面向辊形磨削的热带钢连轧机工作辊热变形研究

热带钢连轧机工作辊下机后尚未完全冷却即进行磨削,残存的不均匀热变形导致磨削的工作辊辊形在空冷一段时间上机时很难达到工艺设定值.针对热辊形不易测量的特点,制定合理的物理测量方式,准确地测量了工作辊下机后的温度分布和热辊形.考虑复杂的工作辊换热边界条件,采用有限差分法对工作辊空冷时的温度场和热变形进行了数值模拟,计算结果与测试结果吻合良好.对工作辊下机后不同时刻的热变形进行仿真,通过将目标上机辊形和磨削时热辊形叠加来设定磨削辊形,为实现合理的辊形磨削提供了依据和计算方法.     

影响热轧轧辊原始辊型精度的因素分析

保证轧辊的原始辊型是计算精确热态辊型的基础。以某钢厂2 250mm热轧宽带钢精轧机组轧辊原始辊型保持为研究背景,研究了轧辊下机温度、磨前强度、磨削热、磨后空冷温度对热轧轧辊原始辊型精度的影响。将研究成果应用到实际生产中后,磨削后的原始辊型精度得到保障。     

梅钢1422热轧轧辊强制冷却工艺优化

合理冷却下机轧辊,确保轧辊的表面温度的均匀性是热轧精轧工作辊磨削中保证轧辊精度的一个重要的措施,是保证热轧板形的重要因素。本文从轧辊下机后冷却时间、轧辊辊型、热膨胀及磨削精度控制、冷却床冷却水量、冷却水嘴布置及角度、水嘴口径尺寸、轧辊在冷床上的摆放位置等方面对梅钢原有的轧辊冷工艺度进行了分析,在此基础上优化了原有的轧辊强制冷却工艺,建立了比较健全的轧辊下机冷却工艺制度。经过实践验证了新的轧辊强制冷却制度的合理性。     

带钢热连轧机工作辊热磨辊的研究

带钢热连轧机工作辊在下机后修磨时没有冷却均匀,存在着热变形而无法获得期望的工艺辊形。用有限元的数值方法仿真了轧上机后的温度场与热变形,探讨了轧是热磨削的有关问题。     

热连轧机组轧辊温度场及热辊型

针对热连轧机组轧辊温度场无法精准预测引起的辊耗及板形问题。为了实现轧辊温度场与热辊型的精确预报来减少异常辊耗和避免重大生产事故的发生,运用数值解析的有限差分法和轧辊热传导方程建立了适合于热轧轧辊温度场与热辊型模型,在此模型基础上引入热轧机组的轧辊冷却水智能分段冷却控制系统,充分考虑复杂状态下冷却水的存在和冷却水流速对轧辊温度场与热辊型的直接影响。结合热连轧轧制过程中的设备参数及其工艺特点,同时考虑轧制钢卷数量递增对轧辊温度场和热辊型的循环叠加作用,编写程序将理论计算公式、模拟调控模型与现场实际工艺设备参数相结合作为分析的研究对象。首先通过现场轧辊测温设备对工作辊和支撑辊进行温度测量,并将测得的实际温度分布值与模型计算值进行对比分析,得到相近的轧辊温度和轧辊凸度变化趋势以及一致的温度和凸度数值,验证了模型计算的准确性和有效性。随后根据结果进行研究分析,得到了钢卷数量变化对轧辊温度和辊凸度的影响,发现了钢卷数增加对温升的叠加影响,同时发现10卷左右将会完成轧辊温度场的温升稳定,同时分析得出冷却水流速在3种不同速度下的轧辊温度沿辊身方向分布情况。最终实现了对工作辊和支撑辊温度场与热辊型的精确...     

铸轧辊热辊型的研究

建立了双辊薄带铸轧过程中的铸轧辊传热及热变形三维有限元模型.通过动态模拟计算,得到了铸轧辊在稳定工作条件下的铸轧辊辊套的热辊型分布,发现铸轧辊在转动过程中,辊套内、外表面径向热变形分布呈近似椭圆形,即在一个转动周期中,有两个热变形峰值,而且铸轧辊中间对称部位的径向热变形椭圆长轴与边部径向热变形椭圆长轴不在同一个方向上.     

