机的线性变凸度(Linearly variable crown,LVC)工作辊辊形技术及其相应的板形控制模型。LVC技术的板形调节能力与窜辊量成线性关系,同时与带钢宽度成近似线性关系。在满足宽带钢板形控制要求的同时,提高轧机对窄带钢的板形控制能力,使轧制各种规格带钢时所需弯辊力处于合理的的幅值。在1 700 mm热带钢轧机上一年多的工业应用表明,采用LVC工作辊后,板形控制精度提高30%以上,尤其是轧制高强度钢种时,凸度下降显著,轧制公里数一般都大于55 km,磨损辊形和轧辊消耗与常规工作辊基本一致。     

超宽六辊CVC轧机的凸度调控能力分析

为掌握超宽六辊CVC轧机的凸度调控能力,建立有限元仿真模型,对不同带钢宽度下工作辊弯辊、中间辊弯辊和CVC中间辊窜辊对板廓的影响进行具体分析。仿真结果表明,工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊窜辊均具有相似的调节效果,对于1000mm的带钢,工作辊弯辊的调控能力最强;对于1500mm的带钢,工作辊弯辊和中间辊窜辊的调控能力相当;对于2000mm的带钢,中间辊窜辊的调控能力最强。因此,对于超宽轧机,CVC窜辊对窄带钢的凸度调控效果并不十分理想,会导致轧制窄带钢时出现凸度控制能力不足的问题。通过对凸度调节域进行分析,发现该轧机对四次凸度的控制能力较弱,难以控制超宽带钢生产中的边中复合浪形问题。