2250mm宽带钢热连轧生产线凸度控制优化

 首钢迁钢2250mm热连轧生产线在达产初期出现了带钢凸度控制稳定性差的问题,甚至出现负凸度现象。对此热轧生产线的生产数据进行了分析,同时对轧辊温度与辊形进行了实际测量。究其原因为CVC辊形对热凸度和磨损辊形较为敏感,工作辊冷却水能力不足引起的轧辊热凸度过大破坏了CVC辊形曲线的板形控制能力。由于改造轧辊冷却水系统费用较高,需要停产,为了解决凸度控制稳定性问题,采用了辊形优化设计的方法。对精轧机组的CVC工作辊辊形进行了优化,空载辊缝凸度调控范围从［－0.7mm,0.7mm］增大到［－1.2mm,12mm］。同时,为了改善CVC工作辊与支撑辊辊间接触状态,设计并应用了CVC支撑辊辊形。此CVC辊形配置解决了首钢迁钢2250mm热轧线凸度控制稳定性差的问题,板形控制精度由原来的67%提高到了93％以上。     

镀锌光整机辊形优化及边浪板形缺陷控制

为解决镀锌光整机对超高强钢边浪板形缺陷消除能力有限的问题,建立了光整轧制过程的有限元模型,对光整机生产超高强钢板形调控能力不足的原因进行了分析;在此基础上,对工作辊和支撑辊辊形进行了优化,并对不同辊形配置条件下光整机的板形调控特性进行了分析。研究表明,辊形优化后承载辊缝横向刚度提高了9%～20%,弯辊调控功效提高了17%,在保证出口板形良好的前提下,弯辊力降低约40%,辊间接触压力不均匀度最大降低31%,从而实现了超高强钢大轧制力光整的可能性。之后分析了工作辊辊径对板形调控特性的影响,发现通过减小工作辊辊径,可以有效降低光整所需轧制力,即采用小辊径工作辊可轧制强度更高、厚度更薄的超高强钢;同时发现工作辊辊径越小,弯辊调控功效和承载辊缝凸度调节域越大,但是承载辊缝横向刚度随之降低,辊间接触压力不均匀度随之增加。对上述研究结果进行了上机应用,证明了优化后的辊形能够有效控制超高强钢边浪板形缺陷,为超高强钢光整过程的板形控制提供了理论依据。     

1500mm热连轧五次CVC辊形凸度控制能力分析

山西建龙1500mm热连轧产线工作辊辊形采用了五次CVC辊形,该辊形具有二次、四次凸度的综合控制能力,其辊形函数决定了辊形的凸度控制能力。为更加充分发挥现场五次CVC工作辊辊形的板形控制能力,结合实际工作辊辊形函数,通过数学的方法进行了深入的研究,发现了五次CVC辊形的辊缝二次凸度与窜辊量成近似线性关系,四次凸度与窜辊量成线性关系;辊形四次凸度控制能力随带钢宽度的减小而下降,辊形二次凸度控制能力随带钢宽度的变化成非单调变化,当所轧制带钢超出某一宽度时,带钢越宽二次凸度控制能力越弱;轧制较宽带钢时,工作辊越往负窜,对带钢边部越产生较大压下,越往正窜,对带钢中部越产生较大压下的问题。     

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。     

冷连轧机高强钢板形控制技术研究与改进

针对某冷连轧机在高强钢生产中出现的板形问题,以提高机组对高强钢产品的板形控制能力为目标,对中间辊和支持辊辊形进行了优化设计,并对第五机架精细冷却乳化液使用工艺进行了优化研究。新的高强钢板形控制工艺技术在生产中使用稳定,从根本上提高了轧机板形控制能力,0～3 IU的板形控制精度所占比例由83.71%提高到90.86%,轧辊磨损得到明显改善,应用效果显著。     

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。     

变接触支持辊辊形及辊形配置技术在宽带钢热连轧粗轧机组的应用

首钢迁钢2 250 mm热连轧生产线在2006年底投产后1年多的时间里,带钢的板形控制精度较低,需要进一步提高。粗轧后中间坯存在镰刀弯、负凸度和楔形大的板形问题,导致精轧控制稳定性差,造成板形控制精度较低。为了解决粗轧中间坯板形的问题,在粗轧R2机架上设计并应用了6次多项式变接触支持辊辊形和负凸度工作辊辊形,取代了原来采用的平辊形。此支持辊辊形可以使辊间接触长度随所轧制带钢宽度变化,消除了有害接触区,使得辊间接触应力均匀化,并提高了辊缝横向刚度,改善了轧辊的磨损辊形,并提高了板形调控能力。工作辊负辊形弥补了工作辊的热凸度,增强了板坯轧制过程的对中和稳定性。此支持辊辊形与工作辊辊形配置使用,大幅改善了中间坯的凸度、楔形和镰刀弯等板形质量,使得热轧产品的板形质量有10%左右的提高。     

