延伸率和板形综合控制二辊式平整机改造设计和仿真研究

【摘要】： 随着市场对板带钢需求量的增大，用户对板带钢的质量也提出了更高的要求。世界各国都在尽可能地提高板带钢生产的设备和工艺水平，平整机得到了更为广泛的应用，对其结构、板形和延伸率的综合控制以及平整轧制力计算模型的研究也就越来越有其重大的实际意义。 本文首先提出采用一个用于二辊平整机改造的弯辊装置新结构，新设计的弯辊装置新结构，与以往的轧辊弯辊结构不同，避免了将弯辊力作用在轴承、压下装置和机架上，而是靠纯力偶作用使轧辊产生弯曲，从而使这些零件的变形在一定程度上不抵消轧辊的弯曲变形，使弯辊纵刚度降低。本文根据攀钢现有1450平整机机架尺寸，设计了弯辊装置新结构的结构尺寸，确定了弯辊轴承座允许尺寸和许用弯辊力偶值，进行了弯辊轴承的选用及两组弯辊轴承间距的确定，对轧辊进行了受力分析，并对轧辊和弯曲板的强度、弯辊轴承的寿命进行了校核。 针对攀钢热轧厂1450二辊式平整机技术改造，在二辊加弯辊和辊型的技术改造总体方案基础上提出两个子方案：一个是弯辊加辊型与电动压下配合，由弯辊装置综合控制板形(平直度)及板厚(延伸率)；另一个是弯辊加辊型与液压压下配合，由液压压下控制板厚(延伸率)，由弯辊装置控制板形(平直度)。并分别绘制了两个方案的弯辊结构图与控制系统方框图。还对两种方案所需增设和改造的设备以及各自可能涉及的费用进行了比较，以评估两种方案的可行性。 对攀钢热轧1450二辊平整机技术改造方案之一的板形和延伸率综合控制系统进行了设计，对系统的基本参数进行了计算，并介绍了主要元件的选用，通过系统的基本方程及系统传递函数对系统特性进行了分析。 首次应用弹性力学平面问题理论求解了轧件和轧辊在完全弹性接触情况下，变形区应力沿高度不均匀分布问题，在此基础上，提出考虑应力沿板厚不均匀分布的带钢平整机轧制压力计算模型。 在宝钢2050热轧平整机上完成延伸率、厚度横向分布与轧制力测定实验。并用本文提出的平整机轧制压力计算模型计算了相应的轧制力，经与实测值对比，证明模型具有较高的精度。 针对攀钢典型规格产品进行了辊形优化和板形、厚度横向分布仿真计算。最后给出在一定参数下三个钢种可平整带材厚度规格的范围供参考。