轧钢过程中宽带热轧工作辊热凸度变化的研究
《2024年中厚板轧机工作辊热凸度与磨损研究》范文
《中厚板轧机工作辊热凸度与磨损研究》篇一一、引言在轧制中厚板的生产过程中，轧机工作辊是关键的部件之一，其性能直接影响到产品的质量和生产效率。
工作辊的热凸度和磨损问题一直是轧制行业关注的重点。
本文旨在研究中厚板轧机工作辊的热凸度与磨损现象，分析其产生的原因及影响因素，并提出相应的优化措施，以期为提高轧制质量和生产效率提供理论支持。
二、中厚板轧机工作辊热凸度研究1. 热凸度的产生中厚板轧机工作辊在轧制过程中，由于受到轧制力、摩擦力及热量等因素的影响，会产生热膨胀现象，导致工作辊表面产生热凸度。
热凸度的产生会影响轧制产品的厚度、形状及表面质量。
2. 热凸度的影响因素（1）轧制力：轧制力越大，工作辊受到的压应力越大，热凸度越大。
（2）摩擦力：工作辊与钢板之间的摩擦力会产生热量，进而影响工作辊的温度分布，从而影响热凸度。
（3）工作辊材质及热导率：工作辊的材质和热导率直接影响其传热性能，进而影响热凸度的大小。
（4）轧制速度：轧制速度越快，单位时间内产生的热量越多，热凸度越大。
3. 热凸度的优化措施（1）优化工作辊材质：选用导热性能好的材质，降低工作辊的温度升高。
（2）控制轧制力：根据轧制需求合理控制轧制力，减小工作辊的压应力。
（3）控制轧制速度：在保证生产效率的前提下，适当降低轧制速度，减少单位时间内产生的热量。
（4）加强冷却系统：完善冷却系统，确保工作辊在轧制过程中得到充分的冷却。
三、中厚板轧机工作辊磨损研究1. 磨损的产生中厚板轧机工作辊在长期使用过程中，由于受到轧制力、摩擦力及外界环境等因素的影响，会出现磨损现象。
磨损会导致工作辊表面粗糙度增加，进而影响产品的质量和生产效率。
2. 磨损的影响因素（1）材质硬度：工作辊的硬度直接影响其耐磨性能。
硬度越高，耐磨性越好。
（2）润滑条件：良好的润滑条件可以减小工作辊与钢板之间的摩擦力，从而减轻磨损。
（3）外界环境：如温度、湿度等外界环境因素也会对工作辊的磨损产生影响。
《2024年双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》范文
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，对轧制辊型进行优化设计研究。
通过对轧制理论的分析、模拟实验的验证以及实际生产的应用，提出了一种新型的优化设计方案，有效提高了宽板轧制的效率和产品质量。
一、引言在金属板材的轧制过程中，轧制辊型的设计对于产品的质量和生产效率具有至关重要的影响。
随着工业技术的不断发展，双凸度宽板的轧制技术日益受到重视。
然而，在轧制过程中，由于各种因素的影响，如辊型设计的不合理、轧制力的分配不均等，常常导致产品尺寸精度不够、表面质量差等问题。
因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计研究具有重要意义。
二、轧制理论分析双凸度宽板轧制涉及到金属塑性变形、热力耦合等多方面的问题。
首先，通过对金属材料的塑性变形理论进行分析，了解轧制过程中材料的流动规律和变形机制。
其次，结合热力耦合理论，分析轧制过程中的温度场、应力场分布，为后续的优化设计提供理论依据。
三、模拟实验研究为了更准确地了解双凸度宽板轧制过程中的问题，我们进行了模拟实验研究。
通过建立轧制过程的数学模型，利用有限元分析软件进行模拟实验。
通过改变辊型参数、轧制力等条件，观察宽板在轧制过程中的变形情况，分析不同参数对产品质量的影响。
模拟实验的结果为优化设计提供了重要的参考依据。
四、优化设计方案基于理论分析和模拟实验的结果，我们提出了一种新型的双凸度宽板轧制辊型优化设计方案。
该方案主要包括以下几个方面：1. 辊型参数优化：通过调整辊型的曲率、直径等参数，使轧制过程中材料的流动更加均匀，减少变形不均的问题。
2. 轧制力分配优化：通过合理分配轧制力，使各辊承担的负荷更加均衡，减少因局部过载而导致的设备损坏和产品质量问题。
3. 温度场控制：通过合理控制轧制过程中的温度场，保证材料的塑性变形在最佳温度范围内进行，提高产品的质量和生产效率。
4. 引入先进技术：如采用高精度测量设备对产品进行实时监测，通过反馈控制系统对辊型参数进行实时调整，以适应不同材质和厚度的板材轧制需求。
窜辊对热轧轧辊变形及轧件凸度影响的有限元分析
窜辊对热轧轧辊变形及轧件凸度影响的有限元分析赵培林1 陈学涛1 王金秀2 刘莱萌2(1技术研发中心 2板带厂) 摘 要:应用有限元分析软件LS-DY NA,采用弹塑性有限元法对四辊热轧轧件的轧制过程进行了模拟,并分析了轧后板形情况。
计算模型耦合了支撑辊与工作辊之间受力、工作辊与轧件之间受力及其三者之间的变形问题,使计算结果更精确可靠。
通过模拟总结出了轧后轧件凸度的变化特点,得出了窜辊对轧后轧件凸度的影响;通过对工作辊变形的分析,得出了工作辊变形对轧件凸度的影响。
该仿真模拟过程对于实际生产具有指导意义。
关键词:四辊热轧 窜辊 挠度 板凸度 弹塑性有限元1 前言采用有限元方法模拟轧制过程,由于无需对实际问题做过多假设,因而在轧制过程中得到广泛应用[1]。
