CSP生产线高速钢轧辊温度场有限元分析

采用有限元软件ANSYS,结合某CSP生产线F4机架工作辊表面温度的实测值,建立轧辊二维温度场模型,对轧辊在轧制过程中的温度和热凸度变化进行研究。结果表明,轧辊在咬入弧区的换热系数为5.8×104 W/(m2·K),在非咬入弧区的水冷等效换热系数为1.1×104 W/(m2·K);在此等效换热边界条件下,使轧辊热凸度达到稳定的烫辊时间约为75min。     

1700热连轧机轧辊磨损模型研究

以国内某1700热连轧机为对象,研究了轧辊磨损模型,分析了影响轧辊磨损的各种因素.编制离线仿真程序,计算某一轧制周期工作辊磨损.结果表明工作辊磨损形状近似箱形,受带钢宽度影响较大,带钢长度是影响磨损量的一个重要因素,一个轧制周期后,F7工作辊中心磨损约为302μm.将程序计算得到的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.     

基于多目标遗传算法的工作辊温度场计算与分析

等效换热系数是热连轧机工作辊温度场仿真模型的核心输入参数,多采用遗传算法优化得到,某1800mm热连轧机存在品种、规格交替轧制,等效换热系数的准确计算比较困难.选取多组典型工艺条件下的工作辊下机后表面温度作为优化目标,采用多目标遗传算法进行优化,并通过改变遗传算子有效避免了算法早熟及局部收敛等问题,获取了具有较强适应性的等效换热系数.仿真和实测数据的对比结果证明了优化模型的可靠性.利用仿真模型分析了主要工艺参数对工作辊热凸度的影响,并提出同宽交替时,工作辊热凸度随轧制进程呈指数变化,而在品种、规格交替编排轧制工艺下相邻带钢轧制时工作辊热凸度存在6~21.8μm的波动,且随轧制进程趋于稳定.     

轧辊弹性变形对中厚板辊缝设定的影响

根据中厚板轧制过程的受力模型 ,将辊缝变化转化为辊系的弹性变形 ,利用影响函数法 ,计算出轧件宽度、工作辊半径、支承辊半径、工作辊凸度、支承辊凸度及轧制力等因素对辊缝设定的影响·仿真结果表明 :①随着支承辊半径的增大 ,轧辊变形量呈线性减少 ;②随着工作辊半径增大 ,轧辊变形量呈线性增加 ;③随着支承辊凸度的增大 ,轧辊变形量呈线性增加 ;④工作辊凸度与轧辊变形量之间呈线性关系 ,轧件宽度的变化直接影响该线性关系的走向 ;⑤随着轧制力增加 ,轧辊变形量线性增加·只要轧制力相等 ,轧辊变形基本不变     

金属模型与变形模型耦合计算热轧板凸度

介绍了一种热轧板凸度计算方法,即用金属模型与辊系变形模型耦合计算方法.计算中充分考虑了轧辊磨损及轧辊热凸度对热轧板凸度的影响,计算结果与 某热轧生产线板凸度实测值吻合较好.     

在线高精度中厚板凸度计算模型

基于普通中厚板四辊轧机,利用影响函数法分析了轧件宽度、轧制力、工作辊和支撑辊尺寸和弯辊力对有载轧辊凸度的影响,并根据大量计算数据进行回归,得出在线有载轧辊凸度计算模型·分析了轧件入口凸度对出口凸度的遗传效果,综合有载轧辊凸度模型和板凸度遗传系数模型得到在线板凸度计算模型·该模型合理地考虑了轧辊变形和轧件横向流动的影响,能够真实反映出口板凸度的大小,计算精度高,是在线板形和板凸度控制的有效工具·     

