布洛·诺克斯公司的轧辊凸度调整系统

布洛·诺克斯铸造和轧制机械公司不断努力改进黑色和有色金属工业板带轧制的板形和辊型,新近研制和安装的“凸度可鼓胀的轧辊”——(I-C)辊是其成果之一.这种新结构轧辊既可用作二辊轧机的工作辊,又可用作四辊轧机的支承辊.     

1220冷连轧机板形控制性能综合改善

针对1220冷连轧机生产中存在的板形问题，将理论分析、计算机仿真与现场实验相结合，全面研究其原料特点和板形控制的装备、工艺、数模技术现状后，提出合适的板形控制策略，并重新设计辊系初始辊形、建立板形控制目标曲线、调整弯辊力模型，提高了连轧机组板形控制性能和板形控制系统精度，使产品板形质量、轧制稳定性和轧辊表面磨损状态明显改善。     

四辊轧机弹性变形解析模型的研究

在四辊轧机的轧制过程中,辊系的弹性变形、轧制压力分布等都很复杂,现有的辊缝形状解析模型一般都计算繁琐,不能直接应用于板凸度的在线控制。针对轧制过程中轧辊的弹性变形和轧辊与轧件间的相互作用,通过对四辊轧机辊系变形和具体的受力状况分析,从理论上详细推导了直观的辊缝形状函数,明确了其与相关因素的对应关系。同时,为了验证模型的准确性,采用该模型对某“1 4”铝热连轧机的精轧末机架的出口板凸度进行了理论计算,并与在线所测得数据进行比较,其计算结果表明计算精度高,误差在15%以内。因此,该模型具有重要的理论意义和实用价值,为板形的预报和控制提供基础。     

WRS轧机板形控制机理

作者在实验的基础上对WRS轧机的板型控制进行了理论分析,闸述了弯辊与移动量对板形控制的影响。可为普通四辊轧机的改造提供参考。     

六辊轧机非对称轧制过程板形模型与控制应用技术(Ⅰ)——六辊轧机非对称轧制过程中板形机理模型及其应用

针对六辊轧机轧制过程中存在的带材跑偏、工作辊与中间辊及支撑辊辊型不对称、来料断面形状分布不对称等问题,充分考虑到六辊轧机的设备特点与非对称轧制的工艺特点,建立一套适合六辊轧机非对称轧制过程的板形模型,并通过试验验证了模型的精度。同时,将相关模型应用到生产实践,编制出相应的板形预报分析软件,实现机组对板形的定量控制,降低了板形封闭率,给企业创造了较大的经济效益,该模型具有进一步推广应用的价值。     

基于单纯形搜索的CVC冷轧机板形预设定模型

针对某双机架可逆四辊CVC(Continuous Variable Crown)冷轧机轧辊服役后期带钢出现二肋浪的情况,采用影响函数法对轧辊磨损前后轧机的板形控制特性进行了对比分析。综合考虑轧辊热辊形、磨损辊形以及辊系弹性变形和带钢张应力分布,结合轧机的板形控制策略,以加权的二次板形和四次板形偏差平方和为目标函数,利用二维单纯形搜索法开发了板形控制预设定模型。研究结果表明:工作辊磨损量较小,对轧机板形控制性能的影响较小;支撑辊磨损后期,带钢的二次凸度变化较小,而四次凸度值显著变大。现场工业实验表明该模型给出的预设定值提高了带钢的板形质量和板形控制的稳定性,减少了支撑辊服役后期带钢的板形缺陷,为改善该轧机产品的板形质量提供了理论参考。     

基于有限元和PSO-BP法的20辊轧机轧制板形预测

针对20辊轧机轧制板形受到多重因素影响、难以精确预测的问题,基于有限元和PSO-BP法,建立20辊轧机轧制板形质量预测模型。根据20辊轧机轧辊间的位置关系,基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA,考虑轧辊弹性变形、板带塑性变形与摩擦等因素,建立20辊轧机辊系有限元模型,分析板宽、厚度、张力、速度等因素对板形指数的影响;综合考虑不同轧制板形影响因素,以板形指数作为板形质量衡量指标,基于BP神经网络建立轧制板形质量预测模型,采用粒子群算法优化BP神经网络板形质量预测模型的权值和阈值,提高板形预测精度。     