1800轧机工作辊热膨胀消除措施研究

在冷连轧的过程中，由于变形热使工作辊的温度上升28．05℃至29．71℃，工作辊热膨胀量达到0．146至0、161mm，超出设定磨削量，使得磨削量的控制不准确，影响磨削质量，通过设计科学的跟踪方案，利用回归分析的方法．寻找出工作辊的空冷时间模型，日常记录好环境温度，换出机架时轧辊的温度和轧制量，计算出需要空冷的时间，依靠在冷却辊架上冷却足够的时间，来消除轧辊的热膨胀量，提高轧辊加工和管理水平。     

工作辊驱动UCM轧机支撑辊配辊策略

 轧辊是钢铁企业的重要消耗品,降低轧辊消耗是当前钢铁企业降本增效的要求之一。硅钢断带和粘钢容易引起支撑辊辊面掉肉及裂纹,造成支撑辊磨削差异大、配辊难。合理设计配辊辊径差可方便轧辊管理,减小支撑辊下机后不必要的磨削量,显著降低辊耗成本。但是支撑辊是影响轧制稳定性的重要部件,为此从动力学原理分析了工作辊驱动的UCM轧机上下支撑辊辊径差异对加减速过程驱动力矩的影响,根据弹性力学原理分析了上下支撑辊和中间辊压扁量差异对带钢厚度设定和控制精度的影响。生产应用最新配辊方案表明,合理的配辊策略不仅不会影响生产,而且方便轧辊管理,降低辊耗成本。     

热轧板厂精轧工作辊强制冷却装置

针对轧辊下机后冷却时间太长，影响轧辊周转的问题，设计制作了精轧工作辊强制冷却装置，解决了生产实际问题。     

热连轧机轧辊热辊型及冷却制度研究

针对热带钢连轧机由于带钢规格变化(主要指窄料和宽料)导致轧辊热辊型的大幅度波动,对轧辊温度场、热凸度和冷却效应进行了分析。采用有限差分法对轧辊温度场和热凸度进行了数值模拟,计算值和实测值吻合较好。进而应用该模型根据来料规格、压下规程等因素来确定工作辊冷却水轴向分布,为热带钢连轧机工作辊冷却系统的改造提供了可靠依据。     

热连轧机工作辊动态负载辊缝计算与应用分析

根据热连轧机工作辊热凸度与磨损计算方法,结合辊系弹性变形和金属塑性变形计算理论,在现场应用与模型参数优化的基础上,建立了工作辊在线辊型及动态负载辊缝计算模型。根据实际轧制计划,将模型计算结果与实测结果进行对比,验证了计算模型具有较高的精度,能够满足工程计算和分析的需要;此外,计算分析了工作辊在线辊型和不光滑辊面对出口带钢断面形状的影响,并提出了带钢断面形状的优化方法,为提高热连轧机出口带钢的板形质量提供了理论依据。     

某热轧1580生产线工作辊热凸度分析研究

热轧精轧机换辊、轧制中断、轧制节奏明显变化等工艺条件下,容易出现较大偏差,导致轧制不稳定、板形有质量缺陷等问题。对首钢某热轧1580生产线工作辊冷却方式进行改造,由辊身均匀冷却方式改为中段集中冷却方式,以便降低工作辊中部温度、减小中部与端部的温差,从而获得较好的工作辊热凸度轮廓曲线,轧制出板形和表面质量良好的带钢产品。     

热连轧轧辊瞬态温度场研究

考虑水冷、空冷、轧辊与轧件接触热传导等动边界条件，采用有限差分法，建立了热连轧轧辊瞬态温度场变步长分析计算模型。该模型能实现轧辊温度场的动态分析和精确计算，预测轧制时以及终轧后空冷的轧辊瞬态温度场。试验和仿真结果表明，所建立的分析计算模型考虑因素全面、合理，计算精度较高，计算值与实测值吻合良好，真实地反映了轧辊的温度变化情况。     

