二次冷轧机组工作辊温度场与热行为仿真研究

轧辊的热行为,特别是工作辊的热凸度及其变化是带钢轧制过程中的主要干扰因素之一,严重影响到轧制过程中尤其对薄板板形的控制。某厂二次冷轧机组主要生产极薄规格DR材产品,带钢最薄可达0. 1mm,由于该机组非冷连轧机组,轧制过程不连续,每卷带钢轧制间歇期较长,导致轧制区热凸度不稳定,影响生产的产品板形质量,故对该机组轧辊热行为研究是需要解决的重要问题。本文以该机组为研究对象,基于ANSYS有限元仿真软件,建立1#机架大小辊工作模式下工作辊温度场与热凸度有限元仿真模型,计算轧制过程中工作辊温度场和热凸度变化,为辊缝控制精度的补偿控制提供了依据,提高机组产品板形质量。     

4辊CVC热带钢连轧机轧制过程的仿真

采用流面条元法分析带材的三维塑性变形，影响系数法分析辊系的弹性变形，并将二者耦合，建立了4辊CVC轧机板形和板凸度的分析计算模型，并对4辊CVC热带钢连轧机的轧制过程进行了仿真。仿真结果表明，4辊CVC轧机具有很擅的板凸度和较强的板形控制能力；建立的仿真模型实用可靠，仿真精度较高，为4辊CVC轧机热轧带材板形和板凸度的仿真与分析提供了理论基础。     

热带钢连轧机板形设定控制数学模型

将轧件三维塑性变形模型、辊系弹性变形模型和轧后带材失稳判别模型联立，组成完整的板形分析和控制数学模型，对１６６０ｍｍ七机架热带钢连轧机进行了板形设定控制的计算，板形和板凸度的实际控制效果良好。     

热带钢材轧机板形设定控制数学模型

将轧件三维塑性变形模型，辊系弹性变形模型和轧后带材带失差别模型联立，组成完整的菜分析和控制数学模型，对１６６０ｍｍ七机架热带钢轧机进行了板形设定控制的计算，板形和板凸度的实际控制效果良好。     

冷连轧机ESS辊型板形控制性能分析

以某2 230 mm六辊五机架冷连轧机为研究对象,采用ABAQUS有限元软件平台建立了具有中间辊ESS辊型的三维非线性轧机仿真模型。通过数值模拟,分析了工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移等板形调控手段综合作用下的板形控制域的变化规律。同时,系统研究了不同工作辊弯辊力、中间辊弯辊力和中间辊横移量等参数对带钢二次凸度和四次凸度的调控性能。现场应用结果表明,ESS辊型轧机对带钢板形和横向厚度均具有良好的控制作用。     

板宽对4辊CVC热轧机板形控制能力的影响

采用流面条元法分析带材的三维塑性变形，影响系数法分析辊系的弹性变形，并将二者耦合，建立了4辊轧机板形和板凸度的分析计算模型，并针对板宽对4辊CVC热带钢轧机板形控制能力的影响进行了仿真研究。仿真结果表明，随着板宽的增加，出口板凸度先增大后减小，辊缝变得越来越平缓；单位宽度辊间压力增大，且沿横向的变化比较均匀；板带的宽展减小。对热带钢轧制，乃至厚板轧制具有重要的意义。     

梅钢热连轧机组F4／F5机架工作辊辊型研究

针对梅钢1422mm热连轧机组F4／F5机架工作辊使用负凸度辊型时存在弯辊力经常达致负极限且F4与F5机架间存在中浪板形缺陷的问题，提出了在F4／F5机架工作辊上应用类似于CVC和SMARTCROWN的轴向移位可变凸度的曲线辊型技术，在通过辊型变形仿真计算确定了轧机所需要的工作辊凸度调节范围后，根据轴向力最小的原则自行研制了针对F4／F5机架工作辊曲线辊型，命名为MHW辊型，经生产试验使用并进一步优化设计后，此曲线工作辊辊型已实现了生产稳定应用。生产使用表明，此工作辊辊型很好地改善了负凸度工作辊辊型存在的问题，并显著提高了机组的实物板形质量。     

