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双机架紧凑式炉卷轧机带材轧制板形模拟及控制

石锦  
【摘要】: 近年来我国国民经济对的带钢需求量迅速增长,其中对热轧带钢的需求量增长很快。但是随着市场对产品质量要求的不断提高,给热轧板带钢生产厂提出更高的要求。昆明钢铁厂生产面对市场需求,积极进行工艺优化,已经取得一定成效,然而在生产中仍然存在一些问题。双机架紧凑式炉卷轧机轧制较薄板带时,板形不稳定,时有多种浪型出现。 板形问题是板带生产中急需解决的前沿研究课题。板材轧制的三维变形分析是板形控制的理论基础,更是轧制理论研究中的难点和薄弱环节,虽经过多年的研究与实践,仍有诸多问题尚未解决。本文采用大型通用有限元软件MSC.Marc,以昆明钢铁厂双机架紧凑式炉卷轧机生产数据为基础,建立了三维热力耦合有限元模型。模拟计算了该轧机的轧制过程,全面分析了板形计算理论的两个主要组成部份:辊系弹性变形和热变形以及带材板形,对轧辊辊型曲线的制定进行了更深入系统的理论和工业实际应用研究。 本文首先对双机架紧凑式炉卷轧机的轧制过程进行了理论研究。采用了大型有限元软件MSC.Marc模拟了其轧制过程,深入研究了其轧制特点和轧制机理。其次,本文结合传统计算方法,分别模拟计算了轧辊的温度场与弹性变形,设计出初步辊型曲线。再次,建立了弹性辊的三维热力耦合弹塑性有限元模型,对轧辊的温度场以及出口板形进行了深入计算研究,并对辊型曲线进行了调整、拟合和验证。最后对辊型曲线进行生产验证并与现行辊型作对比,证明使用设计出的辊型生产出的带材板形良好并且质量稳定。


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