1700 热 连 轧 机 CVC 轧 辊 的 磨 损

 研究了国内某厂1700热连轧机CVC轧辊磨损模型,分析了影响轧辊磨损的各种因素。确定了模型中主要系数数值,编制离线仿真程序,计算某一换辊周期CVC工作辊磨损,得到轧制带钢长度与工作辊中心磨损的关系及CVC轧辊磨损曲线。计算结果表明,轧制带钢长度是影响轧辊中心磨损量的一个重要因素;CVC轧辊磨损规律与普通轧辊相同,轧辊磨损对其辊形影响不大。将计算得到的CVC轧辊磨损曲线与采用高精度磨床测量得到的实际磨损曲线比较,两者吻合较好,表明此轧辊磨损计算模型具有较高的计算精度,可用于轧辊磨损在线预报。     

宽带钢热连轧机组均压支承辊辊形开发与应用

 CVC工作辊辊形自发明以来在全球150多条热连轧生产线上得到应用,以控制带钢的板形。实际应用中,与CVC工作辊配对使用的支承辊无论采用平辊还是CVC辊形均存在非均匀磨损甚至轧辊剥落失效的问题,主要原因是CVC支承辊辊形和平支承辊与CVC工作辊配置时存在接触压力集中。为了解决此问题,设计并应用了一种均压支承辊辊形与CVC工作辊配置使用。此辊形是变接触支承辊辊形（VCR）与CVC支承辊辊形的组合,具有变接触辊形的优点,同时又能更好地与CVC工作辊配置使用。均压支承辊辊形应用后,改善了CVC工作辊与支承辊辊间接触状态,解决了轧辊剥落问题,并改善了带钢凸度质量。     

板宽变化对辊型曲线的影响

本文根据现场不同板宽、不同轧制条件情况,实测了轧制压力等工艺参数。从工况轧制压力范围出发,在保持辊间接触总压力不变和单位宽度上压力不变的条件下,研究了中厚板轧机辊型曲线随板宽变化的情况。分析表明,辊型曲线最大凸度值与板宽变化相关。即在保持辊间接触应力均布的情况下,总压力不变时,工作辊辊型曲线最大凸度值随板宽增大而减少,支承辊辊型曲线最大凸度值随板宽变化不大,而当单位宽度压力不变时,工作辊与支承辊的辊型曲线最大凸度值均随板宽的增大而增大。     

热轧带钢窜辊策略与综合辊型的研究及应用

 研究了热轧带钢窜辊策略对轧辊综合辊型的影响,建立了窜辊策略的多目标优化模型。综合考虑轧辊磨损、热凸度和原始辊型,仿真研究窜辊策略对轧辊综合辊型的影响,提出中部平滑和边部平滑2个评价指标;以所有带钢的平均中部平滑指标和平均边部平滑指标为优化目标,带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）为优化算法,建立基于轧辊综合辊型仿真的窜辊策略的多目标优化模型。仿真计算得到窜辊分散轧辊磨损和热凸度的效果,发现变行程窜辊能获得无局部猫耳的“餐碟型”综合辊型,有利于实现自由规程轧制。工业生产验证了优化窜辊策略和相关模型的有效性,显著改善了板形质量,延长了轧制计划公里数。     

Numerical Simulation of Temperature Field and Thermal Stress Field of Work Roll During Hot Strip Rolling

  Based on the thermal conduction equations, the three dimensional (3D) temperature field of a work roll was investigated using finite element method (FEM). The variations in the surface temperature of the work roll during hot strip rolling were described, and the thermal stress field of the work roll was also analyzed. The results showed that the highest roll surface temperature is 593 ℃, and the difference between the minimum and maximum values of thermal stress of the work roll surface is 1457 MPa. Furthermore, the results of this analysis indicate that temperature and thermal stress are useful parameters for the investigation of roll thermal fatigue and also for improving the quality of strip during rolling.