冷轧极薄规格带钢羽痕缺陷生成机理与控制

针对双机架平整机生产极薄规格带钢时表面出现的羽痕缺陷生成机理进行了分析。通过研究发现,羽痕生成是由于极薄规格带钢在宽度方向上由轧制力和张力共同作用下出现不均匀变形,该变形产生的分界线在平整过程中出现了不均匀延伸;而在平整过程中由于弯辊和窜辊的预设定参数不合理、单位张力设定偏低、平整过程中弯辊力与轧制力不匹配等因素导致带钢局部延伸偏大,形成了明显的浪形,此浪形若经过平整机辊缝碾压则生成羽痕缺陷。通过将平整机设定张力提高30%、调整板形曲线为1~8 IU的大边浪、依照带钢厚度调整平整机板形预设定参数以及开发轧制力弯辊力跟随控制模型等措施,极薄规格带钢羽痕缺陷带出品由 206降至51 t/月,基板表面质量满足了国内外多家高端用户的要求。     

基于工作辊辊形优化的RCM轧机同板差控制技术

硅钢在冷轧过程中带钢边部减薄产生边降,导致冲压叠片后产品尺寸不一,影响产品使用,为减少边降影响,设计使用三次函数辊形,通过使用凸度辊减少带钢轧制过程中的边降,提高产品尺寸精度,降低冲压不良率。     

UCM轧机工作辊辊形设计及应用

 UCM轧机采用传统倒角工作辊生产硅钢时,易出现带钢边部拉紧断带问题,影响生产节奏。为解决该问题,自主设计EDC防断带工作辊辊形,通过反圆弧设计减小边部倒角变化率,均匀化带钢边部应力,保证轧机边降控制水平不降低前提下提高生产稳定性。EDC工作辊辊形曲线呈两侧对称分布,单侧包括中间平辊段、防断带控制段和跑偏控制段。由于UCM轧机不具备工作辊窜辊功能,根据产品宽度分布规律划分多个宽度区间,设计多套辊形适应不同宽度区间的轧制。采用数值模拟技术建立带钢轧制三维弹塑性有限元模型,模拟分析了传统倒角工作辊与EDC工作辊辊形的带钢边部应力情况及边降控制效果,结果表明,EDC工作辊辊形对应带钢边部应力明显减小。在相同弯辊力条件下,EDC工作辊辊形对边降改善效果更为明显,在不施加弯辊力情况下,传统倒角工作辊对应带钢边降量为15 μm,EDC工作辊辊形对应带钢边降量为8 μm,边降控制效果优于传统倒角工作辊。辊形参数编写到Python软件实现曲线参数高效自动化求解,能够根据现场辊形使用情况及产品边降需求调整辊形参数大小,具有一定灵活性。将EDC工作辊辊形曲线应用于某1 420UCM酸连轧机组调试,现场板形正常,生产稳定,同板差不超过7 μm达标率由单圆弧辊形32%提升至56%,增幅达到75%,效果提升显著。同时,机组断带率由0.1%控制到0.02%以下。     

高强钢SFB700热轧板形缺陷的成因及控制措施

分析3.0～6.0 mm厚规格的SFB700热轧板边部浪形缺陷的形成原因,主要在于轧制精轧出口板型控制边浪趋势,与带钢在轧后冷却时边部冷却不均有关。通过优化精轧板形控制策略、调节层冷区域两侧水量差及侧喷水角度减少边部浪形缺陷的产生,并采用新的平整工艺有效消除边部浪形,显著降低了SFB700边浪缺陷的发生率。     

带钢横向厚度控制不均对退火板形的影响分析

带钢横向厚度控制不均,会使带钢在退火过程中产生横向温度差异和横向张应力分布差异,而横向温度和横向张应力分布存在差异会使带钢横向各位置处产生纵向延伸不均,进而导致退火带钢板形不良。以实际生产过程中带钢横向厚度控制不均的典型现象为切入点,分析带钢横向厚度不均对退火板形的影响,对分析和改进退火板形有一定的指导意义。     