液压轧机轧线标高调整方式

液压压上四辊薄板轧机,压上液压缸设置在下支承辊轴承座的下面。该类轧机轧制线标高通常以上工作辊下表面为基准面予以给定。当上辊系(上工作辊,上支承辊)用具有位移显示的调零机构(电动压下或斜楔机构)调到指定的位置(理想轧制线标高)后,轧制线标高也就确定了。实际生产中,轧辊都有一定的辊径使用范围,因此轧辊重磨后再装到轧机上,必定导致轧制线标高有所变动,为了稳定生产,允许轧制线标高有所变化,但范围是有限制的,一般给定一个轧制线标高最大变动量△_(max),允许轧制线在0～△_(max)之间变动与调整。     

四辊轧机辊系间的轴向摩擦力对辊系轴承寿命的影响

四辊轧机工作辊轴承和支承辊止推轴承失效的主要原因是它们在工作中所受的轴向载荷过大。工作辊与支承辊轴线的不平行引起其接触面的轴向相对滑动 ,由此产生轴向滑动摩擦力 ,使轧辊轴承最终失效。通过对辊系的分析 ,给出了解决该问题的新的设计思路 ,对新轧机的设计和旧轧机的改造具有指导意义     

350mm冷轧机刚度测定研究

1.轧机刚度的概念轧机刚度是轧机最主要的性能参数之一,它与轧制的钢板质量有密切的关系,在轧机的调整操作、辊缝设定、厚度控制及新轧机的设计中都要用到轧机刚度的概念。为了摸清某厂φ170/φ100×350mm三机架冷连轧机的机械特性,提高连轧辊缝的调整精度及产品质量(厚差及板形的控制水平),以及进一步完善轧制工艺制度和挖掘设备潜力,进行了测定研究。在轧钢时,轧制力通过轧辊、轴承、压下螺丝等传至机架,轧机上这些受力部件在轧制力的作用下产生了弹性变形。因此,轧机受力时轧辊之间的实际间隙比空载时大,轧机的辊缝增大量称为弹跳值。反映弹跳值随轧制力变化的曲线称为轧辊的弹性曲线,它并不是一条直线,在小压力范围内,为一弯曲段,然后近似成为一直线。这个非线性区并不稳定,每次换辊都会     

四辊轧机轧辊弹性变形解析模块的开发

采用影响函数方法开发了四辊轧机轧辊弹性变形解析模块，完善了辊间压扁和工作辊压扁影响函数计算模型，克服了轧辊压扁影响函数计算过程浮点数被零除的缺陷，提出了平滑指数和收敛指标取值的处理方法，有效地解决了四辊轧机辊系弹性变形计算精度及收敛问题。该模块适应于普通四辊轧机、PC轧机和CVC轧机轧辊弹性变形计算，为热轧带钢板形控制提供了解析工具。     

四辊轧机的轧辊应力及辊间压力

为深入进行轧辊破坏机理的研究,对四辊轧机轧辊的应力场及横向压力分布作了计算分析。用三维弹性力学有限单元法,解出了轧制状态下轧辊的空间应力场及应变场,提供了工作辊在弯曲、扭转及接触状态下综合的应力数值。用有限单元法,求出各种状态下工作辊与支承辊的辊间压力分布曲线,以及不同压力分布对辊系应力状态的影响,并用光弹试验做了验证。     

四辊轧机的辊型设计及辊型调整

1.轧辊弯曲挠度的计算若忽略轧件轧制后弹性恢复的变形,则板材沿宽度的形状及尺寸决定于轧制时轧辊间的辊缝形状及尺寸。影响四辊轧机辊缝形状的因素是:(1)热膨胀;(2)磨损;(3)弹性压扁,包括变形区轧辊的弹性压扁和工作辊与支承辊间的弹性压扁;(4)弹性弯曲;(5)原始磨削形状。变形区工作辊与轧件接触引起的弹性压扁只对板材边部有影响(边部变薄),辊型设计时一般可不予考虑,只对轧制单一品种(带钢宽度不变)的四辊轧机以及多辊轧机装置有轴向调整机构时才必须考虑。实验研究指出,四辊轧机轧辊间纵向相互弹性压扁的分布曲线(图1)和纵向压     

有限元法计算铝带轧机的辊系变形

用ANSYS有限元方法建立了铝带轧机辊系变形数学模型。分别计算了不同轧件宽度时各轧制道次辊缝处轧辊的变形，以及工作辊与支持辊间的压扁和压力的轴向分布。分析了不同轧件宽度时各道次铝带的比例凸度及对板形的影响，与现场板形目测情况吻合。该计算方法可用做厚度大于0.1mm的铝带轧机辊系变形数学模型。     

