十八辊轧机板形调控性能仿真分析

为掌握十八辊轧机板形调控性能,运用非线性有限元软件MARC建立了十八辊轧机轧制过程三维弹塑性耦合有限元仿真模型。分析了施加-335~490 kN的中间辊弯辊力及中间辊横移量为-125~125 mm时,屈服强度为980 MPa带钢的二次凸度和四次凸度以及工作辊有载辊缝、弹性弯曲、弹性压扁变形的变化情况。结果表明,中间辊弯辊力对承载辊缝的调节能力明显大于中间辊横移量。中间辊弯辊力的二次凸度调节量约为238μm,四次凸度调节量约为78μm。中间辊横移量的二次凸度调节量约为6μm,四次凸度调节量约为2.7μm。中间弯辊力对工作辊边部弹性弯曲与弹性压扁的调控效果明显大于对工作辊中部的调控效果。中间辊横移量对工作辊弹性弯曲与弹性压扁调节能力明显小于中间辊弯辊力,说明了中间辊横移量对承载辊缝和板凸度调节能力小于中间辊弯辊力。

济钢1700mm热带钢轧机的板形设定控制模型

济钢1700 mm热连轧是新建投产的宽带钢生产线,其F2—F6精轧机组装备有工作辊弯辊和窜辊技术。针对这种典型机型,在大量有限元模拟计算的基础上,开发了相应的板形设定控制模型,包括工作辊综合辊形(初始辊形、磨损辊形和热辊形之和)计算模型、支承辊综合辊形计算模型、窜辊设定计算模型和弯辊力设定计算模型等。在经历了系统设计、程序编写、离线调试、在线调试后,板形设定控制模型投入稳定运行,所有考核规格的凸度控制精度超过96%。在同宽轧制长度超过70 km的轧制单位内,各机架弯辊力设定结果能够自动适应带钢厚度和钢种的变化,且凸度控制精度超过95%。

CVC热连轧工艺参数对板凸度的影响

采用影响函数法建立了四辊CVC轧机轧辊的弹性变形解析模型,并依据某厂2160mm热连轧机组的实际生产工艺参数,利用模型计算得出了板凸度与弯辊力、横移量、带钢宽度的定量关系,可用于指导实际生产凸度调节制度的制订。

四辊轧机轧制工艺参数对工作辊有载辊缝凸度的影响

利用在ABAQUS下建立的二维变厚度等效模型,分析静态下轧制力、弯辊力、工作辊窜辊量对有载辊缝凸度的影响。结果显示,轧制力对辊缝凸度的影响大于弯辊力对辊缝凸度的影响,轧制力、弯辊力波动对辊缝凸度的影响是显著的,窜辊量波动对辊缝凸度的影响是微小的。

UCM轧机板形调控机构对轧制压力分布影响

以某1 420 mm带钢冷连轧机为原型,采用三维弹塑性有限元法对UCM轧机冷轧过程进行了模拟,分析了不同板形调控机构对轧制压力分布的影响.结果表明:在工作辊弯辊作用下,轧制压力在带钢边部的峰值消失且在中部逐渐增加,使马鞍型三维分布变为凸型分布;中间辊弯辊对轧制压力的影响相对较小,基本没有改变其分布形式;中间辊横移消除了轧制压力在带钢边部骤增的趋势,使其在接触变形区的分布更平缓.三者对轧制压力的影响程度:工作辊弯辊>中间辊横移>中间辊弯辊,这与其调控功效对比结果一致,表明板形调控机构通过影响轧制压力分布来改变带钢板形的工作机理.

HC轧机板形优化模型的研究

介绍HC冷连轧机组轧制规程设定与优化的一种新方法,在利用影响函数法进行板形计算的基础上,用黄金分割法进行一维搜索和多元回归,得到了保证良好板形条件下中间辊横移量和弯辊力关系的数学模型。结合现场轧机数据。给出了各模型系数的取值,为HC轧机工艺参数的设定提供了参考数据。

