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六辊冷轧机的带钢板形参数及辊间接触压力研究

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金属世界 2022年第5期 75-82页

作者：张海东王英春马炜师李洪波江东海韩文中冶京诚工程技术有限公司北京100176 北京科技大学机械工程学院北京100083

针对一种由变接触支持辊辊形、单锥度中间辊辊形、单锥度工作辊辊形组成的六辊冷轧机的辊形配置方法,利用Abaqus有限元软件建立三维“辊系弹性变形-轧件塑性变形”一体化仿真模型,从带钢板形及辊间压力两部分展开分析。通过分析发现,该... 详细信息

针对一种由变接触支持辊辊形、单锥度中间辊辊形、单锥度工作辊辊形组成的六辊冷轧机的辊形配置方法,利用Abaqus有限元软件建立三维“辊系弹性变形-轧件塑性变形”一体化仿真模型,从带钢板形及辊间压力两部分展开分析。通过分析发现,该辊形配置方法可通过工作辊和中间辊负窜有效减小带钢凸度并降低边降值;工作辊弯辊力也具有一定的板形调控能力,且强于中间辊弯辊力;同时,该辊形配置能有效均匀支持辊与中间辊间的辊间接触压力。

关键词：辊间接触压力中间辊辊形配置六辊冷轧机带钢板形辊系弹性变形工作辊弯辊力

六辊冷连轧机中间辊横移过程辊间接触压力分析

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钢铁 2017年第1期52卷 43-46页

作者：陈剑黄涛李友荣熊勇武汉科技大学冶金装备及控制教育部重点实验室湖北武汉430081

为了使轧机板形控制性能适应带钢规格材质变化,用于连续轧制高档冷轧薄带钢的六辊冷连轧机大都采取中间辊可横移技术。但是,中间辊横移必定使辊间接触压力分布更不均匀,导致出现接触压力尖峰。在中间辊横移过程中,辊间接触压力和横移阻... 详细信息

为了使轧机板形控制性能适应带钢规格材质变化,用于连续轧制高档冷轧薄带钢的六辊冷连轧机大都采取中间辊可横移技术。但是,中间辊横移必定使辊间接触压力分布更不均匀,导致出现接触压力尖峰。在中间辊横移过程中,辊间接触压力和横移阻力都会随横移速度的变化而发生改变,并可能导致辊间接触压力在轧辊端部形成更大的压力尖峰,从而造成轧辊磨损不均匀并缩短轧辊的使用周期。通过建立有限元仿真模型,以仿真模拟获得中间辊横移过程中辊间接触压力的变化规律后,优化设计轧辊辊形,并且提出使用非对称弯辊力的方法,实现了辊间接触压力的分布均匀化,降低了辊间接触压力尖峰值,并延长了轧辊的使用寿命。

关键词：辊间接触压力横移速度辊形有限元磨损

HC轧机辊间接触压力分析及提高轧辊寿命的措施

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钢铁研究学报 1991年第1期3卷 25-30页

作者：孙铁凯赵永和燕山大学

HC轧机利用中间辊的轴向移动,改善了工作辊受力状态,减少了工作辊的弯曲,增大了板形控制能力,但轧辊边部的接触压力剧增,加重了轧辊的磨损,严重时会产生辊面刻痕或中间辊辊身部分剥落。本文通过对HC轧机辊间接触压力的理论分析,提出降... 详细信息

HC轧机利用中间辊的轴向移动,改善了工作辊受力状态,减少了工作辊的弯曲,增大了板形控制能力,但轧辊边部的接触压力剧增,加重了轧辊的磨损,严重时会产生辊面刻痕或中间辊辊身部分剥落。本文通过对HC轧机辊间接触压力的理论分析,提出降低辊身边部接触压力值和提高轧辊寿命的措施。

关键词： HC轧机辊间接触压力轧辊寿命

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中厚板辊型设计中压力沿辊身分布算法

钢铁研究学报 2006年第3期18卷 15-17页

作者：胡衍生程晓茹李虎兴庞先进商存亮刘微周敏武汉科技大学材料与冶金学院湖北武汉430081 安阳钢铁集团有限责任公司轧板厂河南安阳455004

为了使中厚板轧机辊型设计快捷且保持辊间各点接触压力相等,利用了压力沿板宽方向呈二次分布、板边缘处变形为平面变形的计算处理,从而使辊型设计更为方便。同时引入辊间接触压力的中、边部比值概念并作合理选择,使设计出的辊型更加完... 详细信息

为了使中厚板轧机辊型设计快捷且保持辊间各点接触压力相等,利用了压力沿板宽方向呈二次分布、板边缘处变形为平面变形的计算处理,从而使辊型设计更为方便。同时引入辊间接触压力的中、边部比值概念并作合理选择,使设计出的辊型更加完善。生产实际应用表明,新设计的辊型不仅明显降低了板凸度,同时使轧辊磨损均匀,辊耗量大大下降。

