二十辊轧机非对称轧制过程中热辊型预测技术

针对某钢厂二十辊轧机上下辊系润滑条件非对称带来的上下工作辊辊型预测困难,进而导致辊缝设定误差问题,从二十辊轧机的设备和工艺特征入手,分析了上下辊系的润滑条件差异。首先,考虑轧制过程中摩擦热和变形热的产生、轧辊的热传导和对流换热,同时考虑二十辊轧机上下辊系非对称带来的边界条件差异,建立二十辊轧机上下辊系工作辊温度场计算模型。最后,在温度场计算的基础上建立二十辊轧机上下辊系工作辊热辊型计算模型,形成一套相应的二十辊轧机非对称轧制过程中热辊型预测技术,将该技术应用到现场生产实际,以现场典型规格产品作为实验对象,将模型计算结果与轧后实际热辊型进行对比,结果表明,误差在5%以内,证明该热辊型预测技术具有较高的精度,能够准确预测二十辊轧机非对称轧制过程中热辊型。

四辊轧机工作辊热辊型的研究

根据热轧工作辊的热力学方程及边界条件 ,用有限差分法计算其温度场 ,用影响函数法计算其弹性变形 ,建立了工作辊温度场和热凸度的数学模型 ,并进行了实验验证。研究了工作辊热辊型动态形成机理 ,并将热变形与弹性变形进行了叠加 ,求出最终辊型曲线。

铸轧辊辊套温度场及热辊型的数值模拟

介绍了求解铸轧辊辊套温度场所采用的有限差分法 ,即采用FTCS格式进行的二维轴对称坐标下的铸轧辊辊套瞬态导热分析 ;并在此基础上进行了相应热辊型的求解 ,所得结果对于优良板型的获得具有参考价值。

1700mm冷连轧机轧辊分段冷却对热辊型的影响研究与应用

以某厂1 700五机架冷连轧机的工作辊为研究对象,综合分析了喷水冷却对轧辊热辊型的影响,找到了水温、水压、水流、喷射距离和喷射角度等参数在控制轧辊热凸度方面的调控范围。对轧辊轴对称温度场模型进行简化,采用MatLab编制仿真软件,并将仿真计算结果与现场实测数据进行了对比,说明喷水冷却对热辊型影响分析及仿真软件的准确性,对冷连轧机板型的控制起到指导作用。

冷连轧机的喷水冷却参数对热辊型影响的研究

本文以某厂1 700 mm五机架冷连轧机的工作辊为研究对象,对影响轧辊热辊型的喷水梁和冷却液各参数进行综合分析,找到这些参数在控制轧辊热凸度方面的调控范围:随着喷射距离和喷射角度的增大,控效因子的值在减小,并且减小的趋势越来越大;当喷射距离为0.35 m和喷射角度达到50°时,控效因子的值达到最小。冷却水温度越低轧辊的热膨胀控制能力越强,随着水温的升高,其控制能力在减弱。

铝带冷轧机工作辊分段冷却热辊型调控功效分析

目的研究铝带冷轧机轧辊热辊型调控功效对分段冷却流量分布的影响。方法利用ANSYS有限元软件及其APDL参数化编程语言,建立工作辊温度场和热辊型轴对称仿真模型,对轧辊温度场仿真结果和实测数据进行对比分析,对轧辊基本冷却和分段局部冷却2种模式的热辊型调控效应进行了仿真分析。结果轧辊温度场仿真模型计算结果与实测结果误差较小。热辊型调控功效分析表明,二次基本冷却模式能改善轧辊中部冷却效果,减少板边处轧辊局部冷却能有效改善板边处轧辊的温降,得到了二肋浪位置附近喷嘴对二肋浪处热辊型的调控效应系数相对比例。结论热辊型调控功效分析研究结果为二肋浪等局部板形控制的分段冷却流量的确定提供了依据。

CVC工作辊热辊型演变机理及其对板形的影响

CVC技术是20世纪80年代出现的先进的板形控制技术,该技术通过轧机工作辊轴向横移获得所需辊缝凸度,从而控制出口带钢板形。热轧过程中CVC工作辊的热辊型变化对辊缝凸度影响显著,精确预报工作辊的热辊型对提高带钢板形控制精度和减小轧辊磨损有着重要的意义。以某厂1780 mm带钢热连轧生产线为研究对象,运用大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分别建立第4机架的工作辊三维热凸度有限元仿真模型和三维有限元轧制仿真模型。分析不同轧制时间、轧制速度、轧制间隙时间等轧制工艺对热辊型的影响。将不同轧制工艺下得到的热辊型代入到轧制仿真模型中,分析不同轧制工艺下的热辊型对带钢板形的影响。轧制初期工作辊热辊型发生明显变化,工作辊热凸度增加,带钢凸度降低,4000 s后工作辊热辊型达到稳定状态,带钢凸度不再变化;轧制速度对热辊型影响较小,在热凸度稳定后对板形影响较小;工作辊随着轧制间歇时间的增加,冷却时间增加,热膨胀量减小,导致带钢凸度增加;随着带钢宽度的增大,工作辊边部吸收热量增加,工作辊热辊型边部发生明显变化,带钢凸度增大。仿真结果表明,轧制时间、轧制间隙时间、带钢宽度对板形影响较大,轧制速度影响较小,研究成果能为现场轧辊原始辊型曲线设计和板形控制提供参考。