HC冷连轧机弯辊力饱和分析及调控策略

四机架六辊HC冷连轧机组末机架在采用光辊轧制时,工作辊弯辊力常处于饱和状态,致使板形调控能力不足,板形缺陷很难消除或进一步降低,影响了板形质量的持续提升.为此,收集并统计了部分热轧卷的板凸度及其分布,结合前三机架弯辊力的分布特点,分析了热轧来料凸度与冷轧末机架承载辊缝形状的匹配关系及对弯辊力的影响.同时分析了利用中间辊...     

七机架热连轧机组板形综合控制技术

针对七机架热连轧机组机架数量多,轧制工艺复杂,各机架控制能力得不到充分发挥而造成轧件板形出现中浪、边浪以及复合浪等问题,充分考虑七机架热连轧机组设备结构特点,同时结合轧制工艺条件,采用相对长度差法来表示轧件板形值,并以轧机有载辊缝为桥梁,根据辊系弹性变形模型与金属变形模型的耦合关系进行求解,建立热连轧机组板形预报模型。根据工作辊弯辊力和窜辊量对轧件板形可快速调整的特点,结合现场实际生产情况,确定工作辊弯辊力和窜辊量的研究范围,通过板形预报模型定量分析不同工作辊弯辊力和窜辊量情况下轧机有载辊缝凸度和轧件板形的变化过程,得到轧件板形的调控域,在此基础上提出板形综合控制策略。同时为了保证轧件凸度要求和避免轧辊过度磨损,提出各机架轧件出口厚度精度和辊间压力均匀度约束条件,并以各机架轧件板形波动最小为目标函数,对工作辊弯辊力与窜辊量进行综合优化,开发出适合热连轧机组板形综合控制技术。将该技术应用到某2 050热连轧机组生产实践,结果表明,典型规格产品在工作辊弯辊力和窜辊量优化后,轧件在热连轧过程中板形质量明显改善,轧件出口板形由10.5 I改善到4.8 I,现场应用效果良好。     

1 800 mm CSP轧机板形调控特性分析

 为掌握1 800 mm CSP轧机的板形调控特性,以某1 800 mm CSP轧机为研究对象,建立了不同机架的有限元模型。利用有限元模型分析了不同带钢宽度下的弯辊力与窜辊对带钢板廓的影响,计算出上、中、下游机架的板形调控特性,得出当前中游机架板形调控能力最强,上游次之,下游最弱,并且板形控制能力随着带钢宽度的减小而减小。根据弯辊与窜辊在当前板形控制中所占比例,得出CVC窜辊是当前凸度控制的主要手段。对现场实际窜辊数据进行分析,得出上游机架凸度控制能力不足,中游机架凸度控制能力偏大,同时,通过对不同宽度带钢窜辊数据的分析得出轧制窄带钢时更易出现凸度控制能力不足的情况。现场数据与有限元仿真结果相互验证,研究结论可以为现场的辊形改进提供较好的理论分析基础。     

适用于六辊UCM轧机中间辊侧向横移变凸度的新辊形研发

六辊轧机是目前生产冷轧、箔轧带材常见的机型,主要有UCM及CVC两种类型。针对UCM类型的六辊轧机在轧制较窄宽度和一般宽度带材过程中、通过中间辊时轴向横移板形控制能力较弱的问题,提出了一种中间辊单侧轴向横移变凸度的新辊形,简称SVC(Side Variable Crown)辊形,由此建立普通六辊和SVC辊形六辊的有限元三维仿真模型。通过模型,分析了SVC辊形空载辊缝调节能力,分别比较了在轧制窄宽度和一般宽度带材的两种辊形中间辊轴向横移时的板形调控能力,发现SVC辊形可增强六辊轧机中、窄带材的板形调控能力,增加了轧机的板形调控手段,同时改善辊间接触压力尖峰,可减轻辊间压痕,提高轧辊的使用寿命。     

