PC轧机轧制宽带钢过程轧制力与轴向力分布规律研究.pdf

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资源描述
总第126期
?
2010年第4期
SHANXI METALLURGY
No.4,2010
文章编号:1672-1152(2010)04-001-02
PC轧机轧制宽带钢过程轧制力与轴向力分布规律研究
张中元2李玉贵1杜晓钟1
(1.太原科技大学,山西太原030024;2.长治清华机械厂,山西长治046012)
摘要:针对PC轧机带钢热轧过程的工艺特点和存在问题,利用 ANSYS/LS-DYNA建立轧報和带钢合的
三维轧制过程的有限元模型,模拟计算不同エ艺条件下的带钢変形。重点分析了PC軋机轧制过程中的軋制力
和轴向カ变化规律。
关键词:PC軋轧机轧制カ轴向力IS-DYNA热轧带钢
中留分类号:TG335.11;O241.82
文献标识码:A
收稿日期:2010-05-19
板形控制是针对板形影响因素所引起的辊缝形状状的轧辊等效凸度来改变金属边部流动特性,交叉角
的变化进行相应补偿的技术。为了获得良好的板形,人度最大可以达到15°,凸度可以控制在1000m以
们先从工艺上着手,通过设定初始辊缝形状,改变轧制上。在PC轧机宽带钢轧制过程中,轧制力和轴向力的
规程及调整热凸度等方法进行尝试,然而这些调节手变化对带钢板形及板凸度控制有着重要的意义。
段都普遍存在着响应速度慢的不足之处。鉴于这种情1有限元模型
况,人们把眼光转向了轧机本身的结构,各类新型轧机
模拟采用显式动力学弹性有限元,带钢采用弹塑
相继问世。主要有亚太和欧洲两个阵营,亚太阵营以日性材料模拟,轧辊采用弹性材料模拟,轧辊和带钢都
本三菱和新日铁研制的PC轧机和HC系列轧机为代用六面体单元划分网格。轧辊和带钢间的接触摩擦采
表;欧洲阵营以德国的西门子和西马克研制的CVC轧用库仑摩擦,轧制过程有限元模型如图1所示,模拟
机为代表。PC、CVC轧机主要用于热轧,HC、CVC轧机开始,轧辊沿轴线以一定的线速度绕轴心转动,带钢
主要用于冷轧。先后也出现了VC、UC等板带轧机,与以一定的水平速度向辊缝运动;进入辊缝后,轧辊和
先进的板形控制技术如弯辊、窜辊、控轧控冷、AGC、带钢依靠摩擦力带动带钢完成轧制过程。本模型模拟
Smart- Crown等技术配合使用,起到了很好的效果。
某厂PC1580mm热连轧机,按照实际尺寸建模。
PC轧机于1984年6月在日本广畑厂1840mm
轧辊和带钢的基本模型参数:轧机工作身长为
热轧带钢精轧机组首次使用,1992年至193年间,1580m;直径为650mm;轧机支撑報身长为1560mm;
日本又相继将PC轧制技术应用于热轧厚板和冷轧直径为1480mm;杨氏模量为210000MPa;泊松比为
带钢的生产。由于在带钢凸度及板形方面优异的控03;轧辊和带钢一体化有限元模型如图1所示。
制能力,能很好地解决板形和板凸度的问题,PC轧
机受到世界各国的重视和青睞。随后很多国家引进了
该项技术,在我国的宝钢1580mm轧机、鞍钢1780mmn
轧机、唐钢等均有使用,到2000年,世界上已拥有
78台PC轧机。该轧机通过调整上下工作辊和支撑
辊辊系的交叉角来改变辊缝的形状,用于控制带钢
的横向厚度分布和板形,改变交叉角形成抛物线形
女基金项目:山西省科技厅国际科技合作项目
(2009081013);山西省青年学术带头人项目资助
(20081067);太原科技大学博士基金项目(20082007)。
图1有限元模型
第一作者简介:张中元(1984-),男,太原科技大学机被
电子工程学院研究生毕业,现在工作于长治清华机械厂。Tel:2结果分析
13546718062,E-mail:xiaozi2003qw@163.com
选取四种压下率、四种宽度的轧制工况进行了
12
第33卷
E-mail:yeiinsx@126.com
模拟计算,分析带钢在交叉角度不同的情况下轧制1430mm变化,轧制力增大;图3中带钢压下率从
力和轴向力的变化规律。
0.1,0.2,0.3到0.4变化,轧制力增大;图4中出口厚度
2.1板带轧制过程中轧制力变化规律(见图2-4)从2,3,4mm到6m变化,轧制力增大。
2400
2.2板带轧制过程中轴向力的变化规律(见图5~7)
一…交叉角度:0
一交叉角度:0.5°
2000
交叉角度:1.0°
し-交又角度:152」
交叉角度:0
交叉角度:0.5°
交又角度:1.0°
交叉角度:1.5
200
800
40
800900100011001200130014001500
00900100011001200130014001500
带钢宽度mm
带钢宽度mm
图2带钢宽度变化时轧制力的变化情况
图5带钢宽度变化时轴向力的变化情况
2000
交叉角度:0
交又角度:0
交叉角度:0.5°
1600
一交又角度:1.0°
200
交叉角度:0.5°
?一交又角度:1.0°
交叉角度:15°
交叉角度:.5°
50
R

400
0.100.150,200.250.300.350.4
0.100.150.200.250.300.350.40
压下率
压下率
图3压下率变化时轧制力的变化情况
图6压下率変化时轴向力的变化情况
2000
-交又角度:0
10上交叉角度:0s9
1600
一交叉角度;O.5°
交叉角度:1.0°
一交又角度:1
100
交叉角度:15
交叉角度:1.5
80
800
群40
4
带钢出口厚度/mm
带钢出口厚度/mm
图4出口厚度变化时轧制力的变化情况
图7出口厚度变化时轴向力的变化情况
轧制力在板带轧制中起着关键的作用,轧制力
轴向力的存在是因为轧辊旋转速度及位移在轴
的大小对板带产品质量有着直接的影响。随着交叉向存在分量,而不是0。随着交叉角度的增加,轴向力
角度的增大,等效凸度相应增大,轧制力相应减总体呈现上升的趋势,这是因为交又角度越大,沿轴
小。图2中带钢宽度从830,1030,1230m到向的速度分量就増大,金属流动速(下转第72页
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