关键词：中厚板辊型设计轧制压力辊间接触压力轧辊磨损

组合式电磁调控镶套支撑辊机械性能及辊形调控能力研究

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组合式电磁调控镶套支撑辊机械性能及辊形调控能力研究

作者：陈启发燕山大学

学位级别：硕士

冷轧板带作为钢铁企业的主要产品,如何提升产品质量是急待解决的问题,而良好的辊缝形状控制是提升带钢质量的基础。依托辊形电磁调控技术,受轧制力分布控制技术启发,提出了组合式电磁调控镶套支撑辊。组合式电磁调控镶套支撑辊由辊套和... 详细信息

冷轧板带作为钢铁企业的主要产品,如何提升产品质量是急待解决的问题,而良好的辊缝形状控制是提升带钢质量的基础。依托辊形电磁调控技术,受轧制力分布控制技术启发,提出了组合式电磁调控镶套支撑辊。组合式电磁调控镶套支撑辊由辊套和多个蜂窝式电磁棒组合而成,依托感应加热技术形成热-力混合驱动形式,使得组合式电磁调控镶套支撑辊凸度和辊间接触压力发生变化,进一步促使工作辊发生多区段柔性变形,以获得良好的辊缝形状。为了开辟组合式电磁调控镶套支撑辊领域的空白,依托感应加热技术,提出组合式电磁调控镶套支撑辊,针对传统电磁棒的缺点,设计新型蜂窝式电磁棒,通过施加均布外载,以蜂窝式电磁棒径向压扁量为依据,探究通孔数量、通孔位置和通孔直径对其结构的影响,并根据影响规律确定蜂窝式电磁棒合理的导线通孔布局。为了确保由辊套和多个蜂窝式电磁棒组合而成的组合式电磁调控镶套支撑辊具有支撑辊的基本作用,探究电磁棒间距、辊套厚度、轧制力、板宽对组合式电磁调控镶套支撑辊弹性变形和挠曲变形的影响规律,为组合式电磁调控镶套支撑辊的机械性能提供依据。为探究组合式电磁调控镶套支撑辊的辊形调控能力,探究单个蜂窝式电磁棒感应加热下,不同参数对组合式电磁调控镶套支撑辊胀形规律、辊间接触压力和工作辊辊形的影响规律,为多个蜂窝式电磁棒联合调控提供调控依据。搭建组合式电磁调控镶套支撑辊实验平台,采用激光测距装置和应变检测装置同时测量组合式电磁调控镶套支撑辊的胀形量,与仿真结果对比后,验证组合式电磁调控镶套支撑辊有限元模型的准确性。

关键词：支撑辊电磁调控机械性能辊间接触压力辊形调控

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六辊轧机辊系中轧辊磨损模型研究

六辊轧机辊系中轧辊磨损模型研究

作者：张震霆太原理工大学

学位级别：硕士

各行各业对高质量冷轧板带材的需求逐年增加,轧辊作为生产带钢的重要设备愈发重要。在轧制过程中轧辊与板材不断接触摩擦导致轧辊产生磨损,轧辊磨损一方面会改变轧辊的原始表面质量,影响控制板材的板形和精度,进而严重降低带钢产品的质... 详细信息

各行各业对高质量冷轧板带材的需求逐年增加,轧辊作为生产带钢的重要设备愈发重要。在轧制过程中轧辊与板材不断接触摩擦导致轧辊产生磨损,轧辊磨损一方面会改变轧辊的原始表面质量,影响控制板材的板形和精度,进而严重降低带钢产品的质量,另一方面会影响换辊的周期,轧辊的损耗也会缩短轧辊的更换时间以及提高企业的生产成本。因此研究轧辊磨损对于提高板形控制水平、提升产品质量以及提高钢铁企业的生产效率具有显著的意义。本文以某厂1450冷轧产线为研究背景,通过建立六辊辊系中轧辊的辊间接触压力计算模型和轧辊磨损计算模型,对实际轧制过程中轧辊的磨损预测及关键轧制工艺参数对轧辊磨损的影响进行研究,研究的主要内容如下:(1)利用影响函数法推导了六辊轧机辊系弹性变形的基本公式,建立起六辊轧机辊间接触压力计算模型,通过应用Matlab软件编制了计算六辊轧机辊间接触压力的程序,计算得出六辊轧机辊系中辊间接触压力的横向分布,并且结合Hertz接触理论得出最大辊间接触应力沿辊身的轴向分布,与Abaqus软件同一工况参数下仿真计算得出的辊间接触应力对比可知:两种方法得出的辊间接触应力分布基本一致,误差较小,验证了影响函数计算程序的正确性。通过控制变量法,改变不同关键参数值计算分析分别得到轧制力轧件宽度对辊间接触应力的影响规律。(2)通过分析轧辊的磨损机理及特点,以及深入研究了影响轧辊磨损的主要因素,以摩擦学基本原理为基础,基于辊间接触压力计算模型建立了六辊轧机的轧辊磨损计算模型。该模型克服了传统统计数据回归方法的局限性,在摩擦学理论支撑下,所得出的六辊轧机轧辊磨损预测模型较为合理,并且计算方便、准确。(3)在建立的六辊轧机辊系轧辊磨损模型的基础上,确定了轧辊磨损模型中各类工艺参数的计算方法。利用现场实测数据,结合Matlab遗传算法对模型中轧辊摩擦影响系数进行了优化,并且通过与现场实测数据的对比验证了磨损模型的准确性以及参数的正确性。通过控制变量法改变不同参数值,计算分析得出了轧制长度、带钢宽度、压下率以及轧制力对轧辊磨损的影响规律。

