六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析

 为了深入研究六辊CVC轧机的带钢凸度控制能力,采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对接触应力和带钢凸度控制的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。     

1750mm冷连轧机弯辊力模型研究与设定

针对1 750mm冷连轧机组的设备特点,计算并分析了弯辊力对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、带钢入口厚度、中间辊横移量、带钢凸度、单位轧制力、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过统计分析和理论计算,利用Origin软件进行多元回归拟合,最终建立了冷连轧过程最优弯辊力预设定模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差低于5.67%,成品带钢的板形标准差平均值降至1.83IU。实践证明,该弯辊力模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性。     

SmartCrown轧机板形执行机构调控功效分析

冷轧带钢因其优良特性而广受欢迎,其中,板形是衡量冷轧带钢产品质量的重要指标。SmartCrown技术作为一种新兴的板形控制技术,有着良好的板形控制效果,研究分析SmartCrown轧机中板形执行机构的板形调控功效对于调节带钢板形、提高带钢产品质量具有重要意义。以某厂1 740 mm带钢冷连轧生产线为研究对象,运用大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立SmartCrown轧机带钢轧制的有限元仿真模型,对中间辊横移、工作辊弯辊、中间辊弯辊等板形执行机构的调节量在工程许用范围内进行等分设定,利用有限元平台进行模拟带钢轧制试验并对其进行后处理分析,系统地分析了各板形执行机构对带钢横截面形状、板凸度、边部减薄、轧后带钢横截面的相对厚度差以及纵向纤维条的相对长度差等的影响规律,在此基础上,进一步计算获得了各板形执行机构的调控功效系数曲线,并采用六次Legendre正交多项式对调控功效系数曲线进行拟合,获得了各项拟合系数的绝对值,将各板形执行机构的板形控制分量进行对比以定量分析各板形执行机构的板形控制特性。仿真结果表明,中间辊横移的板形控制能力是最强的,工作辊弯辊次之,中间辊弯辊最弱,3种...     

轧辊偏移条件下六辊轧机的板形调控特性

为提高冷轧带钢六辊轧机辊系的稳定性,目前常采用轧辊偏移方法.本文通过ABAQUS有限元软件建立辊系-轧件一体化耦合模型,对不同轧辊偏移辊系进行受力分析,揭示了不同轧辊偏移条件对六辊轧机板形调控特性的影响规律.结果表明,中间辊正向偏移轧制时,工作辊弯辊力对二次凸度调控功效最好,对四次凸度影响较大;在四种偏移方式条件下,中间辊弯辊力在0~300 kN范围内对带钢二、四次凸度调控功效基本相同;中间辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力在300~500 kN范围内对带钢二次凸度调控功效最好;工作辊正向偏移轧制时,中间辊弯辊力对四次凸度影响较大;不同轧辊偏移条件下中间辊窜辊对带钢二次凸度调控趋势基本相同,且负窜辊对二次凸度的调控功效优于正窜辊,工作辊正、反向偏移轧制条件下中间辊窜辊对四次凸度影响较大.      

UCM轧机的横刚度特性

采用修正的影响函数法建立了UCM轧机辊系弹性变形的计算模型,分析了带钢宽度、轧辊直径以及弯辊力大小等因素对轧机处于无穷大横向刚度时中间辊横移位置δm的影响规律,结果表明δm值随带钢宽度和弯辊力的增大而增大,随工作辊直径的增大而减小.通过工业实验验证了在实际生产中可以通过设定中间辊横移位置尽量接近δm以获得高的横刚度,从而提高轧机板形控制的稳定性,改善带材的板形质量.     

建设铝板带项目设备选择参考(续)

热轧机和冷轧机的板形控制辊 HC和UC轧机 HC轧机是20世纪70年代日立公司和新日铁公司联合研制的六辊轧机，称为HighCrown（大凸度）轧机，简称HC轧机，通过中间辊的双向横移和工作辊弯辊实现板形控制。     

UCM轧机中间辊横移控制模型与应用

为了提高冷轧带钢的板形质量,在1250单机架6辊可逆冷轧机板形控制系统改造中,根据轧制工艺,设定了中间辊初始位置。基于板形调节机构的调控功效,由闭环板形控制系统给出了中间辊在线横移的调节量。为了减少横移对轧辊磨损的影响,通过试验以及数值计算分析了中间辊横移阻力与横移速度以及轧制力之间的关系,对中间辊横移速度进行了设定。经现场应用表明,中间辊横移控制模型具有较高的板形控制精度,对实现冷轧带钢的高精度板形控制具有重要作用。     

六辊轧机辊系变形的有限元分析

建立了六辊轧机辊系变形的有限元模型,分别计算了不同弯辊力、轧辊横移量下辊系的弹性变形,并计算得出有载辊缝的凸度及边降值。分析比较了弯辊力和轧辊横移对板形控制的影响效果,提出的凸度调节制度对现场生产具有指导意义。     