CVC轧机工作辊轴承布置

通过对轧机工作辊轴承受力状态的分析,探讨了当前轧机工作辊轴承的布置形式,提出了作者的看法。

2030 mm冷连轧机组板形预报及影响因素研究

针对2030 mm冷连轧机组实际生产过程中无法实现板形预报及无法定量分析板形影响因素的问题,充分考虑冷连轧机组的设备与工艺特点,在简单介绍了冷连轧机组相关板形模型的基础上,通过选择典型规格产品以及极限规格产品,对弯辊力、窜辊量及倾辊量等影响板形的因素进行了定量分析。结果表明,随着弯辊力的逐渐增大,板形由双边浪逐渐转变为中浪;随着窜辊量和倾辊量的逐渐增大,工作侧浪形逐渐增大,传动侧浪形逐渐减小。同时,将该板形预报技术应用于国内某2030 mm冷连轧机组的实际生产,开发出了相应的"2030酸轧机组板形预报软件",提高了机组的板形质量,成品带钢板形值的预报精度达到了92%以上,取得了良好的使用效果。

CVC技术在现代冷轧机中的控制策略和手段

介绍CVC6-HS6辊冷轧机的控制策略和手段,CVC技术的原理、执行机构,板形控制手段,轧制油、弯辊的新技术,中间辊窜动作用。

2050mm六辊铝冷轧机三维有限元辊系变形分析

基于Marc有限元软件,建立了2 050 mm六辊铝冷轧机辊系三维弹性变形的有限元模型,计算了稳态轧制生产工况,不同工作辊弯辊力、中间辊弯辊力以及中间辊抽动量时的有载辊缝形状。结果表明,采用以上三种板形控制手段,对控制板形和板凸度都有很好的效果,对板形控制和现场生产在线调节板形具有一定的参考价值。

楔形轧制弯辊窜辊系统对带钢板型的调整修复

应用楔形轧制弯辊窜辊系统对带钢板型进行调整修复。通过将工作辊和中间辊进行窜辊以及弯辊动作,有效提高了带钢表面板型质量,轧机轧制过程实现了闭环精确控制,降低了生产成本,满足了生产工艺要求。

超宽轧机对不同宽度带钢板形调控特性分析

为分析某2250 mm热连轧机针对不同宽度带钢的板形调控特性,建立了该轧机下游机架的有限元模型,利用模型计算出下游机架对于不同带钢宽度的板形调控特性.结合现场实际数据验证了模型精度.对现场数据分析后指出当前弯辊力设定范围过小、下游机架的CVC辊形的等效凸度不合理.研究结果可为现场板形控制与辊形改进提供理论支持.

工作辊弯辊控制系统的分析与应用

工作辊弯辊控制技术是CVC轧机极其重要的一个环节,弯辊力响应的快速性和准确性直接影响板形控制系统的性能。为消除轧制力变化和中间辊窜辊位置变化对弯辊控制效果的影响,采用轧制力前馈控制技术和中间辊窜辊位置前馈控制技术,提高弯辊控制系统的可靠性和准确性。针对因轧制力前馈补偿值过大而容易造成起车过程中浪形伤辊、边浪勒辊等问题,对轧制力前馈系数进行优化,提高了控制系统的稳定性。

钛及钛合金冷轧薄板的板型控制研究

板形是板材的重要质量指标之一。以传统板形控制理论为基础,结合钛及钛合金材料加工特点,在HC轧机上通过调整中间辊窜辊量、正负弯辊力、轧辊倾斜、工艺润滑控制、轧辊速差、压下制度设定等方面因素,实现了钛及钛合金板材轧制过程中的板型的良好控制。分析可得:1)中间辊窜动量设置需在传统经验计算公式基础上进行修正处理;2)可以通过调整正负弯辊力大小来改善板型;3)合适的工艺润滑是保证获得良好板型不可或缺的条件;4)采用适合于钛及钛合金轧制加工的压下制度,能大大提升板型水平。综上所述,利用以上板型调整手段可获得平直度小于3 mm/m的钛及钛合金板材。