其中三维有限元网格为所研究的物理模型提供了最贴切的表示。
刚塑性有限元法虽忽略轧件的弹性变形,但其计算效率高,应用在热轧中[1～4]能得到令人满意的精度[5]。
目前应用三维弹塑性有限元法研究辊系变形,多数将轧件和辊系分别模拟。
但由于辊系与轧件之间的接触及摩擦关系相当复杂,其相互作用的轧制力及摩擦力分布很难获得,而采取假设轧制力分布的方法降低了结果的精确度。
为此,利用有限元分析软件LS-DY NA,针对四辊热轧机轧制轧件的轧作者简介:赵培林(1973-),男,2005年3月毕业于东北大学材料与冶金学院钢铁冶金专业,硕士。
现为技术研发中心工程师,主要从事板带钢研究与开发工作。
制过程进行了模拟。
计算模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形作为整体统一考虑,减少了模型过多的假设,从而可全面、完整地考虑变形过程,使计算结果更加精确、可靠。
通过工作辊窜动来控制轧辊磨损,进而控制轧辊辊型是轧制过程中非常重要的调节板形的手段。
本次仿真模拟主要针对莱钢1500mm热连轧机精轧机组进行的。
通过仿真分析,力图发现窜辊对板形的影响,使得能够很好的指导现场实际生产。
2 仿真方法L s-dyna求解器包括显式求解算法和隐式求解算法。
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》范文
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，提出了一种优化设计方法。
通过对轧制辊型进行详细分析，结合实际生产需求，建立了优化模型，并进行了仿真验证。
结果表明，该优化设计方法能够显著提高轧制效率，降低生产成本，为宽板轧制技术的发展提供了新的思路。
一、引言随着现代工业的快速发展，宽板轧制技术在制造业中扮演着越来越重要的角色。
然而，在实际生产过程中，由于轧制辊型的设计不合理，往往会导致轧制效率低下、产品质量不稳定等问题。
因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计研究具有重要的现实意义。
二、双凸度宽板轧制辊型分析双凸度宽板轧制辊型是指轧制过程中，辊子表面呈现出两个凸起的形状。
这种辊型设计在一定程度上能够提高轧制效率，但同时也存在一些问题。
例如，凸度过大可能导致轧制力增大，造成能源浪费；凸度过小则可能影响产品质量。
因此，对双凸度宽板轧制辊型进行详细分析，是优化设计的基础。
三、优化设计方法针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，本文提出了一种优化设计方法。
该方法主要包括以下几个方面：1. 建立数学模型：根据实际生产需求，建立轧制辊型的数学模型。
该模型应考虑到轧制力、轧制效率、产品质量等多个因素。
2. 参数优化：通过对数学模型中的参数进行优化，找到最佳的辊型设计方案。
优化过程中，应考虑到生产成本、能源消耗等因素。
3. 仿真验证：利用仿真软件对优化后的设计方案进行验证。
通过对比仿真结果与实际生产数据，评估优化效果。
四、优化设计实例以某钢铁企业双凸度宽板轧制线为例，采用上述优化设计方法进行实践应用。
通过对轧制辊型进行详细分析，建立了数学模型，并进行了参数优化。
优化后的设计方案在仿真软件中进行了验证，结果表明：轧制效率提高了XX%，能源消耗降低了XX%，同时产品质量也得到了显著提升。
五、结论本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，提出了一种优化设计方法。
通过对轧制辊型进行详细分析，建立了数学模型，并进行了参数优化和仿真验证。
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》范文
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，通过理论分析、数值模拟及实际生产验证相结合的方法，对轧制辊型进行了优化设计研究。
研究结果表明，优化后的轧制辊型能够显著提高宽板轧制的稳定性和产品质量，为实际生产提供了理论依据和技术支持。
一、引言随着工业技术的不断发展，宽板轧制作为金属板材生产的重要工艺之一，其轧制辊型的设计与优化对于提高产品质量、降低成本及增强生产效率具有重要意义。
双凸度宽板轧制技术因其能够适应不同材质和厚度的板材轧制而得到广泛应用。
然而，在实际生产过程中，由于多种因素的影响，如辊型设计不合理、轧制力控制不当等，往往会导致轧制过程不稳定、产品表面质量差等问题。
因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计研究显得尤为重要。
二、双凸度宽板轧制基本原理及现状分析双凸度宽板轧制是指通过一对具有双凸度曲线的轧辊对板材进行轧制的过程。
其基本原理是利用轧辊的凸度曲线与板材的形状相匹配，实现板材的均匀轧制。
然而，在实际生产中，由于材料性质、设备精度、工艺参数等多种因素的影响，往往导致轧制过程不稳定，进而影响产品的质量和生产效率。