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预报,并且为后续利用轧辊温度场与热辊型模型进一步调控轧辊辊温分布奠定模型基础。

多道次可逆轧机工作辊温度场及热辊型的研究

阐述了多道次可逆轧制的工作辊温度场和热辊型动态形成过程的轴对称数学模型 ,对通用有限元软件MARC进行了二次开发 ,通过调用用户子程序film和flux对

非均匀入口温度场下铸轧辊辊型的三维有限元仿真

基于大型非线性有限元分析软件Marc,建立了连续铸轧三维热力耦合的数学模型和物理模型,同时考虑了轧辊的热辊型和力辊型,采用铝高温流变本构关系和接触热阻数值模型,建立了铸轧过程复杂的边界条件和热接触条件,并用fortran语言对Marc进行了二次开发;模拟现场工艺变化规律,采用非均匀入口温度场,仿真得到了轧辊在稳定铸轧状态下的辊型曲线;最后通过现场试验,验证了模型算法和结果的正确性。

基于MSC Marc软件平台的铸轧辊辊型三维有限元仿真

基于大型非线性有限元分析软件MSCMarc,建立连续铸轧三维热力耦合的数学模型和物理模型,同时考虑轧辊的热辊型和力辊型,采用铝高温本构关系和接触热阻数值模型,建立铸轧过程复杂的边界条件和热接触条件,并用Fortran语言对MSCMarc进行二次开发;模拟现场工艺变化规律,采用非均匀入口温度场,仿真得到轧辊在稳定铸轧状态下的辊型曲线;最后通过现场工业试验,验证模型算法和结果的正确性.

板带热轧工作辊热凸度模拟软件的研究

根据热轧带钢工作辊在工作中的实际传热情况,将工作辊对称地分为轧制区、非轧制区、辊肩、辊端和辊颈5个部分,充分考虑热轧工作辊的实际环境对轧辊温度场和热变形的影响,来确定轧辊的热边界条件;再利用有限差分法建立工作辊温度场及热变形的数学模型,并利用VC++平台进行模拟研究,建立适合在线计算的快速模拟软件;最后分析了轧辊直径和压下率对轧辊热凸度的影响。

用L-TOP模型提高连续退火和热镀锌生产率

传统的连续热处理过程控制模型对带钢转换过程处理欠佳，连退线和连续热镀锌线热处理炉的操作者经常手工操作，不能更好地保障生产效率和产品质量。介绍了一种先进的控制模型（L-TOP模型），对热辊型预测和带钢转换时的工艺变化做出很好的处理。该模型在某些生产线的实际应用表明，它有效提高了控制精度和生产效率。

基于调控效应的冷轧工作辊精细冷却控制研究

针对铝带冷轧过程中易出现四次板形缺陷问题,研究了基于调控效应的残余四次板形偏差多分段协同冷却控制方法。给出了与四次板形偏差对应的热辊型调节曲线方程,建立了基于调控效应的轧辊热辊型计算方程以及精细冷却液流量调节量计算方程。建立了轧辊温度场有限元仿真模型,计算了轧辊精细冷却调控效应系数矩阵,分析了精细冷却热辊型与冷却液流量变化的关系,获得了针对残余四次板形偏差的冷却液流量分布规律。研究表明精细分段冷却适合慢时变的板形扰动因素,研究所获得的冷却液流量分布规律为残余四次板形偏差的多分段协同冷却控制提供了基础。

以板形控制为目标的冷连轧过程压下规程优化技术

针对在冷连轧升降速过程中由于热辊型变化和轧制压力不稳定导致的轧制波动幅度过大和板形的最终精度不足等问题,为了得到精度较高的出口板形,结合现场冷连轧机组的设备参数和机组相关工艺,通过对建立的冷连轧升降速过程板形模型、轧制力模型以及热辊型的变化机理进行定量分析,提出了一套以冷连轧机组升降速过程中出口板形最优为目标函数的各机架压下规程优化模型,并将其应用到现场某1800 mm五机架冷连轧机组的生产中,轧制波动幅度和板形精度得到了有效控制,提高了最终板形质量。

Analysis and optimization of heat loss for water-cooled furnace roller

A heat transfer model of furnace roller cooling process was established based on analysis of furnace roller＇s structure. The complicated model was solved with iteration planning algorithm based on Newton search. The model is proved logical and credible by comparing calculated results and measured data. Then, the relationship between water flow velocity, inlet water temperature, furnace temperature and roller cross section temperature, outlet water temperature, water temperature rise, cooling water heat absorption was studied. The conclusions and recommendations are mainly as follows： l） Cooling water temperature rise decreases with the increase of water flow velocity, but it has small relationship with inlet water temperature; 2） In order to get little water scale, inlet water temperature should be controlled below 30 ℃. 3） The cooling water flow velocity should be greater than critical velocity. The critical velocity is 0.07 m/s and water flow velocity should be controlled within 0.4-0.8 m/s. Within this velocity range, water cooling efficiency is high and water temperature rise is little. If cooling water velocity increases again, heat loss will increase, leading to energy wasting.