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。     

辊形配置对辊间接触压力与板形调控影响分析

为系统分析不同辊形配置下辊间接触压力分布形式与板形调控特性,以某1 800 mm热轧生产线使用的2种典型辊形配置为研究对象,建立对应的辊系有限元模型,计算不同带钢规格与调控手段下辊间接触压力分布形式,分析得出常规凸度支撑辊对应的辊间接触压力分布形式与CVC工作辊辊形呈现出明显的对应性,且压力分布形式受轧制规格与调控手段的影响明显小于CVC支撑辊。利用接触压力峰值和不均匀度表述辊间接触压力分布特征,将不同规格与调控手段对辊间接触压力分布特征的影响进行量化处理,得到更为具体的不同参量在整个变化范围内对分布特征的整体影响趋势。同时还对2种辊形配置下不同辊间接触压力对轧机板形调控特性影响进行分析,得出CVC支撑辊对应辊形配置的弯辊力与窜辊位置在板形调控能力上均强于常规凸度支撑辊辊形配置,而不同辊形配置对辊缝形状的影响表现出较为明显的差异,引入辊间接触压力边中比得到调控特性与辊间接触压力之间的具体关系,并结合现场的实际生产数据对仿真分析结果进行验证,研究结果可为现场辊形配置与板形调控提供较好的理论基础和生产指导。     

辊形配置对辊间接触压力与板形调控影响分析

为系统分析不同辊形配置下辊间接触压力分布形式与板形调控特性,以某1 800 mm热轧生产线使用的2种典型辊形配置为研究对象,建立对应的辊系有限元模型,计算不同带钢规格与调控手段下辊间接触压力分布形式,分析得出常规凸度支撑辊对应的辊间接触压力分布形式与CVC工作辊辊形呈现出明显的对应性,且压力分布形式受轧制规格与调控手段的影响明显小于CVC支撑辊。利用接触压力峰值和不均匀度表述辊间接触压力分布特征,将不同规格与调控手段对辊间接触压力分布特征的影响进行量化处理,得到更为具体的不同参量在整个变化范围内对分布特征的整体影响趋势。同时还对2种辊形配置下不同辊间接触压力对轧机板形调控特性影响进行分析,得出CVC支撑辊对应辊形配置的弯辊力与窜辊位置在板形调控能力上均强于常规凸度支撑辊辊形配置,而不同辊形配置对辊缝形状的影响表现出较为明显的差异,引入辊间接触压力边中比得到调控特性与辊间接触压力之间的具体关系,并结合现场的实际生产数据对仿真分析结果进行验证,研究结果可为现场辊形配置与板形调控提供较好的理论基础和生产指导。     

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。     

3800mm中板轧机变凸度工作辊辊形研究

为提高轧机板形控制能力,某3800mm中板厂生产线精轧机采用变凸度工作辊,其辊形函数及参数决定了辊形的凸度控制能力与控制特性。为更充分发挥变凸度工作辊辊形的板形调控能力,结合实际辊形函数及参数,对生产现场变凸度工作辊进行了深入的研究,发现辊形二次凸度控制能力相对较强,且以辊缝负凸度控制为主;辊形几乎不具备四次凸度控制能力,且四次凸度控制能力与轮廓角密切相关;随着板宽减小,辊缝凸度控制能力迅速降低,使得轧机对相对较窄钢板易表现出凸度控制能力不足的问题。     

LVC工作辊综合辊形预测模型和应用

 在热轧带钢板形在线控制模型中,综合辊形的计算精度直接影响板形控制模型设定的准确性。建立了LVC工作辊初始辊形、热辊形和磨损辊形的计算模型,并在此基础上建立了综合辊形的等效模型和特征参数。该综合辊形等效模型已成功应用于鞍钢2150 mm热连轧在线板形控制模型中。生产数据表明,采用该模型后板形设定模型计算出的弯辊力和窜辊量能够自动适应轧制规格、轧辊磨损和热胀的变化,带钢头部凸度和平坦度的命中率均达到95%以上。     

宝钢2030冷连轧机组机型研究与改善

应用板形控制与冷轧机型配置理论,以宝钢2030冷连轧机组第5机架从CVC机型改造成DSR机型的技术案例以及改造后的机组板形控制能力仍不足为背景,研究指出,机组机型配置采用4架常规4辊轧机搭配1架高技术板形轧机(如CVC、DSR等)的冷连轧机组的板形控制能力有限,不能完全满足汽车板尤其是高强度钢板的板形控制需要,据此提出了针对2030冷连轧机组的机型完善改进方案,包括1~4机架使用的VCL支持辊辊形技术及与其配套的工作辊凸度和第5机架配套的支持辊辊形。生产应用表明,完善改进后机型,即4架使用VCL技术的常规4辊轧机+1架CVC或DSR轧机,极大地提高了此机组的板形控制能力,高强钢产品的板形问题得到了根本解决,取得了显著的经济效益。     

