六輥軋機冷軋無取向硅鋼邊降數(shù)學模型研究與應(yīng)用
發(fā)布時間:2022-01-05 15:05
無取向硅鋼薄帶是一種重要軟磁材料,使用時為了降低渦流損失,需冷軋至0.5 mm厚度以下疊片使用,為了提高疊片系數(shù),斷面邊降需要穩(wěn)定控制在5μm以內(nèi),這就對冷軋工序的邊降控制提出了嚴苛的要求。因在線計算模型精度低,目前針對邊降控制的研究通常借助有限元方法,然而由于冷軋薄帶寬厚比大、控制邊降的手段多,以及需要計算冷軋工序全流程軋后成品斷面,導(dǎo)致有限元方法計算時間過長。針對以上問題,本課題提出了一種計算六輥軋機冷軋無取向硅鋼邊降的新模型,并在冷軋工序全流程邊降控制的實際生產(chǎn)中實現(xiàn)了應(yīng)用,具體工作如下:(1)在分析原有軋機輥系彈性變形模型的基礎(chǔ)上,提出了分割矩陣求解方法:針對六輥軋機建立影響函數(shù)非線性方程組,深入分析影響函數(shù)系數(shù)矩陣的性質(zhì),將其分割成塊,合理設(shè)計迭代步驟。相比ABAQUS有限元軟件計算結(jié)果,借助分割矩陣方法,可將影響函數(shù)法的精度提高至5%以內(nèi)。并借助輥系變形模型,比較了六輥軋機各調(diào)控手段對邊降的控制功效;(2)在充分研究各種帶鋼塑性變形模型的基礎(chǔ)上,考慮了帶鋼彈粘塑性特征及其邊部的三維變形特征,將Karman方程的適用范圍拓展至三維;并將其同影響函數(shù)模型、軋后屈服模型相耦合,建...
【文章來源】:北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:135 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1帶鋼寬度方向橫截面分區(qū)示意圖??
FM?0??I?MR?'?????AUIW?yAHFM??i?^?????^?j?i??7s^?WR?<^==c>?\?廣■^?1??|JKM,?UBV?令二4?HFW?UFM?一?j?AUFW?ttABI?M??<?>?WR ̄ ̄ ̄^N??▼?一?▼?/、^―\?AUFM-0??<=>?1MR?\?AHFW??I????_?-????\?乂'—■>、?/?ABI?M-?0??BR?\?^?、???AUFW?>^BFM??圖2-2六輥軋機彎輥力組合調(diào)控策略??任新意[19]等利用Abaqus有限元軟件,分析了六輥軋機工作輥彎輥、中??間輥彎輥、中間輥橫移對帶鋼二次凸度和四次凸度的調(diào)控功效。鄭見等[2()]揭??示了軋輥偏移量不同時,六輥軋機板形調(diào)控特性,研宄了工作輥、中間輥不??同偏移方式時,各調(diào)控手段對四次與二次凸度的影響。??杜鳳山等[21]在軋機上引入了電磁調(diào)控方式,分析了不同等效電流密度和??頻率對凸度的影響,為通過電磁效應(yīng)調(diào)控軋輥凸度給出了合理的參考工藝參??數(shù)。??根據(jù)式(2-5),可以看到目前對于邊降控制的研究中,將上游乳制道次的??信息簡化為來料斷面凸度,無法直接體現(xiàn)上游軋制信息對本道次的調(diào)控功效。??調(diào)控方程依然停留在矢量描述的水平上,需要進一步的提出更為復(fù)雜的邊降??調(diào)控方程組,來對冷軋工序全流程邊降控制進行研究。??2.3冷軋邊降數(shù)學模型綜述??自Orowan方程與Karman方程的提出,開辟了乳制數(shù)學模型構(gòu)建的先河。??同時由于軋制過程幾何構(gòu)型簡單,研究人員通過各種可能的數(shù)學方法,對其??進行了建模[22]。較為常見的通用方法為有
