四辊轧机轧制工艺参数对工作辊有载辊缝凸度的影响

四辊轧机轧制工艺参数对工作辊有载辊缝凸度的影响
孙蓟泉;彭世广;陈永;单元胜;苏岚
聚四氟乙【摘 要】The effect of annealing temperature and holding time on the structure and properties of 0. 3 mm SPCC was explored by the batch annealing simulation experiment, and the rules of texture changing with annealing temperature were studied. The results show that HV of 0. 3mm thick SPCC steel is 77. 45 after annealing for 13 h at 680℃ and the elongation A50 is 45. 6%. With the increase in annealing temperature, the grain size of SPCC steel gradually increases while the HV and elongation gradually decrease. With holding time increases, both the grain size and elongation increase slightly yet HV decreases slightly. The effect of holding time on the deep drawing property of the steel is not obvious. After 680 and 700 ℃ annealing, the textures of SPCC steel are concentrated on y orientation line. With increasing annealing temperature, the intensity of deformation textures {112} <110>decrea-ses while the intensity of favorable texture {111} <112>increases.%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.
【期刊名称】《武汉科技大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2013(036)001岷山之夜
【总页数】5页(P10-13,25)
【关键词】有载辊缝凸度;轧制力;弯辊力;窜辊量
【作 者】孙蓟泉;彭世广;陈永;单元胜;苏岚
【作者单位】北京科技大学冶金工程研究院,北京,100083
【正文语种】中 文
【中图分类】TG331
随着板带材轧制技术的发展,板形控制问题越来越突出[1]。板形的控制归结于对有载辊缝凸度的控制,即通过控制沿板带宽度方向辊缝曲线的几何尺寸和形状,来控制带钢横截面凸度、边部减薄量和平坦度。实际情况表明,有载辊缝凸度的波动主要来自辊型、弯辊力和窜辊量以及由轧件引起的轧制力的波动。本文利用二维等效模型[2],分析轧制力、弯辊力以及工作辊窜辊量对有载辊缝凸度的影响。
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1 有限元模型的建立
1.1 单元和网格划分
采用二维变厚度法,沿轴线方向将辊系划分为若干平行于水平面厚度方向不等的单元,其中支撑辊辊身40个单元,辊径20个单元;工作辊辊身32个单元,辊径14个单元。划分区域分三层:一层为轧制区工作辊的表面,另两层分别为辊间接触区域的支撑辊和工作辊表面。辊系轴线截面图如图1所示。其中,平面单元厚度由等效厚度计算确定,中部单元厚度由单元的惯性矩和实型相等确定,接触边界单元厚度由单元压缩变形与Hertz压扁量相等确定。为避免质量较差的网格出现,采用四面体网格,辊系网格划分如图2所示。其中支撑辊轴向共40个单元,单元长度35 mm;工作辊轴向共32个单元,单元长度30mm。支撑辊39
60个单元,单元类型为CPS4R;工作辊9200个单元,单元类型为CPS4R。
图1 辊系轴线截面图Fig.1 Axial sectional drawing of roll system
图2 辊系网格划分图Fig.2Roll system meshing
1.2 辊材属性和模型边界条件
外文翻译某厂精轧机组工作辊材质为高镍铬无限冷硬铸铁,支撑辊材质为锻钢(w(铬)=3%)。辊材性能参数如表1所示,轧辊技术参数如表2所示。二维变厚度模型边界条件如图3所示,在工作辊操作侧和传动侧施加x方向约束,在支撑辊两侧施加x、y方向约束,两辊间给予边界接触定义与约束,定义滑动摩擦系数为0.256。
表1 辊材性能参数[3]Table1 Property parameters of roll material
表2 轧辊技术参数Table2 Technical parameters of roll
图3 二维变厚度模型边界条件Fig.3 2-dimensional varying thickness finite element model and force diagram
2 轧制工艺参数对工作辊有载辊缝凸度的影响
2.1 轧制力对有载辊缝凸度的影响
