冷轧辊系弯辊缸失效分析与对策

板带轧机弯辊缸主要功能为:轧制过程中调整辊型,使工作辊产生附加弯曲,以改变辊缝的形状,使带钢的平直度和横向公差符合要求;穿带以及更换辊系时,完成工作辊的升、降.针对八钢冷轧厂冷连轧机组辊系弯辊缸生产过程中存在的问题,进行了强度核算和失效分析,并提出了解决对策,取得了良好效果.     

轧制铜板带承载辊缝凸度影响因素分析

分析了轧制力、弯辊力对辊缝凸度的影响,结果显示:随着单位轧制力的增大,辊缝的负凸度也明显增加;弯辊力变化与辊缝凸度变化成反比。同时也分析了轧制力、弯辊力对辊缝二次变形凸度和四次变形凸度的影响,不同铜板带宽度对轧制力辊缝变形凸度的影响和弯辊力辊缝变形凸度的影响,结果显示:单位宽度轧制力和辊缝的二次变形凸度、四次变形凸度基本呈正比例关系;弯辊力和辊缝的二次变形凸度、四次变形凸度基本呈反比例关系;随着铜板带宽度的增加,辊缝二次凸度的轧制力影响因数明显降低,而辊缝四次凸度的轧制力影响因数则逐渐增加;随着铜板带宽度的增加,辊缝二次变形凸度和四次凸度的弯辊力影响因数增加。     

四辊轧机有载辊缝解析模型研究

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受力状况的分析，从理论上详细推导了直观的有载辊缝形状函数，明确了有载辊缝形状函数与相关因素的对应关系。同时，为了验证辊缝解析模型的准确性，采用该模型对某铝热连轧机的精轧末机架的出口板凸度进行了理论计算，并与在线测得数据进行比较，结果表明：该模型计算精度高，相对误差较小(低于15％)。该模型不但为板形的控制以及轧制板凸度的建模提供了理论基础，还为预报板形、研究板带截面上任一点的板凸度提供了方便。     

四辊冷轧机辊系参数优化设计理论及其应用

四辊冷轧机结构设计中关键问题是辊系参数的确定,建立了包括轧机重要,轧制功率,辊间压力分布特性,纵向刚度,横向刚度和辊缝形状改变能力指标的多目标函数优化设计新模型,以上海宝钢（集团）益昌薄板公司1219冷轧机为例,进行了应用研究。     

二十辊轧机计算分析软件开发之辊径配辊技术

通过对二十辊轧机压下调整机构、凸度调整机构、辊径补偿机构的简化,推导出辊缝与压下调整、辊径补偿之间的关系,建立起二十辊轧机辊系机构的运动模型。通过分析AGC液压缸的位移量、编码器位置对辊缝的影响,得出二十辊轧机配辊时的最佳调整位置。在此基础上开发出进行二十辊轧机辊径配辊的计算软件,实现二十辊轧机轧辊使用寿命最长的目标。     

轧机工作辊有限元分析

四辊轧机在工作过程中,工作辊既承受工件的变形抗力,又承受轧机轧制力和弯辊力的共同作用,造成辊身应力状态复杂。为保证轧辊的合理与优化设计,采用有限元方法针对轧辊工作过程进行分析,提出了一种有限元模型建模方法,准确计算出工作辊在工作过程中的变形和应力分布。计算结果为轧辊的结构改进与优化设计提供依据,以提高轧机的设计水平。     

辊间压力分布影响因素的研究

四辊轧机辊间压力的分布将直接影响轧机负载辊缝形状,轧辊磨损情况以及轧辊强度的准确校核。本文采用分割单元法,研究了轧件宽度,轧辊直径,弯辊力,轧辊辊型,轧制压力分布等诸多因素对辊间压力分布的影响,给出了辊间压力分布规律,理论计算值与实测数据吻合较好,研究结果对于板形凸度计算及轧机设计有一定的借鉴作用。     