力增強,即增大了HC軋機控制板形的能力。六輥軋機的工作輥可以采用??較小的輥徑,這樣可以減小軋制力,進而減小軋輥彈性壓扁的不均勻分布,??同時采用小工作輥徑還可以減少橫向流動,這些都可以有效降低帶鋼邊降。???上承餛…??-Ef|????IV-n???1-??工作輥?二I???----內(nèi)二::二…戶…?? ̄_Z7]?二[Y?一??A???????----?------?——?------??xl??[/??圖2-3?HC軋機示意圖??HC?(HighCrown)系列軋機包括多種形式[85?88]:?HCM軋機,是一種適??用于六輥軋機的HC乳機,通過采用中間輥的雙向橫移和工作輥正彎輥來實??現(xiàn)板形的控制功能;HCW?(High?Crown?with?Work?roll?shifting)軋機,是一??種適用于四輥軋機的HC軋機改進機型,HCW軋機具有雙向工作輥橫移和正??彎輥系統(tǒng),HCMW?(High?Crown?Mill?with?Work?roll?shifting)軋機,其工作輥??和中間輥均可軸向竄動,利用工作輥的正、負液壓彎輥和工作輥、中間輥的??軸向移動來控制帶鋼的板形;UCM?(Universal?Crown?Mill)軋機,在HCM??軋機的基礎(chǔ)上,引入中間輥彎輥系統(tǒng)以進一步提高板凸度和平直度的控制能??力;UCMW?乳機(Universal?Crown?Mill?with?Work?roll?shifting),除了具有??HCMW軋機的功能外,又引入中間輥彎輥系統(tǒng),具有更強的板凸度和板平直??度的控制能力;HVC?(Horiz
【參考文獻】:
期刊論文
[1]四輥可逆窄帶軋機軋制規(guī)程設(shè)定方法[J]. 白振華,李柏陽,趙偉泉,杜江城,錢承,虞惠忠. 鋼鐵研究學報. 2018(06)
[2]冷連軋機ESS輥型板形控制性能分析[J]. 任新意,王松濤,高慧敏,熊愛明,唐偉,黃華貴. 鋼鐵. 2018(03)
[3]小輥徑冷軋機組壓扁系數(shù)模型及其影響因素[J]. 白振華,邢雨,李柏陽,劉亞星,錢承,趙偉泉. 中國機械工程. 2018(02)
[4]精密軋機的輥型電磁調(diào)控工藝參數(shù)[J]. 杜鳳山,劉文文,馮巖峰,孫靜娜. 工程科學學報. 2017(12)
[5]軋輥偏移條件下六輥軋機的板形調(diào)控特性[J]. 鄭見,何安瑞,劉超,孫文權(quán),邵健,智建偉. 工程科學學報. 2017(08)
[6]二十輥軋機軋制極薄帶的板形控制[J]. 員征文,任忠凱,肖宏,余超. 中南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[7]2180mm冷連軋機各機架對成品板形的影響[J]. 楊光輝,張杰,曹建國,李洪波,黃橋?qū)? 北京理工大學學報. 2016(11)
[8]六輥冷連軋機邊降自動控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[J]. 胡強,王曉晨,楊荃. 冶金自動化. 2016(01)
[9]單錐度輥冷軋機邊部減薄控制應(yīng)用研究[J]. 張巖,高健,吳鯤魁,曹忠華,許寒冰. 冶金自動化. 2016(01)
[10]冷軋無取向硅鋼橫向厚度差控制技術(shù)[J]. 熊文濤,郭德福,丁美良,孫林. 鋼鐵. 2016(01)
本文編號:3570567
【文章來源】:北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:135 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1帶鋼寬度方向橫截面分區(qū)示意圖??