三、轧制辊型优化设计的理论分析针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，本文首先从理论分析入手，通过对轧制过程中的力学模型、热力耦合效应等进行深入研究，分析影响轧制稳定性和产品质量的关键因素。
在此基础上，提出了一种基于有限元法的轧制辊型优化设计方法。
该方法通过建立精确的数学模型，对轧制过程中的应力分布、温度场变化等进行模拟分析，为优化设计提供理论依据。
四、数值模拟与结果分析利用上述理论分析结果，本文进一步通过数值模拟软件对双凸度宽板轧制过程进行模拟。
通过调整轧辊的凸度曲线、轧制力等参数，分析不同参数对轧制过程和产品质量的影响。
模拟结果表明，通过优化轧制辊型的设计，可以有效提高宽板轧制的稳定性和产品表面质量。
五、实际生产验证及效果评估为了验证优化后的轧制辊型在实际生产中的效果，本文将优化后的设计方案应用于实际生产过程中。
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》范文
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本论文以双凸度宽板轧制过程中所涉及的辊型优化设计问题为研究对象，通过理论分析、数值模拟及实验验证相结合的方法，对双凸度宽板轧制辊型的优化设计进行了深入研究。
本文首先分析了双凸度宽板轧制技术的特点及现状，然后探讨了辊型设计的基本理论及影响因素，最后通过优化设计方法对辊型进行了优化设计，并进行了实验验证。
本文的研究成果对于提高双凸度宽板轧制的质量和效率具有重要的理论意义和实际应用价值。
一、引言随着现代工业的快速发展，双凸度宽板轧制技术因其高效率、高质量的优点被广泛应用于各种金属板材的加工中。
然而，在实际生产过程中，由于辊型设计的不合理，往往会导致轧制过程中出现诸多问题，如板材的表面质量差、尺寸精度低等。
因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计，提高其性能，成为了当前研究的热点问题。
二、双凸度宽板轧制技术特点及现状分析双凸度宽板轧制技术是一种重要的金属板材加工技术，其特点在于能够通过合理的辊型设计，实现对板材的高效、高质量加工。
然而，在实际生产过程中，由于多种因素的影响，如设备精度、原料质量、操作水平等，往往会导致轧制效果不理想。
因此，对双凸度宽板轧制技术的特点及现状进行深入分析，对于指导后续的辊型优化设计具有重要意义。
三、辊型设计基本理论及影响因素辊型设计是双凸度宽板轧制技术中的关键环节，其设计的合理性直接影响到轧制的效果。
本部分首先介绍了辊型设计的基本理论，包括辊型的几何形状、尺寸参数等；然后分析了影响辊型设计的因素，如设备精度、原料质量、操作水平等；最后探讨了如何根据实际生产需求进行合理的辊型设计。
四、双凸度宽板轧制辊型优化设计方法针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，本文提出了基于理论分析、数值模拟及实验验证相结合的辊型优化设计方法。
首先，通过理论分析，确定辊型设计的目标及约束条件；然后，利用数值模拟软件，对不同辊型设计方案进行模拟分析，得出各方案的优缺点；最后，通过实验验证，选择出最优的辊型设计方案。
热连轧机轧辊热凸度变化分析
α—热膨胀系数，其中半钢辊 α=0.000013， 铸铁辊 α=0.000011。
表 1 沿工作辊辊身温度分布测量
图 1 精轧 F1-F6 机架工作辊热凸度啮合图
2.2 轧辊热凸度变化分析 工作辊热凸度从表 1 和图 1 中看出，沿辊身中
点向两侧的变形对称性不是很好，主要原因是精轧 工作辊因带钢温度传递而使表面温度增加，尤其是 经过精轧前三架轧机的带钢温度高，造成轧辊表面
2017 年第 2 期
新疆钢铁
总 142 期
热连轧机轧辊热凸度变化分析
马占福
（新疆八一钢铁股份有限公司）
摘 要: 研究分析了热轧轧辊温度分布及热凸度变化规律。试验结果表明，轧辊的热凸度变化明显受冷却条
件及设备的影响，通过对轧机部分冷却集管和水嘴的改造，调整了冷却水在辊面的分布，使轧辊热凸度变化有
了显著改善；经过一个轧制生产的周期，轧制带钢卷数与热凸度的变化规律中，F1 工作辊的热凸度最大，F6 工
数据，测量起点从轧辊传动侧端部开始，由传动侧到
操作侧，辊身均匀划分 15 个点，沿辊身测得的温度
值见表 1。将测得的轧辊温度数据带入轧辊热凸度
计算公式（1）。计算出工作辊实际热凸度值，同时进
行统计分析，得到精轧 F1～F6 机架上下工作辊热凸 度啮合图，见图 1。
△ =φ （ - center edge）α
图 2 轧制计划编排模式及生成热凸度曲线图
1 前言
热轧板形控制技术中，轧辊热凸度变形直接影 响带钢的板形，其主要原因是在轧制过程中高温带 钢的热量和形变产生的热量都容易使轧辊受热而 温度升高；而轧辊冷却水、周围空气和与轧辊接触 的零部件则使轧辊温度降低。因轧辊的加热和冷却 使温度沿辊身长度分布不均，呈现中部温度高、两 端边部温度低的状态，由于中部与边部温度偏差造 成轧辊热膨胀不同，表面温度分布的不均匀导致轧 辊产生热凸度。
1700热连轧机轧辊温度场及热凸度研究