小型四辊轧机工作辊水平位移对板形的影响

小型四辊轧机由于工作辊长径比较大且辊径较小而造成工作辊沿轧制方向很容易出现水平位移现象,常规四辊轧机板形计算模型不能满足出口板形的准确计算与预测,为此,充分结合小型四辊轧机的设备与工艺特点,建立了四辊轧机考虑工作辊水平位移时的板形模型;通过板形对比说明了该模型计算结果的准确性。在此基础上,具体分析了工作辊水平位移产生的规律以及在考虑工作辊水平位移时弯辊力对板形控制的影响,并将该模型应用到某钢厂650可逆四辊轧机机组,开发了650可逆四辊轧机工作辊水平位移对板形影响分析软件,有效地解决了以往板形计算误差大的问题,实现了对出口板形的准确计算与预测,大大提高了板形控制精度。     

万能凸度轧机中间辊偏移板形调控能力分析

1420单机架万能凸度轧机(Universal crown mill,UCM)轧制极薄带时,中间辊偏移对正向轧制与负向轧制时工作辊弯辊、中间辊弯辊及中间辊窜辊的板形调控特性存在一定的影响,从力学角度分析辊系的受力状态,并运用LS-DYNA有限元软件建立显示动力学模型,定量计算中间辊不偏移轧制与正向偏移轧制及负向轧制时各板形调控手段的调控特性。计算结果显示轧机中间辊不偏移时,工作辊弯辊力与带钢凸度呈线性关系,随着工作辊弯辊力的增大,带钢凸度减小;当中间辊偏移时,工作辊弯辊调控功效要大于中间辊不偏移时,且正向轧制的弯辊调控功效要优于负向轧制;中间辊弯辊调控特性表现出与工作辊弯辊相似的变化趋势。不同中间辊窜辊的板形调控能力变化不大,不偏移轧制与负向轧制调控能力基本相同,正向轧制在窜辊量为15~30 mm范围内,其调控能力好于另外两种轧制工况。     

超宽六辊CVC轧机的凸度调控能力分析

为掌握超宽六辊CVC轧机的凸度调控能力,建立有限元仿真模型,对不同带钢宽度下工作辊弯辊、中间辊弯辊和CVC中间辊窜辊对板廓的影响进行具体分析。仿真结果表明,工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊窜辊均具有相似的调节效果,对于1000mm的带钢,工作辊弯辊的调控能力最强;对于1500mm的带钢,工作辊弯辊和中间辊窜辊的调控能力相当;对于2000mm的带钢,中间辊窜辊的调控能力最强。因此,对于超宽轧机,CVC窜辊对窄带钢的凸度调控效果并不十分理想,会导致轧制窄带钢时出现凸度控制能力不足的问题。通过对凸度调节域进行分析,发现该轧机对四次凸度的控制能力较弱,难以控制超宽带钢生产中的边中复合浪形问题。     

神经元自适应模糊控制器应用于弯辊板形自动控制系统的研究

液压弯辊是板形控制系统最基本的环节，它的动态特性和稳态性能对于整个板形控制系统的性能起着至关重要的作用。针对其非线性、时变性及不确定性，设计了一种基于单个神经元的自适应模糊控制器并应用于带材板形控制中。仿真结果表明，神经模糊控制是对液压弯辊板形控制的有效工具，大大提高了液压弯辊系统的动态响应速度及对目标弯辊力给定值的跟踪精度，改善了板形控制质量。探索了一种非解析原理的弯辊板形自动控制建模方法，解决了系统建模带来的诸多困难。     

AS-UCM机型的开发及其板形控制技术

针对普通UCM平整机组因不能配置分段冷却手段而无法对板形的非对称复杂高次浪形进行精细控制的问题,研发了一套配置工作辊非对称弯辊、中间辊非对称弯辊、中间辊上下非对称窜辊的AS-UCM新机型,定量分析了AS-UCM机型对负载辊缝形状的控制能力,建立了一套适合于AS-UCM机型平整机组的板形控制模型,并在相同初始条件下将AS-UCM机型与普通UCM机型平整机组对非对称复杂高次浪形的控制效果进行了对比,得出了采用AS-UCM机型的平整机组比普通UCM平整机组对非对称高次复杂浪形的控制能力大大增强的结论,从而为平整机组高次复杂浪形的治理提供了参考。     

Research and application of non-symmetrical roll bending control of cold rolling mill

