板带热轧轧制过程分析软件开发

【摘要】：板带材在汽车、建筑、交通运输及家电工业等领域有着广泛的应用。板带产品的质量指标包括几何尺寸、机械性能及表面精度等方面。在几何尺寸方面,快速反应液压AWC和AGC系统的采用,使板带材的宽度与厚度精度基本上满足了用户需求。相比之下,板凸度和板形问题仍然是主要的研究课题。从上世纪70年代起,人们对板带轧制理论进行了大量的研究,为板凸度和板形控制技术的开发提供了可靠的理论基础。 本文系统地回顾了热轧板带生产发展历史和板带轧制理论的研究进展。阐述了刚塑性有限元法、影响函数法等主要理论。开发了一个分析板带热轧过程耦合模拟系统软件。其中,轧件变形采用基于Lagrange乘数法的刚塑性有限元法计算,轧辊弹性弯曲采用影响函数法计算,轧辊与轧件间的弹性压扁采用弹性有限元法计算。应用所开发的耦合模拟系统软件,对普通四辊轧机、PC轧机(Pair crossed rolling mill)、HCM(中间辊移动式六辊HC轧机)轧机、HCW(工作辊移动式四辊HC轧机)轧机板带热轧过程进行了模拟,并对不同弯辊力、轧辊凸度及轧辊横移量条件下轧机的受力与变形特性进行了研究,分析了普通四辊轧机、PC轧机、HCM轧机、HCW轧机的板凸度和板形控制能力。 耦合模拟系统软件可进行多种轧制条件下的板带热轧过程模拟研究,能够得到轧制压力分布、辊间接触压力分布、工作辊弹性弯曲与压扁变形、出口板厚横向分布及前后张力横向分布等大量信息,可用于实际轧制过程力能参数的预报及轧制工艺参数的优化。