UC轧机中间辊横移对轧件板形影响的统计分析

采用统计分析方法对UC轧机轧件板形的诸影响因素进行了分析。中间辊横移和中间辊弯辊对轧件比例凸度的影响都是显著的，表明UC轧机具有较强的板形控制能力。     

新型电磁调控轧机弯辊辊型电磁补偿及初始辊缝

 为解决薄带轧制过程中的各类板形问题,以新型电磁调控轧机为研究对象,利用Marc建立三维热-力耦合有限元模型,分析了弯辊和电磁调控轧辊综合作用下弯辊力和轧制力对轧辊辊型状态、板形分布、板坯边部应力、辊间接触应力、承载辊缝形状的影响规律。结果表明,弯辊机制的施加将直接促进电磁调控轧辊的稳定胀形,使电磁调控轧辊胀形凸度得到整体性补偿,并以板形良好为依据,给出新型调控轧机合理的弯辊力施加范围。对比分析了不同弯辊力和轧制力下辊缝函数的变化情况,形成不同的二次、四次凸度,为板形控制及初始辊缝设定提供依据。     

工作辊弯辊力对热轧带钢凸度的影响

为了建立高精度的热轧带钢凸度计算数学模型，采用影响函数法开发了四辊轧机热轧带钢凸度影响率计算软件；系统地研究了工作辊弯辊力对带钢凸度的影响规律。得出了工作辊弯辊力影响率基本值和工作辊直径、单位宽度轧制力、压下量对弯辊力影响率修正指数的6次项拟合系数，建立了高精度工作辊弯辊力影响率的计算模型。为优化板形控制参数提供了理论依据。     

HC冷轧机凸度工作辊使用制度

针对某四机架六辊高精度控制辊型(HC)冷轧机组大压下率轧制时弯辊力时常饱和的问题，可将末机架工作辊辊型优化为六次多项式曲线，赋予工作辊正凸度，并适当降低承载辊缝的二次凸度和四次凸度，这样既可以增强轧机板形控制能力，也可以实现对中间辊磨损凸度的在线补偿，降低工作辊弯辊力。工作辊最大凸度优化值应根据轧制品种、轧制厚度和宽度规格、中间辊辊期长短进行综合考量。轧制试验结果表明，在1个中间辊辊期的初始阶段采用平辊型工作辊，中后期阶段采用凸辊型工作辊，可实现中间辊磨损凸度和工作辊初始凸度的良好匹配；连续轧制时弯辊力始终处于良好的调控区间，且对轧制品种和宽规格的适应性明显增强，板形综合值小于8 IU的比例可提升10%以上。     

四辊轧机工作辊横移对板形的影响

工作辊横移式四辊轧机是近年获得迅速发展的新机型。本文介绍将实验室普通四辊轧机改造成单锥度工作辊横移式四辊轧机的要点及主要成果。实验表明,改造后的轧机具有极强的板形和板凸度控制能力。在不同板宽和不同轧制力下,通过工作辊横移,均可获得满意的板形。本文给出的最佳横移位置与板宽成线性关系及在最佳横移位置时轧制力波动几乎不影响板形这两点结论,对建立工作辊横移式四辊轧机的板形控制模型有重要的意义。     

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。     

热连轧机板凸度和板形控制技术工业试验的研究

根据1450热带钢连轧机机型特点，进行了轧辊辊型优化设计，并建立了板形控制数学模型。完成了包括辊型配置和弯辊力自动设定等的板形在线控制工业试验。应用结果证明，笔者研究的板形控制模型及控制软件提高了产品的板凸度和板形的控制精度。     

基于刚度特性分析的UCM冷轧机板形板厚综合设定模型

 针对六辊UCM冷轧机,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立仿真模型,并利用该模型系统计算了板形板厚综合设定模型中所需的轧制力、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力的横、纵向刚度,分析了中间辊横移对轧制力横、纵向刚度的影响规律。并在轧机刚度分析基础上给出了中间辊横移位置设定模型、弯辊力设定模型和空载辊缝设定模型等,建立了六辊UCM轧机板形板厚综合设定模型和设定策略。采用有限元模型验证了板形板厚综合设定后的板形、板厚均满足目标要求。     

六辊轧机非对称板形调控特性研究

针对冷轧板带产品的非对称板形缺陷问题,建立六辊轧机辊系-带钢耦合有限元模型。分别针对压下倾斜、非对称中间辊弯辊和非对称工作辊弯辊三种手段对板带轧机非对称板形调控特性进行了分析。结果表明,压下倾斜对1次板形效果较显著,非对称工作辊弯辊对3次板形效果较显著,而非对称中间辊弯辊的调控效果较小。各手段相互配合可控制不同的板形模式,为冷轧板形控制策略提供理论依据。     

UC 轧机

UC 轧机是日本日立制作所在 HC 轧机的基础上发展起来的最新型六辊轧机,其构造特点,除利用工作辊弯曲力(F_W)和中间辊轴向移动位置(U_(C_δ))外,还利用中间辊弯辊力(F_I)控制板形,并且采用小直径工作辊。从研究中得出,F_W 只使钢板靠边部部分的凸度产生变化,而 F_I 可使整个宽板上凸度产生变化。UC 具有中间控制效果,还具有扩大F_W 和 F_I 效果的功能。所以说,UC 轧机比 HC轧机对钢板凸度控制更好。     

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。     

六辊CVC宽带轧机板形控制特性的计算机模拟

用条元法人析带材的三维塑性变形,用影响系数法分析辊系的弹性变形,将二联立,对1850mm六辊CVC轧机冷轧带材的板形和板凸度控制特性进行了计算机模拟。结果表明,改变CVC轧机中间辊横向位移量、工作辊弯辊力和中间辊变力等手段,对控制板形和板凸度都有很好的效果。