1500mm热连轧五次CVC辊形凸度控制能力分析

山西建龙1500mm热连轧产线工作辊辊形采用了五次CVC辊形,该辊形具有二次、四次凸度的综合控制能力,其辊形函数决定了辊形的凸度控制能力。为更加充分发挥现场五次CVC工作辊辊形的板形控制能力,结合实际工作辊辊形函数,通过数学的方法进行了深入的研究,发现了五次CVC辊形的辊缝二次凸度与窜辊量成近似线性关系,四次凸度与窜辊量成线性关系;辊形四次凸度控制能力随带钢宽度的减小而下降,辊形二次凸度控制能力随带钢宽度的变化成非单调变化,当所轧制带钢超出某一宽度时,带钢越宽二次凸度控制能力越弱;轧制较宽带钢时,工作辊越往负窜,对带钢边部越产生较大压下,越往正窜,对带钢中部越产生较大压下的问题。     

基于有限元法的拉伸弯曲矫直过程板形控制分析

 板形是带钢质量的重要判定指标,常见的板形缺陷有边浪、中浪、1/4浪等,其实质是残余应力在带宽上的分布不均。拉伸弯曲矫直机通过张力辊组、弯曲辊组和较真辊组的共同作用,使带钢在低于屈服强度的张力作用下发生塑性延伸,从而有效消除浪形缺陷,改善板形,提高带钢质量。然而在拉伸弯曲矫直机的设计和使用过程中,对拉伸弯曲矫直机参数的调整多基于经验,缺少理论指导。为了定量分析拉伸弯曲矫直机参数对浪形缺陷的改善效果,使拉伸弯曲矫直机在实际生产中发挥更好的作用,以某1 450 mm带钢酸洗冷轧生产线上的拉伸弯曲矫直机为研究对象,使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA基于三维弹塑性有限元法建立了拉伸弯曲矫直机模型,对拉伸弯曲矫直机矫直过程进行了模拟,分析了张力和插入深度对初始浪形分别为边浪和中浪的带钢矫直后板形的影响规律。结果表明,经过拉伸弯曲矫直的带钢浪形缺陷得到显著改善;插入深度和张力对初始浪形缺陷分别为边浪和中浪的带钢板形的影响规律一致;3个辊组中矫直辊组的插入深度是影响带钢板形的主要因素,随着矫直辊组插入深度增大,带钢矫直后板形由边浪转变为平直,且随着矫直辊插入深度进一步增大,板形又由平直转变为边浪;随着入口张力增大,带钢矫直后板形由边浪转变为中浪。     

热轧辊型技术对冷轧钢卷局部突起缺陷的抑制

为解决由热轧带钢不良断面形状遗传到冷轧带钢而引起的钢卷局部突起缺陷,在分析猫耳形磨损辊型对热轧带钢断面形状不良影响的基础上,提出了以抑制热轧带钢边部增厚和局部高点相对高度为目的的工作辊余弦辊型.模拟计算和实验表明,余弦辊型明显改善了带钢断面形状、降低了边部增厚和局部高点的相对高度,解决了冷轧钢卷局部突起缺陷问题,并为现场解决类似问题提供了新思路.     

冷轧机工作辊非对称弯辊的板形调控理论研究与应用

为减少冷轧带钢的非对称板形缺陷的产生,设计了工作辊非对称弯辊控制系统.应用影响函数法计算辊系变形,同时考虑辊缝中金属横向流动对带钢出口横向张力分布的影响,通过迭代法计算出工作辊两端施加不同弯辊力后的辊间压力分布、出口厚度横向分布以及出口横向张应力分布.理论分析结果表明,工作辊非对称弯辊可以在一定程度上改善辊间压力分布不均,减轻轧辊磨损和减少轧辊掉皮事故的发生,降低带钢边部的非对称板形缺陷.实际应用结果证明,当倾斜调整量小于10%时,应用工作辊非对称弯辊替代倾斜调整,可以获得更好的板形精度.      