关键词：六辊轧机影响函数辊间接触压力轧辊磨损数学模型遗传算法

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CVC轧机支持辊力学有限元分析及新辊形

塑性工程学报 2010年第2期17卷 84-89页

作者：李洪波曹建国张杰任天宝张树山李耀辉北京科技大学机械工程学院北京100083 马鞍山钢铁股份有限公司马鞍山243003

现场跟踪实测并分析CVC轧机支持辊综合辊形数据,发现CVC轧机支持辊存在严重且不均匀磨损,并时有严重边部剥落事故发生。建立MSC.Marc二维动态弹塑性有限元模型分析了支持辊辊内应力状态,提出较大的辊间接触压力及支持辊工作层厚度的减小... 详细信息

现场跟踪实测并分析CVC轧机支持辊综合辊形数据,发现CVC轧机支持辊存在严重且不均匀磨损,并时有严重边部剥落事故发生。建立MSC.Marc二维动态弹塑性有限元模型分析了支持辊辊内应力状态,提出较大的辊间接触压力及支持辊工作层厚度的减小,对辊内应力具有不利影响,指出不均匀的辊间接触压力分布,是支持辊不均匀磨损甚至剥落的主要原因。建立ANSYS静态弹性有限元模型,分析板宽、单位轧制力、弯辊及窜辊对辊间接触压力分布的影响,发现带钢宽度的不断变化有利于改善支持辊的受力状况,而弯辊和负向窜辊均会增大辊间接触压力分布不均匀度系数。基于有限元仿真和现场工业试验,提出了CVC轧机支持辊新辊形,与引进的原常规支持辊相比,新支持辊服役前期的不同窜辊位置辊间接触压力峰值和辊间接触压力分布不均匀度系数分别下降了3.5%～16.0%和3.5%～15.9%,支持辊服役后期的辊间接触压力峰值和不均匀度系数分别下降25.7%和28.3%。1800 mmCVC热连轧机F3～F4机架工业应用实践证明,新辊形自保持性好,性能稳定,已投入工业应用,可推广应用到同类轧机。

关键词：热轧 CVC 支持辊有限元方法应力辊间接触压力

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UCM冷连轧机辊型曲线优化设计

机械设计 2010年第12期27卷 70-73页

作者：董志奎戚向东鞠伟连家创张文志燕山大学机械工程学院唐山建龙实业有限公司

以900 mm四机架六辊UCM冷连轧机组为研究对象,建立了轧辊辊间接触压力和板形计算模型,以均匀辊间接触压力分布和板形良好为目标,对机组轧辊辊型曲线进行了优化设计。理论计算表明,优化后的辊型曲线均匀了辊间接触压力分布,降低了辊端接... 详细信息

以900 mm四机架六辊UCM冷连轧机组为研究对象,建立了轧辊辊间接触压力和板形计算模型,以均匀辊间接触压力分布和板形良好为目标,对机组轧辊辊型曲线进行了优化设计。理论计算表明,优化后的辊型曲线均匀了辊间接触压力分布,降低了辊端接触压力峰值,同时能够提高弯辊力对板形的控制效果。工业生产试验后正式推广使用,支承辊和中间辊掉肩和掉肉现象得到了全面遏制,板形质量得到良好控制。

关键词： UCM冷连轧机辊型曲线辊间接触压力板形优化设计

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UCM轧机辊型综合优化设计

矿冶工程 2017年第4期37卷 120-123页

作者：牛山戚向东彭艳连家创燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

以板形良好及辊间压力分布均匀为目标,分别采用三角函数、幂函数和多项式函数作为工作辊、中间辊和支承辊的辊型曲线,建立了六辊UCM轧机辊型综合优化计算模型。在650UCM轧机上的实际应用情况表明,应用效果良好,验证了六辊轧机辊型综合... 详细信息

以板形良好及辊间压力分布均匀为目标,分别采用三角函数、幂函数和多项式函数作为工作辊、中间辊和支承辊的辊型曲线,建立了六辊UCM轧机辊型综合优化计算模型。在650UCM轧机上的实际应用情况表明,应用效果良好,验证了六辊轧机辊型综合优化计算模型的正确性。通过辊型的综合优化设计,能提高轧机板形控制能力,改善辊间接触压力分布,均匀轧辊磨损,消除轧辊异常磨损及辊端掉肉等缺陷,使轧机能适应更多规格品种的轧制。

关键词：六辊轧机辊型优化设计辊间接触压力板形