六辊UCM轧机中间辊倒角优化

 本文采用影响函数法对UCM六辊轧机的辊系弹性变形进行了分析与计算,研究了不同的中间辊倒角对辊间接触压力的影响,为减少辊间接触压力峰值,优化出了适合不同带宽的中间辊倒角形状参数,从而减缓了轧辊的磨损,避免了轧辊剥落现象。     

四辊CVC冷轧机辊间压力影响因素分析

CVC轧机辊间接触压力分布不均,辊间压力峰值易引起严重的支撑辊不均匀磨损,甚至造成轧辊的剥落。采用影响函数法,分析了轧件宽度、工作辊横移位置、弯辊力以及支撑辊凸度对辊间压力分布的影响;研究了在应力集中最严重的横移位置时,支撑辊端部采用圆弧形倒角和抛物线形倒角时,倒角参数变化对辊间压力分布的影响规律。结果表明:CVC轧机辊间压力成S形分布,在轧辊右端存在较大的应力集中;轧件越宽,应力集中越严重;横移位置为负向最大时,辊间应力集中最严重;增加支撑辊凸度能减小辊间接触压力的峰值,但是对辊间压力分布的改善不明显;弯辊力对辊间压力有较大的影响;使用合适的抛物线形倒角和圆弧形倒角均能很好的减小辊间接触压力的峰值,并使辊间压力分布更均匀。研究结果可为CVC轧机支撑辊辊形设计提供理论依据。     

辊系弹性变形数值模拟与辊型优化

辊间接触压力的不均匀分布是导致支撑辊剥落的主要原因之一。利用数值模拟方法,分析了不同工况条件下的辊间接触压力分布,明确了主要工艺参数如轧制力、弯辊力等对辊间接触压力分布的影响规律,以及辊间接触压力峰值分布与支撑辊剥落带的对应关系。利用变接触支撑辊技术的思想,结合现场实际情况,对支撑辊辊型进行了优化,优化后的支撑辊辊间接触压力峰值得到显著降低,接触压力的不均匀分布也得到了明显的改善。     

HC轧机辊型曲线优化

HC轧机采用中间辊轴向窜动技术,使轧机的横向刚度显著增加,提高了板形控制能力。但由于中间辊轴向窜动后,在工作辊与中间辊、中间辊与支撑辊间形成接触压力峰值,导致轧辊局部磨损及带材表面质量问题。建立了HC轧机板形和断面形状计算模型,研究了支撑辊及工作辊辊型曲线对辊间接触压力分布的影响规律,在此基础上优化了1220HC轧机支撑辊及工作辊辊型曲线。理论计算及工业生产试验表明,在保证轧机板形控制能力前提下,在HC轧机支撑辊及工作辊上采用合适的辊型曲线,可将支撑辊与中间辊间的接触压力峰值降低20%以上,将工作辊与中间辊间的接触压力峰值降低10%以上,从而避免辊间接触压力峰值带来的轧辊局部磨损及相应的带钢表面质量问题。     

六辊冷连轧机中间辊横移过程辊间接触压力分析

 为了使轧机板形控制性能适应带钢规格材质变化,用于连续轧制高档冷轧薄带钢的六辊冷连轧机大都采取中间辊可横移技术。但是,中间辊横移必定使辊间接触压力分布更不均匀,导致出现接触压力尖峰。在中间辊横移过程中,辊间接触压力和横移阻力都会随横移速度的变化而发生改变,并可能导致辊间接触压力在轧辊端部形成更大的压力尖峰,从而造成轧辊磨损不均匀并缩短轧辊的使用周期。通过建立有限元仿真模型,以仿真模拟获得中间辊横移过程中辊间接触压力的变化规律后,优化设计轧辊辊形,并且提出使用非对称弯辊力的方法,实现了辊间接触压力的分布均匀化,降低了辊间接触压力尖峰值,并延长了轧辊的使用寿命。     

辊形配置对辊间接触压力与板形调控影响分析

为系统分析不同辊形配置下辊间接触压力分布形式与板形调控特性,以某1 800 mm热轧生产线使用的2种典型辊形配置为研究对象,建立对应的辊系有限元模型,计算不同带钢规格与调控手段下辊间接触压力分布形式,分析得出常规凸度支撑辊对应的辊间接触压力分布形式与CVC工作辊辊形呈现出明显的对应性,且压力分布形式受轧制规格与调控手段的影响明显小于CVC支撑辊。利用接触压力峰值和不均匀度表述辊间接触压力分布特征,将不同规格与调控手段对辊间接触压力分布特征的影响进行量化处理,得到更为具体的不同参量在整个变化范围内对分布特征的整体影响趋势。同时还对2种辊形配置下不同辊间接触压力对轧机板形调控特性影响进行分析,得出CVC支撑辊对应辊形配置的弯辊力与窜辊位置在板形调控能力上均强于常规凸度支撑辊辊形配置,而不同辊形配置对辊缝形状的影响表现出较为明显的差异,引入辊间接触压力边中比得到调控特性与辊间接触压力之间的具体关系,并结合现场的实际生产数据对仿真分析结果进行验证,研究结果可为现场辊形配置与板形调控提供较好的理论基础和生产指导。     