收稿日期:2007204220基金项目:国家自然科学基金资助项目(50534020)・作者简介:郭忠峰(1978-),男,辽宁沈阳人,东北大学博士研究生;李长生(1964-),男,黑龙江七台河人,东北大学教授;刘相华(1953-),男,黑龙江双鸭山人,东北大学教授,博士生导师・第29卷第4期2008年4月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern University (Natural Science )Vol 129,No.4Apr.20081700热连轧机轧辊温度场及热凸度研究郭忠峰,徐建忠,李长生,刘相华(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳 110004)摘 要:研究了国内某1700热连轧机轧辊温度场有限差分模型及热凸度模型,采用C ++语言编制离线仿真程序,计算某一轧制周期工作辊温度场及热凸度,得到轧制过程不同时刻工作辊表面温度及热变形情况・F2,F3和F4轧辊上表面在轧制结束后最高温度分别为58.1,73.1和81.2℃;表面最大变形量(半径方向)分别为193.979,275.259和333.433μm ・对CVC 轧辊而言,轧辊表面温度分布及热变形变化明显受到轧辊横移的影响・将程序计算得到的轧辊表面温度与实测值比较,两者吻合较好,表明轧辊温度场模型及热凸度模型具有较高的计算精度・关 键 词:热连轧机;轧辊;轧制周期;温度场;热凸度中图分类号:TG 335.11 文献标识码:A 文章编号:100523026(2008)0420517204T emperature Field and Therm al Crow n of Work R olls on 1700H ot Strip MillGU O Zhong 2f eng ,X U Jian 2z hong ,L I Chang 2sheng ,L IU Xiang 2hua(The State K ey Laboratory of Rolling and Automation ,Northeastern University ,Shenyang 110004,China.Correspondent :GUO Zhong 2feng ,E 2mail :zf -guo @ )Abstract :The FDM (finite difference method )model of temperature field and thermal crown of work roll on 1700hot strip mill (HSM )was studied.The off 2line simulation program was compiled by C ++language and the temperature field and thermal crown were calculated according to the rolling schedule ,thus obtaining roll surface temperature and thermal deformation at different moments.The maximum surface temperatures of the work rolls F2,F3and F4are about 58.1,73.1and 81.2℃and relevant maximum radial deformations are about 193.979,275.259and 333.433μm respectively.The surface temperature distribution and thermal deformation were both affected obviously by roll shift.The computed and measured roll surface temperature were comparatively in good agreement with each other ,and the fact showed that the computed roll temperature field and thermal crown model are quite accurate.K ey w ords :HSM ;roll ;rolling schedule ;temperature field ;thermal crown在热轧带钢生产中,工作辊热凸度是影响带钢板形重要因素之一・为提高带钢质量,必须对工作辊热凸度进行准确计算及预报・轧辊温度场的计算是求解轧辊热凸度的前提,对于轧辊温度场的求解,主要有解析法[1]、有限元法[2-5]、有限条元法[6]及有限差分法[7-10]・解析法大都采用傅立叶变换和分离变量法对导热微分方程进行求解,需做大量假设,一般只能解决比较简单的传热问题;有限元和有限条元法计算量大,很难满足现场设备和实时预测控制的要求;有限差分法计算简便快捷,在满足工程要求的计算精度下,计算速度快,计算也较稳定・因此在工程上一般采用差分法求解工作辊温度场问题・本文研究了国内某1700热连轧机工作辊温度场及热凸度数学模型,综合考虑影响轧辊温度场的各种边界条件,采用等效法计算轧辊节点热量变化,进而确定轧辊温度场・编制了离线仿真程序,计算了某一轧制周期工作辊温度场及热凸度,得到了轧制过程不同时刻工作辊表面温度分布及热变形情况・1 