热连轧工作辊热平衡的优化研究与应用

轧辊热膨胀对承载辊缝形状和带钢板形具有显著的影响,而准确预报轧制过程中轧辊热膨胀是板形控制中的难点之一。针对某热连轧生产线单辊期内热膨胀量与轧辊温度不收敛的问题,利用自主开发的与产线生产完全一致的板形模型分析测试系统对热凸度二级模型进行了仿真分析与研究,提出了一种有效提高工作辊热平衡收敛性的优化方法,并进行了生产应用。该优化方法的应用解决了该热轧产线单辊期内热平衡不收敛的问题,消除了轧辊温度计算值和实测值之间的偏差,不仅提高了模型的预报精度,也大幅提高了该产线轧制带钢的凸度控制精度。     

马钢CSP热轧PFC板形模型的分析与应用

利用有限元分析软件ANSYS对轧机承载辊缝变形的仿真,分析轧机轧制力、弯辊力及工作辊窜辊对承载辊缝的凸度影响程度,结合现场机架间带钢的浪形,优化二级板形模型设定参数,实现轧机稳定轧制。实践证明,人工修正轧机负荷分配以及CVC轧辊位置,可更好地控制前机架比例凸度,满足后机架间平直度目标的要求,从而提高板凸度的命中率及轧机轧制的稳定性。     

高精度铜带轧机有载辊缝的调控性能分析

利用非线性有限元软件ABAQUS,将高精度铜带轧机辊系及轧件统一考虑建立有限元模型,分别计算了板宽、轧制力、弯辊力、工作辊凸度变化时高精度铜带轧机轧辊的变形,并得出了上述影响因素变化时对有载辊缝凸度的影响规律,分析了板宽对轧制力影响率、弯辊影响率及工作辊凸度影响率的影响,得出的规律可为高精度铜带轧机的有载辊缝的调控提供科学的依据。     

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。     

Three-Dimensional Model for Strip Hot Rolling

Steel stripis widely usedin many fields such asautomobile ,building,transportation and householdappliance ,etc·. Withthei mprovement in productiv-ity and automation of strip processing,the require-ments for crown and flatness of strip have been in-creasingly severe ,and“crown free”steel strips arerequired for some special applications such as for au-tomobile parts andtinplate cans .In order toi mprovethe strip quality , an effective three-di mensionalmodel is needful to further study on the…     

工作辊凸度对超宽六辊CVC轧机板形调控性能的影响

 以国内某2 230 mm冷连轧机组六辊CVC轧机为研究对象,利用非线性有限元方法,模拟分析了弯辊和窜辊综合调控下工作辊初始凸度对承载辊缝形状、辊间接触压力分布的影响规律。结果表明,当工作辊采用凸度为0~75 μm的抛物线辊型时,轧机承载辊缝凸度调控域发生平移而面积基本不变,但随着工作辊初始凸度增加,辊间接触压力峰值和不均匀度均有所改善,有利于降低轧辊磨损和辊耗。对比分析了不同板宽条件下的辊缝凸度调节域,结果表明,CVC轧机对宽带钢的板形调控能力要明显高于窄带钢,且对二次、四次板形具有较好的抑制作用,为宽薄带钢冷轧机型选择提供了理论依据。     

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。     

热轧带钢金属横向流动及影响因素

提出了一种分析热轧带钢金属横向流动问题的新方法.首先使用ANSYS软件建立辊系-轧件静力学耦合模型,计算并提取变形后工作辊有载辊形曲线;然后使用ANSYS/LS-DYNA建立动力学分析模型,采用己得到的有载辊形曲线,模拟带钢轧制过程,求解得到沿带钢全宽的横向流动状态;并进一步分析了弯辊力、工作辊辊形以及来料凸度变化等因素对带钢金属横向流动的影响,得到基于插值计算的带钢横向流动计算模型.有限元方法验证了计算模型的可靠性.