七机架热连轧机组板形综合控制技术

针对七机架热连轧机组机架数量多,轧制工艺复杂,各机架控制能力得不到充分发挥而造成轧件板形出现中浪、边浪以及复合浪等问题,充分考虑七机架热连轧机组设备结构特点,同时结合轧制工艺条件,采用相对长度差法来表示轧件板形值,并以轧机有载辊缝为桥梁,根据辊系弹性变形模型与金属变形模型的耦合关系进行求解,建立热连轧机组板形预报模型。根据工作辊弯辊力和窜辊量对轧件板形可快速调整的特点,结合现场实际生产情况,确定工作辊弯辊力和窜辊量的研究范围,通过板形预报模型定量分析不同工作辊弯辊力和窜辊量情况下轧机有载辊缝凸度和轧件板形的变化过程,得到轧件板形的调控域,在此基础上提出板形综合控制策略。同时为了保证轧件凸度要求和避免轧辊过度磨损,提出各机架轧件出口厚度精度和辊间压力均匀度约束条件,并以各机架轧件板形波动最小为目标函数,对工作辊弯辊力与窜辊量进行综合优化,开发出适合热连轧机组板形综合控制技术。将该技术应用到某2 050热连轧机组生产实践,结果表明,典型规格产品在工作辊弯辊力和窜辊量优化后,轧件在热连轧过程中板形质量明显改善,轧件出口板形由10.5 I改善到4.8 I,现场应用效果良好。

热轧带钢板凸度纵向分布三重调控研究与应用

由于带钢头尾存在温差,并且薄规格带钢轧制时间较长,承德钒钛1780 mm热轧生产线薄规格带钢板凸度产生明显纵向衰减现象,影响带钢质量。针对这一现象,对现场包括CVC原始辊型、工作辊横移量设置以及各机架弯辊力设置进行了分析,发现在不改变现有冷却设备、轧制节奏的前提下,现有工艺参数已达到板凸度控制极限。基于此分析,提出了CVC原始辊型优化+工作辊横移控制+弯辊力动态调整的三重组合调控方法,为改善现场带钢板凸度衰减提供了理论指导和依据。基于金属三维变形模型和辊系弹性变形模型,考虑现场工况和工艺特点,构建了适用于该钢厂热轧薄规格带钢的板凸度控制模型。提出了分别以F1、F1和F2、F1~F3和F1~F4为目标的4种辊型优化方案,并将4种辊型优化方案结合工作辊横移、弯辊力动态调整后对板凸度纵向分布的影响及其分布规律进行了分析研究。结果表明,以(45±15)μm为目标板凸度时,4种优化方案可使带钢分别获得34~45、37~45、40~47、41.2~49.4μm的板凸度纵向分布,对应的凸度衰减量分别为11、8、7、8.2μm,同时可将F1、F2、F3、F4机架弯辊力调控窗口分别提高500、550、740、680 kN。除此之外,将该方法应用于板凸度衰减最为明显的1.5 mm×1250 mm规格带钢现场生产,板凸度衰减量可减小至8~10μm。

1800mm 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。

极薄规格退火板羽痕缺陷影响因素与控制措施

针对某双机架平整机组生产极薄规格退火板时出现羽痕缺陷的问题,分析认为羽痕缺陷的产生是带钢在平整过程中出现不均匀延伸产生明显分界线而导致的。为此,对平整工艺进行了分析,发现设定张力偏小,CVC辊弯辊力、轴向横移量设定不当,以及轧制力和弯辊力的变化不匹配等因素是造成带钢宽度方向不均匀变形而导致羽痕缺陷产生的主要原因。通过采取平整入口、出口张力较原设定增加20%~30%,开发轧制力、弯辊力前馈程序,优化平整机CVC辊轴向横移量设定,并依据带钢厚度规格将目标板形曲线由0 IU优化为0.5~4 IU边浪等措施,极薄规格带钢羽痕缺陷带出品量从206 t/月降低至51 t/月,其表面质量满足了国内外多家高端用户的需求。

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。

1420 mm酸轧机组带钢板形分析与控制研究

板形是冷轧带钢非常重要的质量指标,直接决定了产品的质量等级,同时影响着机组的生产效率和成材率。针对某1420 mm酸轧机组生产的带钢出现中浪板形易导致连退产线出现带钢起筋的问题,介绍了酸轧机组的板形控制原理,分析了热轧原料凸度、热轧终轧温度、弯辊力控制模式、冷轧轧机中间辊辊形对带钢板形的影响。结果表明:带钢中浪板形与热轧原料凸度和终轧温度密切相关;采用微中浪目标曲线自动控制时,带钢板形的边浪、中浪幅值都要小于手动控制模式;通过对冷轧机中间辊辊形进行优化,使其边部倒角更加圆滑过渡,能够有效改善边降过大的缺陷,同时板形控制效果也得到明显改善。在此基础上,提出了减小热轧原料凸度、提高终轧温度、开展板形自动控制以及优化中间辊辊形的措施,有效解决了冷轧带钢中浪大的板形问题,为连退生产运行稳定提供了强有力保障。