轧辊温度场及热凸度模型1.1 轧辊温度场模型轧辊温度场是一个三维非稳态系统,随着轧制过程的进行,轧辊轴向、径向和周向的温度都要发生变化,考虑到轧辊的回转周期与热凸度对轧制条件变化的响应时间相比为二阶小,所以可忽略轧辊在圆周方向的温度变化,这样就将复杂的三维温度场问题简化为二维问题・同时为简化计算还忽略了轧辊与带钢之间摩擦热和带钢的变形热・对于横移式轧辊,因左右温度场不对称,为了研究整个轧辊温度场,采用简化二维模型对工作辊全长进行单元划分,如图1所示・忽略轧辊周向温度变化,辊身轴向及径向都均匀划分,辊身轴向划分20个单元,径向划分8层单元,左右两端辊颈沿轴向分别划分3个单元・在轧制过程中,工作辊表面圆周的不同部分处于不同的热交换状态,热带钢、冷却水、空气、轧辊轴承组成复合外部环境,为便于简化计算,可用一个等效环境去代替・图2为轧辊在轧制过程中边界条件示意图・图1 工作辊单元划分Fig.1 E lement division of work roll图2 工作辊边界条件Fig.2 Boundary conditions of work roll(a )—工作辊径向边界条件;(b )—工作辊轴向边界条件・假设轧辊表面节点的边界条件有n 种,在单位时间内每种边界条件下流入此节点所在单元体的热量可用式(1)表示:Q 1=h 1A T 1-h 1A T ,Q 2=h 2A T 2-h 2A T ,…Q n =h n A T n -h n A T ・(1)式中,Q i (i =1,2,…,n )为在第i 种边界条件作用下,表面节点i 所在单元体在单位时间内热量增量,J /s ;h i 为在第i 种边界条件作用下,表面节点i 所在单元体与外界条件等效热交换系数,J /(s ・mm 2・℃);A 为表面节点i 所在单元体与外界条件接触单元面积,mm 2;T i 为在第i 种边界条件外部介质温度,℃;T 为表面节点所在单元体温度,℃・815东北大学学报(自然科学版) 第29卷那么,在这种边界条件作用下,节点所在单元单位时间内所吸收的热量为Q=Q1+Q2+…+Q n・(2)将式(1)代入式(2),得Q=A・6n i=1h i t i-T6n i=1h i・(3)轧辊表面节点单元热量增量确定后,与相邻节点间的热量传递采用热传导处理,得到当前节点最后的热量增量h f・各节点单元在单位时间内的热量增量确定后,可根据下式计算节点网格的温度增量,进而得到轧辊温度场:t1=t c+t d,t d=h f×t s/c c・(4)式中,t1为节点最终温度,℃;t c为节点当前温度,℃;t d为节点温度变化量,℃;t s为时间步长, s;c c为节点热容,J/℃・1.2 轧辊热凸度模型由于轧辊内部存在不均匀温度场,使得辊身轴向产生不均匀热膨胀,进而形成工作辊热变形・轧制过程中轧辊表面热变形为u(R)=2(1+υ)βR∫R(t R-t R0)r d r=(1+υ)βΔ t R R・(5)式中,Δ t R为轧辊断面内的平均上升温度,℃;β为轧辊材质线膨胀系数,mm/℃;υ为泊松比; t R为轧辊当前表面温度,℃;t R0为轧辊原始温度,℃・2 计算实例在确定轧辊温度场及热凸度基本模型后,用C++语言编制了轧辊温度场及热凸度离线模拟计算程序・现以国内某1700热轧带钢厂某一轧制周期为例,对F2～F4CVC工作辊温度场及热凸度进行离线模拟分析・在计算中,主要的热传输参数及温度初始值取下列各值:各机架轧辊与空气热交换系数取值0.003W/(mm2・℃);各机架轧辊辊颈与轧辊轴承间热交换系数取值0.002W/(mm2・℃);各机架轧辊初始温度,轴承初始温度,环境初始温度均取值25℃・在此轧制周期中,共轧制194卷带钢,其宽度变化范围为1140～1255mm,如图3所示・图4为F2～F4上辊轧制末了表面温度变化情况及F2上辊表面温度测量值・由图4可知,轧辊轴向温度的分布并不相对于轧辊中心线对称,这是由于在轧制过程中,CVC轧辊为满足板形控制要求而不断横移,导致轧辊表面左右两侧温度差别显著・F2,F3和F4轧辊上表面在轧制结束后表面的最高温度分别为58.1,73.1和81.2℃・F2轧辊上表面在轧制结束后的最高温度较低的另一个主要原因为工艺要求F2在轧制过程中甩架次数较多(轧制194块中有28块发生甩架)・图3 带钢宽度的变化Fig.3 Variation of strip width图4 F2～F4轧辊(上辊)表面温度变化Fig.4 Variation of roll surface temperature ofF2～F4(top roll)在轧制周期结束后,即将各架轧辊抽出,进行空冷・轧辊抽出后,清除轧辊表面粘附物,采用高精度测温笔测量轧辊表面温度・测量起点为轧辊驱动侧端部,测量方向由驱动侧至操作侧,辊身均匀划分32份・从轧辊下机开始,空冷24h,每隔2 