辊形配置对辊间接触压力与板形调控影响分析

为系统分析不同辊形配置下辊间接触压力分布形式与板形调控特性,以某1 800 mm热轧生产线使用的2种典型辊形配置为研究对象,建立对应的辊系有限元模型,计算不同带钢规格与调控手段下辊间接触压力分布形式,分析得出常规凸度支撑辊对应的辊间接触压力分布形式与CVC工作辊辊形呈现出明显的对应性,且压力分布形式受轧制规格与调控手段的影响明显小于CVC支撑辊。利用接触压力峰值和不均匀度表述辊间接触压力分布特征,将不同规格与调控手段对辊间接触压力分布特征的影响进行量化处理,得到更为具体的不同参量在整个变化范围内对分布特征的整体影响趋势。同时还对2种辊形配置下不同辊间接触压力对轧机板形调控特性影响进行分析,得出CVC支撑辊对应辊形配置的弯辊力与窜辊位置在板形调控能力上均强于常规凸度支撑辊辊形配置,而不同辊形配置对辊缝形状的影响表现出较为明显的差异,引入辊间接触压力边中比得到调控特性与辊间接触压力之间的具体关系,并结合现场的实际生产数据对仿真分析结果进行验证,研究结果可为现场辊形配置与板形调控提供较好的理论基础和生产指导。     

热连轧机支承辊的辊型优化研究与应用

总结并推导了热连轧机支承辊的主要辊型公式,并通过辊系受力有限元计算,对比分析了不同支承辊辊端倒角曲线和倒角参数对辊间接触应力轴向分布的影响;在此基础上,综合考虑热连轧机的设备参数、工艺参数等条件,以提高辊间压力轴向分布均匀性、弯辊力调控效果和出口板形质量为优化目标,开发了支承辊辊型优化计算程序。针对某热连轧机支承辊在实际生产中存在的问题,计算得到两种优化的支承辊辊型曲线;对比优化辊型支承辊上机使用前后各1年的数据,新辊型支承辊下机辊面状态明显改善,辊型保持率提高,边部硬化程度减弱,从而进一步优化了支承辊的受力和磨损状态,提高了支承辊的使用安全性。     

首钢3500 mm中板轧机辊型研究与应用

采用影响函数法建立轧辊的弹性变形解析模型,针对首钢3 500 mm中板轧机在轧制过程中,支承辊端部出现剥落或掉肉现象,根据首钢中板厂的轧制工艺,分析了不同板宽、不同轧辊辊型、不同轧辊端部倒角以及直倒角参数对辊间压力分布的影响规律.研究结果表明,在轧制能力范围内,轧件越宽,轧辊采用凹辊型可以使辊身部的辊间压力分布更为均匀;倒角的选择和改变直倒角的参数都会相应地改变端部的应力集中现象.研究结果为该轧机的辊型的改造和配置以及提高轧辊寿命提供了理论依据.     

中厚板辊型设计中压力沿辊身分布算法

为了使中厚板轧机辊型设计快捷且保持辊间各点接触压力相等,利用了压力沿板宽方向呈二次分布、板边缘处变形为平面变形的计算处理,从而使辊型设计更为方便.同时引入辊间接触压力的中、边部比值概念并作合理选择,使设计出的辊型更加完善.生产实际应用表明,新设计的辊型不仅明显降低了板凸度,同时使轧辊磨损均匀,辊耗量大大下降.     

热连轧机支承辊辊型曲线多目标优化设计研究

以850 mm四辊热连轧机组为研究对象,建立了轧辊辊间接触压力和板形计算模型,以均匀辊间接触压力分布和带钢板形良好为目标,对热连轧机精轧机组支承辊辊型曲线进行了多目标优化设计。理论计算表明,优化后的支承辊辊型曲线均匀了辊间接触压力分布,降低了辊端接触压力峰值,同时能够提高弯辊力对板形的控制效果。工业生产试验后正式推广使用,支承辊掉肩和掉肉现象得到了有效遏制,带钢板形良好。     

轧机辊间压力和轧制压力分布函数解析

通过对轧辊变形及轧辊间接触条件的分析，证明了辊间压力和轧制压力多顶式分布假设的局限性。根据压力耦合求解模型导出了试验结果吻合的轧制压力和辊间压力分布函数。