轧制力为14000、18000、22000、26000kN,工作辊接触面节点在y方向的位移如图4所示。由图4中可看出,随轧制力的增大,工作辊接触面节点位移增大。轧制力对工作辊挠度及其接触面凸度的影响如图5所示。由图5中可看出,随轧制力的增大,工作辊挠度及其接触面节点曲线凸度增大。
图4 不同轧制力下工作辊接触面节点在y方向的位移Fig.4 Nodal displacement diagram at different rolling forces
图5 轧制力对工作辊挠度及其接触面凸度的影响Fig.5 Work roll contact surface crown and deflection at different rolling forces
氟苯尼考琥珀酸钠2.2 弯辊力对有载辊缝凸度的影响
轧制力为14000kN,弯辊力为900、1100、1300、1500kN,工作辊接触面节点在y方向的
位移如图6所示。由图6可知,随弯辊力的增大,工作辊接触面节点位移增大。弯辊力对工作辊挠度及其接触面凸度的影响如图7所示。从图7中可看出,随弯辊力的增大,工作辊挠度增大,其接触面节点曲线凸度减小。
图6 不同弯辊力下工作辊接触面节点在y方向的位移Fig.6 Nodal displacement diagram at different roll-bending forces
图7 弯辊力对工作辊挠度及其接触面凸度的影响Fig.7 Work roll contact surface crown and deflection at different roll-bending forces
2.3 窜辊量对有载辊缝凸度的影响
轧制力为14000kN,窜辊量为-150、-50、50、150mm(向右窜为正,向左窜为负),工作辊接触面节点在y方向的位移如图8所示。由图8可看出,随窜辊量的增加,工作辊接触面节点位移变化较小。窜辊量对工作辊挠度及其接触面凸度的影响如图9所示。由图9中可看出,随窜辊量的增大,工作辊挠度减小,其接触面节点曲线凸度稍有波动。
图8 不同窜辊量下工作辊接触面节点在y方向的位移Fig.8 Nodal displacement diagram at d
ifferent roll-shifting amounts
图9 窜辊量对工作辊挠度及其接触面凸度的影响Fig.9 Work roll contact surface crown and deflection at different roll-shifting amounts
2.4 轧制参数波动对有载辊缝凸度的影响
在轧制力为14000kN、弯辊力为1000kN、窜辊量为50mm初始值上,均按20%、40%、60%、80%比率增大,轧制参数变化对轧辊凸度的影响如图10所示。由图10中可看出,轧制力、弯辊力波动5%,辊缝凸度约波动5%,轧制力、弯辊力波动对辊缝凸度的影响是显著的,轧制过程中要得到良好板形,必须保证轧制力和弯辊力波动范围不能太大,或让两者波动量相互抵消以及与别的波动量相抵消。而窜辊量波动对辊缝凸度的影响是微小的,在轧制过程中,改变窜辊量不会造成轧制过程不稳定,因此,通过改变窜辊量,来实现辊缝微调节,进而精确控制板形是合理的。
图10 轧制参数变化对轧辊凸度的影响Fig.10 Effect of rolling parameters on the roll crown
3 TRIP钢轧制过程有载辊缝凸度控制
热轧TRIP钢化学成分如表3所示。热轧TRIP带钢宽度为1478mm,弯辊力为900kN,窜辊量为50mm,热轧过程各道次压下量如表4所示。轧制节奏如表5所示。板形控制基本策略如图11所示。
表3 热轧TRIP钢化学成分(wB/%)Table3 Chemical compositions of hot rolled TRIP steel
表4 各道次压下量Table4 Reduction in rollig process
表5 轧制节奏Table5 Rolling rhythm
图11 板形控制基本策略[4]Fig.11 Shape control strategy
由图11可知,精轧前三道次(F1~F3机架)具有较宽的“平坦死区”,即板形对辊缝凸度要求较低,可不予考虑;F3~F7机架之间,若某一机架轧板比例凸度大于限定范围,将出现中浪;小于限定范围,将出现边浪;处于限定范围,不出现浪形,称为平坦死区。机架轧板比例凸度由压力凸度、弯辊凸度、窜辊凸度、原始辊型凸度、热辊型凸度等构成。忽略轧制结束后带钢的弹性回复,轧辊与带钢接触部位有载辊缝凸度即为出口带钢凸度,通过
有限元模拟计算,得出60min时F3~F7机架中部以及与带钢接触边部的热膨胀值,计算出轧辊热凸度以及不同压力、弯辊力、窜辊量下的凸度,通过式(1)计算相应机架的轧板比例凸度。
式中:Cp为轧板比例凸度;Ce为轧板总凸度,μm;h为轧板平均厚度,mm;hc为轧板中心厚度,mm;hel为轧板左端厚度,mm,her为轧板右端厚度,mm。
F3~F7机架工艺参数和轧板比例凸度如表6所示。表6中,未考虑其他凸度(坯料凸度、轧辊初始凸度等)对轧板比例凸度的影响。淮南市公安局局长
表6 F3~F7机架工艺参数和轧板比例凸度Table6 Thermal expansion value and proportional convexity of rolling plate on F3~F7rack

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