h测量一次,每次测量三组数据,然后对其取平均值・通过对比F2轧辊上表面程序计算得到的温度与实测温度可知,轧辊中心温度曲线吻合较好;而在轧辊边部,测量得到的温度明显高于程序计算得到的数值,这可能因为在空冷过程中,轧辊中部热量向轧辊边部传递的结果・图5为F2～F4上辊轧制末了轧辊轴向热变形情况・由图5可知,各机架轧辊表面轴向热变形曲线明显不对称于轧辊中心线・轧辊上表面在轧制结束后表面的最大变形量(半径方向)偏离了轧辊中部,其值分别为1931979,2751259和3331433μm・915第4期 郭忠峰等:1700热连轧机轧辊温度场及热凸度研究图5 F2～F4轧辊(上辊)热变形变化Fig.5 Variation of thermal shape of F2～F4(top roll)3 结 论1)建立了热带钢轧机工作辊温度场差分模型,计算了某一轧制周期工作辊温度场及热凸度・工作辊表面温度计算值与实测值吻合良好,说明所建立的模型具有较高精度,可满足在线预报要求・2)对CVC轧辊而言,轧辊表面温度分布及热变形变化,明显受到轧辊横移的影响・在整个轧制过程中,轧辊表面热变形变化与轧制节奏密切相关・参考文献:[1]Tseng A A,Tong S X,Raudensky M.Thermal expansionand crown evaluations in rolling processes[J].S teelResearch,1996,67(5):188-199.[2]陈宝官,陈先霖・用有限元法预测板带轧机工作辊热变形[J]・钢铁,1991,26(8):40-44・(Chen Bao2guan,Chen Xian2lin.Prediction of work rollthermal deformation with finite element method on hot stripmill[J].Iron and S teel,1991,26(8):40-44.)[3]Li C S,Liu X H,Wang G D.Three2dimensional FEManalysis of work roll temperature field in hot strip rolling[J].M aterials Science and Technology,2002,18(10):1147-1150.[4]包仲南・带钢连轧机工作辊瞬态温度场的有限元仿真[J]・北京科技大学学报,1991,21(1):60-63・(Bao Zhong2nan.Imitation of instantaneous temperature fieldof work roll in hot strip mill by finite element method[J].Journal of U niversity of Science and Technology Beiji ng,1991,21(1):60-63.)[5]孔祥伟,徐建忠,龚殿尧,等・采用平辊实现自由程序轧制最优横移方案新方法[J]・东北大学学报:自然科学版,2002,23(12:1166-1169・(K ong Xiang2wei,Xu Jian2zhong,G ong Dian2yao,et al.Optimum shift scheme of SFR realized by adopting flat roll[J].Journal of Northeastern U niversity:N at ural Science,2002,23(12):1166-1169.)[6]李俊洪,连家创,岳晓丽・热带钢连轧机工作辊温度场和热凸度预报模型[J]・钢铁研究学报,2003,15(6):25-28・(Li J un2hong,Lian Jia2chuang,Yue Xiao2li.Predictionmodel of temperature field and crown of work roll for hotstrip mill[J].Journal of Iron and S teel Research,2003,15(6):25-28.)[7]Lenard J G.Predictive capabilities of a thermal model of flatrolling[J].Steel Research,1989,60(9):403-406.[8]Atack P A,Robinson I S.Control of thermal camber byspray cooling when hot rolling aluminum[J].Iron M aki ngand S teel M aki ng,1996,23(1):69-73.[9]Vladimr B G.Application of coolflex model for analysis ofwork roll thermal condition in hot strip mills[J].Iron andS teel Engi neer,1997(11):38-45.