带钢冷轧过程轧辊热变形参数的智能优化

针对在带钢冷轧过程中辊系热变形问题,建立了轧辊温度场与热变形的仿真模型。为了提高模型精度,依据热像仪实拍的辊面温度场信息、轧制过程数据分析得到的轧辊热膨胀信息,对关键参数采用遗传算法进行了优化。优化后的仿真结果与现场信息基本一致,提高了仿真精度,为轧辊热变形的准确预报打下了基础。     

金属模型与变形模型耦合计算热轧板凸度

介绍了一种热轧板凸度计算方法，即用金属模型与辊系变形模型耦合计算方法，计算中充分考虑了轧辊磨损及轧辊热凸度对热轧板凸度的影响，计算结果与某热轧生产线板凸度实测值吻合较好。     

热带钢轧机轧辊热变形的快速有限元模型

分析了解析法与简化方法的缺点,采用有限元法建立轧辊热变形计算模型.针对轧制过程中轧辊热变形计算数据特点,将计算任务分为负责静态数据准备的预计算和负责动态数据准备与热变形求解的更新计算,换辊时进行预计算,计算任意时刻的热变形时只需进行更新计算,计算量远小于标准有限元程序.根据特殊处理的计算流程,编写了基于轴对称有限元法的轧辊热变形程序,其计算结果与ANSYS结果一致,精度均高于简化方法约30%.自编轧辊热膨胀有限元程序计算精度高,耗时少,满足在线热膨胀预报要求.     

1780热连轧机轧辊的动力学分析

以1780热连轧机机组第五架轧机在轧制过程中发生振动为背景,建立轧辊三维模型,利用ANSYS软件对其进行动力学分析,计算出工作辊和支承辊的各阶模态参数.工作辊的第3阶和第11阶振型纵向变形较大,造成较大辊缝,对轧制厚度影响最大;支承辊的第1阶和第7阶振型轧辊纵向位移明显,五倍频振动是带材或轧辊表面产生明暗条件原因.     

CVC热连轧机的板凸度计算模型

针对中国宝山钢铁集团公司CVC热连轧机组,提出一种新的板凸度分配设定方法·首先计算出热连轧机组总的轧件比例凸度变化值,然后按各机架压下率占整个机组总压下率的比例,将总比例凸度变化值分配给各机架,进而可计算出各机架轧后板凸度·通过适当分配各机架的板比例凸度和板凸度,可在不产生板形缺陷的条件下,充分发挥CVC轧机的能力,以期得到符合要求板凸度的成品·采用此方法进行板凸度分配设定,同时结合辊系弹性变形模型、工作辊热凸度计算模型、CVC工作辊横移设定模型、负荷分配模型等,开发了计算板凸度调整和CVC工作辊横移设定的软件·利用所开发的软件对现场生产条件进行计算,其结果优于现场设定结果     

薄板坯连轧过程中输送辊对带钢温度场的影响

采用有限元差分法对连铸连轧生产过程的带钢温度场进行模拟.计算中考虑了辐射、对流换热、轧制时与轧辊之间的热传导以及变形热和摩擦热.结果表明,输送辊对带钢温度场的影响相对较小,大约使钢体温度下降14~18℃;精轧前的过程上下表面温差比较大,能达到20~25℃;考虑了输送辊影响的温度场与实测值更相近,符合实际.     

双辊薄带连铸用结晶辊套温度场及其热变形

利用非线性热力耦合有限元方法,对浇铸过程中结晶辊辊套的温度场分布进行了研究,并同时计算出了结晶辊的热变形.给出了浇铸稳定阶段的结晶辊温度场分布和热变形规律;分析了浇铸速度对结晶辊温度场和热变形的影响.通过分析得出,在浇铸稳定阶段结晶辊温度只在表层区域发生周期性变化,内部保持基本稳定,浇铸速度越低,周期性变化幅度越大.     