热轧带钢残余应力相关板形缺陷机理分析及攻关措施

对残余应力相关板形缺陷归纳统计,按产生机理划分为瓢曲与翘曲两大类问题,侧弯与C翘分别是瓢曲和翘曲典型代表缺陷。侧弯与浪形存在相互对应关系,分析显性浪形、隐性浪形控制现状,发现精轧存在人工修改目标凸度设定值现象;建立平整机三维有限元模型,对比分析不同凸度带钢平整后横向应力分布情况,采用“小凸度+空过平整”措施,侧弯平均值从15.2降低至4.97 mm。因下支撑辊传动,带钢变形区存在搓轧区导致带钢上下表面应力差,导致C翘缺陷产生,这种现象通过动态显性有限元分析进一步得到验证,对比分析工艺参数,开展试验设计(DOE),通过工艺参数优化,C翘平均值从27.6降低至10.5 mm。     

1 580 mm精轧机组大凹辊控制硅钢板形的研究及实践

热轧硅钢断面轮廓对冷轧横向厚差有重要影响,尽可能减小热轧硅钢边降有利于减小冷轧成品横向同板差。为了改善热轧硅钢边降较大、轧制周期短的问题,在1 580 mm精轧机下游F5～F7机架尝试使用大凹辊辊型,总结了大凹辊辊型应用前后热轧硅钢断面板形指标、冷轧横向同板差和工作辊磨损改善情况,分析了大凹辊辊型对硅钢边降和轧辊磨损的影响。实践发现使用大凹辊辊型可有效延长轧制千米数,减小轧制末期硅钢边降,改善冷轧成品横向同板差。     

DR9镀锡板板形控制技术研究与应用

针对DR9镀锡板在二次冷轧和镀锡拉矫过程中存在的边浪及翘曲等板形问题,分别在二次冷轧、卷取、拉矫等3个镀锡板板形控制的关键工艺环节开展二次冷轧机的板形控制能力与辊形配置及辊端压靠现象、卷取过程带钢板形缺陷变化、镀锡拉矫机对带钢板形翘曲缺陷的调控性能等方面的分析研究。确定了该边浪及翘曲板形缺陷产生的原因与规律,提出了全流程DR9镀锡板板形控制策略与系列板形控制技术,并在首钢京唐镀锡板生产线投入生产应用,使二次冷轧后DR9镀锡基板的板形缺陷由原来20 IU的边浪改善为5 IU的中浪,边浪板形缺陷完全消除,镀锡拉矫后DR9镀锡板的板形缺陷也明显改善,带钢翘曲高度由35降至10 mm以内。     

马钢热轧CSP锥辊使用技术

随着硅钢产品板形质量要求日趋严苛,冷轧工序对热轧带钢板形要求也越来越高,其中边降是硅钢板形中的一项重要指标。针对CSP同宽轧制引起带钢边部减薄严重、成材率低等问题,开发了边部带锥度的非对称工作辊边降控制新技术。分析了CSP辊形配置的板形控制特点,并在下游机架引入了锥度工作辊辊型,介绍了锥辊边降控制原理以及主要特征参数的设计方法。结果表明,新辊型配置方案投入现场连续应用后,明显改善了带钢边降控制效果。     

980 MPa级冷轧超高强度双相钢边裂原因分析与工艺优化

汽车用超高强度双相钢CR550/980DP冷轧边裂问题,严重影响热轧/冷轧工序界面生产顺行,易造成冷轧机架间及连退炉内断带事故,成为超高强度双相钢生产的难题。基于高温热塑性曲线和热轧动态CCT曲线,采用对显微组织、力学性能、裂纹扩展分析等手段明确冷轧边裂产生原因。试验结果分别指出,精轧阶段带钢横向温度分布不均匀、边部温降大,导致在第Ⅲ脆性区轧制;同时,受Nb作用再结晶温度提高,边部低温区为未再结晶区轧制;当应变量超过塑性极限、轧制力超过边部热强度时,形成热轧卷边裂。边部形成细小弥散的铁素体(F)和马氏体(M)两相组织,不协调应变将导致F/M相界面产生应力集中而形成裂纹;裂纹以微孔聚集方式进行扩展,形成热轧卷无边裂-冷轧边裂现象。通过投用边部加热器和优化初轧定宽量、精轧入口温度、精轧机架间冷却水、终轧温度、卷取温度等措施,实现热轧卷边部质量改善、解决边裂问题。     