[10]Yang L P,Peng Y,Liu H M.Two2dimensional transienttemperature field of finish rolling section in hot tandem rolling[J].Journal of Iron and S teel Research,2004,11(4):29-33.(上接第503页)[5]Tolle G,Polastre J,Szewczyk R,et al.Design of anapplication2cooperative management system for wireless sensor networks[C]∥Proceedings of the2nd European Workshop on Wireless Sensor Networks.Istanbul:IEEE Press,2005:121-132.[6]Wang Y,Martonosi M,Peh L S.A new scheme on linkquality prediction and its applications to metric based routing[C]∥Proceedings of the3rd International Conference onEmbedded Networked Sensor Systems.San Diego:ACM Press,2005:288-289.[7]张希元,赵海,孙佩刚,等・WebitOS内核的实现机制及性能分析[J]・东北大学学报:自然科学版,2006,27(4):394-397・(Zhang Xi2yuan,Zhao Hai,Sun Pei2gang,et al.Realization mechanism and performance of WebitOS kernel[J].Journal of Northeastern U niversity:N at ural Science,2006,27(4): 394-397.)[8]张文彤,董伟・SPSS统计分析高级教程[M]・北京:高等教育出版社,2004:70-115・(Zhang Wen2tong,Dong Wei.Advanced tutorial for statistical analysis using SPSS[M].Beijing:High Education Press, 2004:70-115.)025东北大学学报(自然科学版) 第29卷。
《2024年中厚板轧机工作辊热凸度与磨损研究》范文
《中厚板轧机工作辊热凸度与磨损研究》篇一一、引言中厚板轧机作为重要的金属板材加工设备，其工作辊在轧制过程中起着至关重要的作用。
工作辊的热凸度和磨损情况直接影响到轧制产品的质量和生产效率。
因此，对中厚板轧机工作辊的热凸度和磨损进行研究，对于提高轧制产品的质量和生产效率具有重要意义。
二、中厚板轧机工作辊热凸度研究1. 热凸度产生原因中厚板轧机工作辊在轧制过程中，由于受到轧制力、摩擦热等多种因素的影响，会产生热量积累，导致工作辊表面及内部温度分布不均，进而产生热凸度。
热凸度的产生会使得轧制产品表面出现波纹、形状不规则等问题，严重影响产品质量。
2. 热凸度对产品质量的影响热凸度会使轧件在轧制过程中受到不均匀的压力分布，导致轧件表面质量下降，甚至出现翘曲、弯曲等缺陷。
因此，控制工作辊的热凸度对于保证产品质量至关重要。
3. 热凸度的控制方法为降低工作辊的热凸度，可以采取优化轧制工艺、改善冷却系统、采用高导热性能的工作辊材料等方法。
同时，通过建立热凸度预测模型，实现对热凸度的实时监测和调控，从而保证产品质量。
三、中厚板轧机工作辊磨损研究1. 磨损产生原因中厚板轧机工作辊在长期使用过程中，由于受到轧制力、摩擦力、化学腐蚀等多种因素的影响，会导致工作辊表面材料逐渐磨损，进而影响轧制产品的质量和生产效率。
2. 磨损对生产效率的影响工作辊的磨损会使轧制力增大，导致电机负荷加重，能耗增加，同时也会使得轧制产品表面质量下降，增加产品的不良品率，从而降低生产效率。
3. 磨损的防控措施为降低工作辊的磨损，可以采取优化润滑系统、选用耐磨性能好的工作辊材料、定期对工作辊进行翻新等方法。
此外，通过建立工作辊磨损预测模型，实现对磨损的实时监测和预警，以便及时采取措施，降低磨损对生产的影响。
四、结论中厚板轧机工作辊的热凸度和磨损是影响产品质量和生产效率的重要因素。
通过对热凸度和磨损的产生原因、影响因素及控制方法进行研究，可以更好地掌握中厚板轧机的运行规律，提高产品的质量和生产效率。
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》
《双凸度宽板轧制辊型优化设计研究》篇一摘要：本文针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，对轧制辊型进行优化设计研究。
通过分析轧制过程中的力学特性及板材的变形行为，提出了一种新型的优化设计方法。
该方法能够显著提高轧制效率，降低能耗，同时提高板材的尺寸精度和表面质量。
本文首先对双凸度宽板轧制的基本原理和现有问题进行概述，然后详细介绍优化设计的理论依据、方法及实施过程，最后通过实验验证了优化设计的有效性。
一、引言双凸度宽板轧制是现代金属板材加工的重要工艺之一，其广泛应用于船舶、桥梁、建筑等领域的结构件制造。