FM?0??I?MR?'?????AUIW?yAHFM??i?^?????^?j?i??7s^?WR?<^==c>?\?廣■^?1??|JKM,?UBV?令二4?HFW?UFM?一?j?AUFW?ttABI?M??<?>?WR ̄ ̄ ̄^N??▼?一?▼?/、^―\?AUFM-0??<=>?1MR?\?AHFW??I????_?-????\?乂'—■>、?/?ABI?M-?0??BR?\?^?、???AUFW?>^BFM??圖2-2六輥軋機彎輥力組合調(diào)控策略??任新意[19]等利用Abaqus有限元軟件,分析了六輥軋機工作輥彎輥、中??間輥彎輥、中間輥橫移對帶鋼二次凸度和四次凸度的調(diào)控功效。鄭見等[2()]揭??示了軋輥偏移量不同時,六輥軋機板形調(diào)控特性,研宄了工作輥、中間輥不??同偏移方式時,各調(diào)控手段對四次與二次凸度的影響。??杜鳳山等[21]在軋機上引入了電磁調(diào)控方式,分析了不同等效電流密度和??頻率對凸度的影響,為通過電磁效應(yīng)調(diào)控軋輥凸度給出了合理的參考工藝參??數(shù)。??根據(jù)式(2-5),可以看到目前對于邊降控制的研究中,將上游乳制道次的??信息簡化為來料斷面凸度,無法直接體現(xiàn)上游軋制信息對本道次的調(diào)控功效。??調(diào)控方程依然停留在矢量描述的水平上,需要進一步的提出更為復(fù)雜的邊降??調(diào)控方程組,來對冷軋工序全流程邊降控制進行研究。??2.3冷軋邊降數(shù)學模型綜述??自Orowan方程與Karman方程的提出,開辟了乳制數(shù)學模型構(gòu)建的先河。??同時由于軋制過程幾何構(gòu)型簡單,研究人員通過各種可能的數(shù)學方法,對其??進行了建模[22]。較為常見的通用方法為有
力增強,即增大了HC軋機控制板形的能力。六輥軋機的工作輥可以采用??較小的輥徑,這樣可以減小軋制力,進而減小軋輥彈性壓扁的不均勻分布,??同時采用小工作輥徑還可以減少橫向流動,這些都可以有效降低帶鋼邊降。???上承餛…??-Ef|????IV-n???1-??工作輥?二I???----內(nèi)二::二…戶…?? ̄_Z7]?二[Y?一??A???????----?------?——?------??xl??[/??圖2-3?HC軋機示意圖??HC?(HighCrown)系列軋機包括多種形式[85?88]:?HCM軋機,是一種適??用于六輥軋機的HC乳機,通過采用中間輥的雙向橫移和工作輥正彎輥來實??現(xiàn)板形的控制功能;HCW?(High?Crown?with?Work?roll?shifting)軋機,是一??種適用于四輥軋機的HC軋機改進機型,HCW軋機具有雙向工作輥橫移和正??彎輥系統(tǒng),HCMW?(High?Crown?Mill?with?Work?roll?shifting)軋機,其工作輥??和中間輥均可軸向竄動,利用工作輥的正、負液壓彎輥和工作輥、中間輥的??軸向移動來控制帶鋼的板形;UCM?(Universal?Crown?Mill)軋機,在HCM??軋機的基礎(chǔ)上,引入中間輥彎輥系統(tǒng)以進一步提高板凸度和平直度的控制能??力;UCMW?乳機(Universal?Crown?Mill?with?Work?roll?shifting),除了具有??HCMW軋機的功能外,又引入中間輥彎輥系統(tǒng),具有更強的板凸度和板平直??度的控制能力;HVC?(Horiz
【參考文獻】:
期刊論文
[1]四輥可逆窄帶軋機軋制規(guī)程設(shè)定方法[J]. 白振華,李柏陽,趙偉泉,杜江城,錢承,虞惠忠. 鋼鐵研究學報. 2018(06)
[2]冷連軋機ESS輥型板形控制性能分析[J]. 任新意,王松濤,高慧敏,熊愛明,唐偉,黃華貴. 鋼鐵. 2018(03)
[3]小輥徑冷軋機組壓扁系數(shù)模型及其影響因素[J]. 白振華,邢雨,李柏陽,劉亞星,錢承,趙偉泉. 中國機械工程. 2018(02)
[4]精密軋機的輥型電磁調(diào)控工藝參數(shù)[J]. 杜鳳山,劉文文,馮巖峰,孫靜娜. 工程科學學報. 2017(12)
[5]軋輥偏移條件下六輥軋機的板形調(diào)控特性[J]. 鄭見,何安瑞,劉超,孫文權(quán),邵健,智建偉. 工程科學學報. 2017(08)
[6]二十輥軋機軋制極薄帶的板形控制[J]. 員征文,任忠凱,肖宏,余超. 中南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[7]2180mm冷連軋機各機架對成品板形的影響[J]. 楊光輝,張杰,曹建國,李洪波,黃橋?qū)? 北京理工大學學報. 2016(11)
[8]六輥冷連軋機邊降自動控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[J]. 胡強,王曉晨,楊荃. 冶金自動化. 2016(01)
[9]單錐度輥冷軋機邊部減薄控制應(yīng)用研究[J]. 張巖,高健,吳鯤魁,曹忠華,許寒冰. 冶金自動化. 2016(01)
[10]冷軋無取向硅鋼橫向厚度差控制技術(shù)[J]. 熊文濤,郭德福,丁美良,孫林. 鋼鐵. 2016(01)
本文編號:3570567
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