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1、宽带钢冷连轧机门户机架辊形设计研究TotalNo.185February2011冶金设备METALLURGICALEQUIPMENT总第185期2011年2月第1期宽带钢冷连轧机门户机架辊形设计研究①杨光辉②曹建国张杰李洪波米凯夫(北京科技大学机械工程学院北京100083)摘要利用大型有限元软件Marc建立了轧制过程三维有限元仿真模型,以某1700mm冷连轧机为对象,分析了冷连轧机不同人口厚度和不同架次下的金属横向流动的特点,发现冷连轧机门户机架1机架带钢厚度最厚,压下量最大,带钢金属横向流动最有条件,为实现凸度和平坦度的
2、解耦创造了基础.提出了一种新的边降控制工作辊辊形即连续变锥度工作辊CVTR(ContinuouslyVariableTaperRol1),并配套使用VCR(Var-yingContactLengthBackupRol1)支持辊,提高了轧机的辊缝横向刚度,增强了轧机抵抗轧制力波动而保持不变的能力,为实现板形的良好控制创造了条件.关键词冷连轧机带钢平坦度有限元法中图分类号TG333.72TH741.3文献标识码ARollContourDesignofGateMillforWideStripColdTandemRollingMi
3、llsYangGuanghuiCaoJianguoZhangJieLiHongboMiKaifu(SchoolofMechanicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083)ABSTRACTAfiniteelementmodelwasestablishedtosimulatetherollingprocessbytheMarcsoftware.Themetaltransverseflowingcharacteristicsweres
4、tudiedforthestripofdifferententrancethicknessanddifferentmillstandsof1700tandemcoldrollingmills.Itshowedthatstripofthegatemillhadgoodtransverseflowingcharacteris—ticsbecauseofitsbigthicknessandreduction,anditprovidedagoodfoundationforthedecouplingofstripcrownandfl
5、atness.AnewworkrollcontourwasproposedandnamedasCVTR(ContinuouslyVariableTaperRol1).ItwasmatchedtheVCR(VaryingContactLengthBackupRol1)backuprolltouse,andtherollconfigurationcouldstrengthentheabilityofresistingthefluctuationofrollingforce.Itwasagoodfoundationfortheg
6、oodstripprofilecontro1.KEYWOIRDSTandemcoldrollingmillStripFlatnessFiniteelementmethod冷连轧机的原料通常是由热轧所轧钢卷提供,由于热轧在轧制过程中,所轧带钢受温度,硬度变化,轧辊磨损,热胀等多种因素的动态影响,使得冷连轧机人口的热轧来料横截面外形不可避免地存在变化,如图1所示.作为冷连轧机门户机架的1机架在带钢轧制过程中就必须首先克服热轧来研究料带来的各种对板形控制不利因素的影响,为冷连轧机后续机组的板形实现稳定和良好的控制创造条件.因此,
7、有必要根据热轧来料带钢在门户机架1机架进行轧制时的特点,如厚度最厚,压下量较大,来料凸度和硬度波动大,研究适合上述特点的机型和辊型配置,能保证机组稳定运行,为所轧带①国家自然科学基金项目(59835170)②作者简介:杨光辉,男,1977年出生,北京科技大学机械设计及理论专业毕业,博士,讲师,主要从事机械装备行为及控制方面的第185期冶金设备2011年2月第1期钢板形质量良好创造条件引.2o0.12080砖4OO0102O3O405O6070轧制单位带钢序号图1某l700mm热连轧机一个轧制单位内带钢板形质量指标变化情况1
8、有限元仿真模型的建立1.1模型坐标的确定如图2所示,为轧制方向,Y为轧件厚度方向,Z为轧件宽度方向.定义轧辊为刚性体,取带钢长度为.考虑到板带轧制的对称性特点,取轧件的四分之一作为研究对象,为此在轧件的对称面添加两个正交的对称面1和对称面2.根据轧件的人口厚度h.,出口厚度h以及轧辊半径尺可求得轧件咬入