UCMW轧机的边缘降控制性能和影响因素分析

建立了UCMW冷连轧机辊系与轧件一体化仿真模型. 由工作辊弯辊、中间辊弯辊、工作辊轴向移位、中间辊轴向移位确定不同仿真工况,分析了各调控手段对带钢中心凸度和边缘降的调控能力. 详细研究了带钢厚度、张力、压下率、变形抗力等对边缘降的影响. 结果表明,工作辊弯辊对带钢中心凸度的控制能力最强,工作辊轴向移位对带钢边缘降的控制能力最强,各影响因素对边缘降的影响程度都大于对中心板凸度的影响. 说明带钢边部对轧制因素的变化更敏感.     

2250 CVC热连轧机工作辊辊形改进与应用

针对2250热连轧机F5架(CVC)工作辊窜辊行程利用率低、窜辊分布曲线中心偏移,以及CVC工作辊磨损严重且不均匀等问题,建立CVC辊形设计数学模型,结合现场实际应用情况提出武钢2250热连轧机F5架改进的CVC辊形曲线,并给出改进CVC辊形的不同宽度带钢辊缝凸度调节能力的方法;在2250热连轧机下游F5架采用改进的CVC辊形曲线进行工业轧制实验。研究结果表明:CVC轧辊窜辊行程利用率由66%提高到80%,磨损更均匀化。     

齿轮稳态温度场及热变形研究

根据摩擦学、传热学以及齿轮啮合原理等知识,确定了轮齿各表面的对流换热系数的计算方法,及啮合面摩擦热流密度的计算方法.利用APDL语言建立了单齿热力耦合分析的有限元参数化模型.引进了混合介质特性参数的比例因子及修正系数,使得有限元模型更加接近实际工况.得到了齿轮单齿稳态温度场及热变形的有限元分析结果.并通过数据处理得到了啮合面热变形量沿啮合线法线方向的变形曲面.研究结果表明:齿轮的稳态温度场存在明显的温度梯度,啮合面温度最高,最高温度出现在啮出端双齿啮合区中部.齿轮的热变形存在明显的变形梯度,齿顶变形量最大,齿根最小.热变形沿啮合线法线方向的变形量,在齿顶中部最大,在齿宽方向成上凸分布,且在齿顶位置上凸最明显;在量级上与齿廓修形的修形量处于同一量级,因此将对齿廓修形的效果产生很大影响.本文的研究可为考虑热变形的齿廓修形设计等提供理论依据.     

无取向硅钢热连轧工作辊热磨辊

为了解决正常生产结构条件下,无取向硅钢热连轧工作辊磨削辊形受热辊形影响难以获得工艺制度期望的初始辊形问题,结合无取向硅钢热轧生产过程,采用二维有限差分法建立了工作辊轧制过程中的工作辊温度场计算数学模型,使用有限元软件ANSYS建立了工作辊下机后空冷和喷淋冷却混和工艺条件下温度场模型,开展了无取向硅钢热轧工作辊一个完整使用周期内的温度场和热辊形仿真研究,提出了无取向硅钢工作辊热磨辊数学模型和热磨辊工艺制度,并投入生产应用.相同生产工艺条件下,1700热连轧机无取向硅钢轧制应用热磨模型和热磨工艺制度后,产品的凸度和楔形双达标率由67.39%提高到74.57%的明显生产实绩.     

梅钢1422精轧机组工作辊辊型优化与应用

梅钢1422轧机经改造后,板形控制水平有了明显提高,但轧制到计划的中尾部便出现不稳定,产品的凸度和平直度不能满足市场要求,尤其是供冷轧基板的大凸度要求,而且板形模型也无法正常工作.为解决这一问题,在理论分析的基础上,通过对精轧机组F1～F3机架CVC工作辊辊型曲线优化以及F4～F6机架工作辊辊型的优化,使得带钢凸度命中率由原来的87%左右提高到98%,而且降低了工作辊的辊耗,提高了一个计划的同宽公里数与总公里数.同时由于提高了轧制稳定性,稳定批量生产出1.6mm×1185mm的箱板.