然而，在实际生产过程中，由于轧制辊型的设计不合理，往往会导致板材的尺寸精度不高、表面质量差等问题，严重影响了产品的质量和生产效率。
因此，对双凸度宽板轧制辊型进行优化设计研究具有重要意义。
二、双凸度宽板轧制基本原理及现有问题双凸度宽板轧制是通过一对或多对轧辊对板材进行反复轧制，使其达到所需的厚度和宽度。
在轧制过程中，轧辊的形状、尺寸及布局对板材的成型质量具有重要影响。
现有问题主要表现在以下几个方面：一是轧辊设计不够科学，导致板材尺寸精度和表面质量不高；二是轧制过程中能耗高，生产成本高；三是轧制效率低，无法满足高产量、高效率的生产需求。
三、优化设计理论依据与方法针对双凸度宽板轧制过程中存在的问题，本文提出了一种新型的优化设计方法。
该方法主要依据以下理论依据：一是力学原理，通过分析轧制过程中的力学特性及板材的变形行为，确定合理的轧辊形状和尺寸；二是优化算法，采用先进的优化算法对轧制辊型进行多目标优化设计，以提高板材的尺寸精度和表面质量，降低能耗，提高生产效率。
具体实施过程如下：1. 建立轧制过程的数学模型，包括力学模型、热力耦合模型等；2. 运用优化算法对数学模型进行求解，得到优化的轧辊形状和尺寸；3. 根据优化的结果，设计新型的轧制辊型；4. 通过仿真软件对新型轧制辊型进行仿真验证，确保其可行性；5. 在实际生产中进行试验验证，对比优化前后的生产效果。
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要 ：工作辊 热凸度 与轧 制时间、轧制速度、轧制节奏、轧辊冷却水等有 着密切 的关 系，充分 了解轧辊热凸度在轧制过程 中的变化 ，不仅 可
以提 高宽带钢热连轧机组热辊形 的模型控制及预报精度，而且 可以通过及 时调整轧制节奏 ，轧辊冷却水 系统 的工作情 况调整轧辊热 凸度 ，对 于板形控制 具有 重要意 义。 关键词 ：热凸度 轧 制节奏 模型控制
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一
节 奏正 常情 况 下基本 上是 ３ 分 钟一 支钢 ，以轧制 ５ ． ７ ５ ｍｍ 为 例 ，每支 钢精 轧纯 轧 时间 是 ４ Ｏ ～ ５ ０秒 ，而 无钢 空 冷时 间最 短为 １ 分 ４ Ｏ秒 ，通 常 这个 时间 在 １ 分 ４ ０秒至 ２ 分 ５ ０ 秒之间 （ 无 钢冷 却 时间 是过 钢时 间 的２ ～ ３ 倍） ，如 果存在 故障这个 时间将更 长 。 轧制 规格 越厚 ，纯 轧 时间越 短 ，无钢 冷却 等待 时 间将越长 ，此种 情 况将 导致 轧辊 温度 不可 能积 累到 轧辊 芯部很 高 ，抽 辊后轧 辊 冷却过
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２ ｏ １ ３ 年４ 月瓣
第 ４期
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
中 国 化 工 贸 易
研究开发
轧钢 过 程 中宽 带热 轧 工作 辊热 凸度变 化 的研 究
王金 秀
（ 莱钢 银 山型钢 板 带厂 。山东莱芜 摘 ２ ７ １ １ ２ ６ ）
、
轧 辊 温 度 对 辊 径 、 辊 形 的 影 响
１ ． 车 Ｌ 辊 温度 与尺寸 变化 的理论 计算 轧辊 温度 变 化应 遵循 牛顿 冷 却定律 ，轧辊 温度 与辊 形尺 寸 的关 系
程 中的 ３ ０ ～ ６ ０ ｍｉ ｎ内辊温 最高能 上升 １ － ２度 ， 轧 辊温 度较低 的情 况下 ， 换 辊后 会使 轧辊 温度 维持 在下 机温 度 ，轧辊 冷却过 程 中温 度不会 有 明 显 的反 升 ，因此 轧制 节奏 是影 响轧 辊温 度 的主要 原 因。轧 钢节 奏较 长 时将导 致轧 辊不 易形 成稳 定 的热 凸度 ，对 轧 制薄规 格产 品 时将 增加板
Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄ ：Ｈｏ ｔ ｐｒ ｏｔ ｒ ｕｄ ｉ ｎｇ ｄｅ ｇｒ ｅ ｅ ｒ ｏｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｒ ｈｙ ｔ ｈ ｍ ｍ ｏ ｄｅ ｌ ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ ｅ ｄ
பைடு நூலகம்
轧辊 的热 辊 形是 辊缝 形状 方程 中的一 项重要 参 数 ，热 轧 时工 作辊 与 高温轧 件接 触 而温 度升 高 ， 同时 由于冷 却水 而冷 却 ，换辊 后 ，轧辊 达到 热平 稳 的时 间与 轧辊 温度 、环境 温度 高低 有较 大 关系 ，由于 轧制 与 间隙 的交替 ，辊温 将发 生动 态 变化 ，动 态热 辊形 是 影响 出 口带钢板 形 的 重要 因素 ，研 究轧 辊热 凸度在 轧 钢过 程 中 的影 响 因素 及 其变 化 ， 可进 一步 提 高工 作辊 热辊 形在 线模 型 的求 解精 度 ，从 而为 准确 预报 轧 制过 程 中工作辊 热辊形 的变 化提供 依据 。