变接触支持辊辊形及辊形配置技术在宽带钢热连轧粗轧机组的应用

迁钢公司2250mm热连轧生产线粗轧后中间坯存在镰刀弯、负凸度和楔形大的板形质量问题,导致精轧控制稳定性差,精轧控制稳定性差是板形控制精度较低的主要原因之一。为此,在粗轧四辊轧机R2机架和粗轧二辊轧机R1机架上设计并应用了6次多项式变接触支持辊辊形和负凸度工作辊辊形,取代了原来采用的平辊形。此支持辊辊形与工作辊辊形配置使用,大幅改善了中间坯的凸度、楔形和镰刀弯等板形质量,使热轧产品板形控制精度提高了10％左右。     

涟钢2250宽带热连轧机CVC辊形优化与应用研究

CVC技术的使用关键之一是如何开发出合理可行的辊形曲线,结合生产实际,得到最佳使用效果。涟钢 2250热轧厂CVC曲线在使用过程中,工作辊窜辊行程经常达到正极限,轧辊热凸度和弯辊力出现极值异常的情 况。通过对生产数据进行分析总结,结合CVC曲线设计原理对CVC曲线进行优化,得到了良好的效果,提高了产 品的板形质量,降低了辊耗,取得了良好的经济效益。     

HC轧机辊型曲线优化

HC轧机采用中间辊轴向窜动技术,使轧机的横向刚度显著增加,提高了板形控制能力。但由于中间辊轴向窜动后,在工作辊与中间辊、中间辊与支撑辊间形成接触压力峰值,导致轧辊局部磨损及带材表面质量问题。建立了HC轧机板形和断面形状计算模型,研究了支撑辊及工作辊辊型曲线对辊间接触压力分布的影响规律,在此基础上优化了1220HC轧机支撑辊及工作辊辊型曲线。理论计算及工业生产试验表明,在保证轧机板形控制能力前提下,在HC轧机支撑辊及工作辊上采用合适的辊型曲线,可将支撑辊与中间辊间的接触压力峰值降低20%以上,将工作辊与中间辊间的接触压力峰值降低10%以上,从而避免辊间接触压力峰值带来的轧辊局部磨损及相应的带钢表面质量问题。     

基于凸度转移理念的冷轧支撑辊辊型设计

在当前冷轧产品品种结构不断丰富的背景下，拓展冷轧机的板形控制能力具有重要意义。针对某钢厂产品规格拓展轧机正凸度提供能力不足、工作辊凸辊使用频率高的问题，提出将工作辊凸度转移到支撑辊上、支撑辊提供部分凸度、工作辊尽量采用平辊的思想，设计CVC、VCL、VCL+这3类支撑辊辊型，建立轧件辊系一体化模型并仿真对比新辊型与原辊型配置下轧机板形控制能力。结果表明，采用VCL140+支撑辊搭配工作辊平辊，可起到代替原支撑辊平辊搭配工作辊凸辊的效果，并可显著改善辊间接触压力的均匀性。新辊型上机应用后，超高强钢边浪板形发生率由33%降至4%,工作辊凸辊使用率由95%降至5%,机组弯辊和窜辊超限的问题得到彻底解决，支撑辊月平均过钢量从原12万t提高到15万t,生产效率得到显著提高。     

LVC工作辊辊型的板形控制性能研究

提出一种新型线性变凸度工作辊辊型即LVC辊型,这种辊型实现了辊缝凸度调节与板宽成线性化.用承载辊缝调节域和承载辊缝横向刚度这两个基本板形控制性能来验证LVC工作辊的板形调节能力,并将LVC工作辊应用到实际生产中,经过计算和比较可以看出LVC工作辊辊型具有较好的实用性.在工作辊辊型的研究上具有一定的新颖性.     

宽带钢热连轧精轧机组成套辊形配置技术研究与应用

为了实现热轧宽带钢板形的高精度控制,根据宽带钢热连轧精轧机组上游机架控制凸度与下游机架控制平坦度的特性,在首钢迁钢1580 mm热连轧生产线的精轧机组开发并应用了成套辊形配置技术.在F1机架工作辊采用负凸度辊形,加强带钢轧制过程的对中;在F2到F4机架工作辊应用低轴向力CVC辊形,对带钢进行凸度调控;在F5到F7机架工作辊上采用负凸度辊形,辅以长行程的工作辊周期性窜辊,均匀轧辊磨损,控制带钢的平坦度;在所有机架的支撑辊上采用VCR变接触式辊形,增加机架的横向刚度.采用此辊形配置后,带钢的板形控制精度达95％以上,同时,改善了带钢轧制稳定性,延长了轧制计划长度,实现了一定范围的自由规程轧制.