The existing research of the flatness control for strip cold rolling mainly focuses on the calculation of the optimum adjustment of individual flatness actuator in accordance with the flatness deviation,which can be used for general flatness control.However,it does not work for some special rolling processes,such as the elimination of ultra single side edge-waves and the prevention of strip break due to tilting roll control overshooting.For the purpose of solving these problems,the influences of non-symmetrical work roll bending and intermediate roll bending on flatness control were analyzed by studying efficiencies of them.Moreover,impacts of two kinds of non-symmetrical roll bending control on the pressure distribution between rolls were studied theoretically.A non-symmetrical work roll bending model was developed by theoretical analysis in accordance with practical conditions.The model was applied to the revamp of a 1250 6-H reversible universal crown mill (UCM) cold mill.Theoretical study and practical applications show that the coordination utilization of the non-symmetrical work roll bending control and tilting roll control was effective in flatness control when there appeared bad strip single side edge waves,especially when the incoming strip was with a wedge shape.In addition,the risk of strip break due to tilting control overshooting could be reduced.Furthermore,the non-symmetrical roll bending control can reduce the extent of uneven distribution of pressure between rolls caused by intermediate roll shifting in flatness control and slow down roll wear.The non-symmetrical roll bending control technology has important theoretical and practical significance to better flatness control.     

VC轧辊板形控制的力学原理

根据实验和有限元分析结果,分析了控制压力与油腔长度对VC轧辊的静载凸度及其分布特性的影响规律,在此基础上,阐明了VC轧辊板形控制的力学原理。在以VC轧辊为支撑辊的轧机系统中,板形控制的机理是,VC轧辊的胀辊效应可以有效地减小工作辊与支撑辊之间的接触区域,在工作辊两端形成与支撑辊弯曲方向相反的弯矩。板形控制的技术关键在于选择合适的油腔长度,消除VC支撑辊静载凸度特性中的等凸度区。     

Effect of loading pattern on longitudinal bowing in flexible roll forming

The flexible roll forming process can be used to fabricate products with a variable cross-section profile in the longitudinal direction. Transversal nonuniformity of the longitudinal strain is one of the fundamental characteristics of blank deformation in flexible roll forming. Longitudinal bowing is a shape defect caused by transversal nonuniformity of the longitudinal strain. In this study, loading patterns in flexible roll forming are investigated in order to reduce the longitudinal bowing in a roll-formed blank. To analyze the effects of loading patterns on longitudinal bowing, two different forming schedules are implemented. In schedule 1, loading patterns with different bending angle increments are designed under fixed initial and final bending angles. In schedule 2, loading patterns with different initial bending angles under the fixed final bending angle are designed. Our results show that the bowing heights are significantly affected by the loading patterns. The bowing susceptibilities vary with blank shape such as trapezoid, convex, and concave shapes. In addition to the peak longitudinal strain at the respective roll stands, the cumulative longitudinal strain from the initial to final stands is shown to be a reliable index in predicting the tendency of longitudinal bowing.

     

大直径棒材二辊矫直机辊形设计研究

二辊矫直机矫直质量的好坏很大程度上取决于辊形的合理与否。以金属弹塑性弯曲理论为基础,从二辊矫直机的矫直原理出发,利用编程软件MATLAB计算辊形半径,设计出典型产品的辊形曲线。建立有限元模型并分析棒材在矫直过程中的应力变化情况。     

三辊非对称滚弯成形的数值仿真及试验验证

基于有限元法对三辊非对称滚弯成形工艺进行了研究,对比分析了三辊非对称滚弯成形和三辊对称滚弯成形过程中,变形区应力场、板材上表面的塑形应变场及卷制力的变化规律。仿真结果表明：侧辊位移进给量相同的工况下,三辊非对称滚弯成形的卷制力大于三辊对称滚弯成形的卷制力;三辊非对称滚弯变形区的纵向应力和径向应力均大于三辊对称滚弯成形的纵向应力和径向应力;三辊非对称滚弯成形板材压弯段的成形质量高于三辊对称滚弯成形的成形质量。最后,经三辊非对称滚弯试验验证,有限元模型的成形误差为6.8%,有较高的精度。     

板型仪在冷连轧系统中的应用

某钢厂1420 mm冷连轧机组，采用板型仪作为轧钢AFC的板型控制系统，该系统不仅能实现轧制生产全过程中的闭环控制，而且可以通过对工作辊和中间辊的弯辊控制以及轧机压下、精细冷却和窜辊等控制手段有效改善板带的断面形状及平直度。