单锥度辊冷连轧机的板形调控特性

 为了拓展宽幅硅钢等对边降有特殊要求的高端产品的规格,提升某1700mm冷连轧机组的带钢边降控制功能,克服生产中存在的单锥度辊窜辊行程小、窜辊功能使用不充分、边降波动明显等问题,对单锥度工作辊辊形及边降控制窜辊策略进行了研究,提出了单锥度辊边降控制段的设计方法。运用ANASYS 9.0建立了单锥度辊轧机三维有限元仿真模型,分析了轧机的板形控制特性。采用影响系数法,建立了冷连轧静态综合分析数学模型,研究了来料厚度波动和来料硬度波动对冷连轧机生产产生的影响。通过分析可以看出：单锥度辊轧机通过工作辊窜辊可增强其辊缝横向刚度,提高了轧机克服来料波动能力和轧制的稳定性。现场轧制试验表明：采用该单锥度辊及窜辊策略,带钢边降由14.9μm下降至7.5μm,边降波动被控制在±5μm范围内,边降波动得到了一定的抑制。     

无取向电工钢热轧楔形问题分析与控制

电工钢板形质量要求严苛,无取向电工钢热轧生产中存在的较大楔形,给冷轧等后工序生产带来了严重的困难,成为制约电工钢产品质量的重要因素。首先通过中间坯断面形状测量统计、红外热像观测和轧辊磨损测量等方法对电工钢热轧楔形问题进行分析,然后通过基于电工钢实际材料模型的有限元仿真分析来料楔形、轧辊不均匀磨损和单相区以及两相区温度不均匀分布等因素对轧后带钢楔形的影响。分析结果发现,来料楔形在后续对称轧制条件下可减小但很难完全消除;工作辊磨损倾斜对楔形的影响比支撑辊更大;横向温度倾斜对楔形的影响最大,较小的横向温差即引发巨大楔形,两相区轧制时横向温度倾斜引发的楔形比单相区大。基于以上研究,针对性地提出无取向电工钢楔形控制措施,并分析控制效果。     

冷轧工作辊热凸度及其对板形影响

冷轧过程中工作辊的热凸度变化是决定带材板形质量的重要因素,研究分析工作辊的热变形及其对板形的影响对于提高带材质量有着重要的意义.以某厂1 450 mm冷连轧生产线为研究对象,运用大型有限元分析软件ANSYS与LS-DYNA分别建立四机架与五机架的工作辊二维热凸度有限元仿真模型和三维有限元轧制仿真模型,并将2个仿真模型相...     

高强集装箱板冷连轧轧制研究与应用

高强集装箱钢板是指屈服强度在700 MPa以上、抗拉强度在800 MPa以上的集装箱用钢板,一般为冷轧产品。此种高强钢在冷连轧时频繁出现带尾边裂、跑偏断带、板形突变等问题,轧制稳定性差、轧制难度极大。对上述轧制过程中出现的问题进行了深入系统分析,提出了热轧生产线采用带钢全长U型分布卷取、冷连轧跑偏自动调整倾斜控制技术、带钢头尾弯辊自动补偿功能等技术措施,有效解决了高强集装箱板轧制过程中的边裂、断带、板形不良的问题,取得了良好的实际效果。     

横向温度分布对无取向电工钢热轧板形的影响

摘要： 电工钢热轧凸度和楔形难以满足日益增高的板形质量要求。为了揭示横向温度分布对无取向电工钢热轧板形的影响规律,建立了三维弹塑性有限元模型,有限元模型中的带钢材料模型以其热塑性本构模型为依据进行设定。通过有限元仿真计算分别研究了电工钢热轧过程两相区和单相区轧制温度条件下带钢横向温度抛物线分布、边部温度下降和横向温度倾斜分布3种典型温度分布特征对板形的影响规律。研究发现,两相区轧制时,横向温差易引发凸度增大、边降增高等板形问题;单相区轧制时,横向温差则会导致凸度减小甚至下凹、边部翘起等问题;较小的横向温度倾斜分布即会引发巨大的楔形缺陷。电工钢热轧过程应严格控制横向温差,以降低其对板形的不良影响。