现代冷带轧机偏移距和微跑偏机理

现代冷带轧机的偏移距设置源于保证轧机辊系稳定性的力学约束 ,靠轧机辊系在负载状态下作用于轧辊的水平力来实现。偏移距与水平力 (稳定性 )成某种比例 ,在专业教科书及参考书中都有详细的介绍并给出计算方法。然而 ,其力学约束在轧制动态过程中不稳定而失效 ,偏移距便失去设置意义却留下较大的水平力后患 ,引起一系列“随机”事故 ,困扰轧制生产。另外 ,在轧机负载时由轧机支承辊、轴承座、机架及连接挡板组成的辊系产生“轧制线微跑偏”现象 ,对其危害至今没有被人们所认识 ,因而未能对症解决相关的事故。偏移距设置和轧制线微跑偏皆属轧机在负载状态下辊系的微尺度(轧辊弹性变形和轴承座 -机架运动副间隙 )行为 ,研究实践表明是可以控制的     

国产首台宽幅十二辊冷轧机通过鉴定

由北京泰隆自动化设备有限公司研制的国产 14 0 0mm多辊可逆冷轧机已通过江苏省科技厅组织的科学技术成果鉴定。这是国内辊面最宽并已投入工业运行的十二辊单机可逆冷轧机。专家认为 ,该轧机设计合理、正确 ,其可将轧制力作用于辊身长度边缘及外侧 ,使轧辊在轧制过程中产生较小挠度 ,形成闭口孔型 ,保证稳定轧制 ;并通过其具有自主知识产权的专利“直接作用式多辊轧机板形控制装置” ,使下工作辊产生一定的向上弯曲以控制辊缝形状 ,从而控制带钢的板形。该 14 0 0mm十二辊宽带钢可逆冷轧机 ,是一套全液压轧机 ,由于采用了整体机架、上下分开…     

1400 mm十二辊轧机轧制薄带的板凸度控制

将轧件塑性变形轧制压力计算与十二辊轧机辊系弹性变形的MSC. MARC有限元计算相结合,建立了十二辊轧机轧制薄带的板凸度控制的计算方法。通过预设轧件板凸度计算的轧制压力以及在该轧制压力作用下1400 mm十二辊轧机辊系之间的弹性变形迭代计算,确定了轧机中间辊单侧锥度变化对ST12薄带板凸度、辊系之间的压力分布以及工作辊位移影响规律,同时通过优化计算辊系的中间辊单侧锥度变化,使该轧机轧制的ST12薄带产品横向同板差平均下降超过35%,其生产的0. 1～0. 3 mm厚度薄带产品板形控制达到0. 5～1. 0 mm/2 m以下,从而有效提高该轧机轧制的薄带板凸度和板形控制能力。     

六辊轧机非对称轧制过程板形模型与控制应用技术(Ⅱ)——六辊轧机非对称轧制过程中板形分布规律及其控制技术

针对六辊轧机工作过程中存在的带材跑偏、工作辊与中间辊及支撑辊因磨损不对称等因素而引起的实际辊型不对称、来料板形及断面形状呈不对称分布等非对称轧制问题,以某冷轧厂1220平整机组为研究对象,定量分析了带材跑偏、来料断面形状不对称、工作辊辊型不对称、中间辊辊型不对称和支撑辊辊型不对称等典型非对称轧制情况下轧机的出口板形分布规律,并在此基础上研究了非对称轧制过程中的板形控制策略,提出了相应的板形控制技术,并将其应用到生产实践,编制出一套《1220六辊平整机组非对称轧制过程板形控制软件》,利用该软件定量分析了相关技术的板形控制效果,为机组的设备改造以及最终解决非对称轧制所带来的板形问题奠定了坚实的基础。     

HC冷轧机静态特性有限元分析

通过分析1720HC冷轧机工作原理及性能特点,建立了1720HC冷轧机工作机座三维模型及有限元模型。与以往模型相比,该模型充分考虑了由于窜辊、辊形、单侧驱动等因素带来的辊系不对称缺陷,最大程度减少了假设,极大提高了计算精度及结果可信度。按1#轧机最大轧制力施加载荷,在进行接触设置、约束后进行有限元模拟,得到最大轧制力下,工作机座应力、应变分布规律。其后分别对辊系及机架进行强度和刚度分析,并计算出轧机工作机座刚度为12470kN／mm。分析认为轧机结构合理,满足生产要求。计算结果不仅为HC冷轧机工作机座的结构设计提供理论指导,且对板形控制及轧制规程的制定具有实用价值。     

CVC轧机实验研究

1 前言为了进一步消化CVC轧制技术,作者将燕山大学轧钢研究所φ200二辊轧机改造为四辊CVC轧机,进行了工作辊移动和液压弯辊的板形控制试验,机构如图1所示。