SMS-EDC轧机边降控制能力特性研究

论文摘要

随着工业生产的不断发展,用户对板带产品的板形板凸度的控制精度要求越来越高。边部减薄在很大程度上降低板带的成材率,边部减薄控制技术的研究正处于起步阶段,是板形控制的薄弱环节。本文以四辊SMS-EDC（德国西马克公司研发的边部减薄控制轧辊）轧机为研究对象,以分析SMS-EDC轧机边部减薄控制特性为研究目的,进行较完整的理论研究和仿真分析。首先,介绍SMS-EDC轧机结构特点和工作原理,建立SMS-EDC轧机工作辊柔性区力学模型,推导柔性区内径极限和弹性压扁量极限;设计工作辊柔性区端部结构;提出SMS-EDC轧机工作辊横移的定义。其次,基于分割模型影响函数法,建立SMS-EDC轧机辊系变形模型,与金属模型耦合确定四辊SMS-EDC轧机边部减薄控制计算模型。给出相应的计算流程,以VC++为平台编写边部减薄分析程序。调整工作辊参数,该程序适用于普通四辊轧机边部减薄现象的分析。最后,对普通四辊轧机和SMS-EDC四辊轧机分别仿真计算,对比两种轧机有载辊缝分布、中心板凸度、边部减薄量、金属横向位移分布和前后张应力分布,验证程序的正确性和四辊SMS-EDC轧机的优越性;并对SMS-EDC轧机通过工作辊横移、工作辊柔性内径和工作辊弯辊调节等方式进行仿真,分析相应的轧机辊缝值、前张应力、板凸度、边部减薄量,确定SMS-EDC轧机边部减薄控制策略,为实际生产提供理论指导。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 边部减薄的基本知识
• 1.1.1 边部减薄的定义和表示形式
• 1.1.2 边部减薄的原因
• 1.2 边部减薄控制设备的研究现状
• 1.2.1 减小工作辊辊径
• 1.2.2 精轧机机架间设置立辊
• 1.2.3 采用双锥度工作辊和工作辊横移及弯辊技术
• 1.2.4 采用锥度工作辊及冷却控制技术
• 1.2.5 EDC 工作辊横移控制技术
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 SMS-EDC 轧机工作辊结构设计
• 2.1 工作辊柔性区内径的设计
• 2.1.1 基本假设
• 2.1.2 弯曲力矩和曲率变化量的关系
• 2.1.3 工作辊柔性区内径和弹性极限压扁量的确定
• 2.2 工作辊柔性区端部结构的设计
• 2.3 工作辊柔性区长度的确定及横移量的定义
• 2.4 本章小结
• 第3章 SMS-EDC 轧机边降控制模型的建立
• 3.1 影响函数法
• 3.2 辊系单元离散化
• 3.3 SMS-EDC 轧机辊系变形计算模型
• 3.3.1 支承辊挠度的计算
• 3.3.2 工作辊轴线位移的计算
• 3.3.3 辊间弹性压扁量的计算
• 3.3.4 辊系变形协调方程及辊间压力的计算
• 3.3.5 板厚横向分布
• 3.4 条元变分法求解横向位移函数
• 3.4.1 变形区条元划分和横向位移模式
• 3.4.2 变分法求解条元上的出口横向位移函数
• 3.4.3 条元节线出口横向位移的确定
• 3.5 轧制力计算
• 3.6 收敛问题的处理
• 3.7 本章小结
• 第4章 SMS-EDC 轧机边降控制特性分析
• 4.1 SMS-EDC 轧机的主要参数
• 4.2 普通四辊轧机与SMS-EDC 轧机边部减薄现象对比
• 4.2.1 轧件厚度的横向分布
• 4.2.2 金属的横向流动分布
• 4.2.3 前后张应力的横向分布
• 4.3 边降控制特性分析
• 4.3.1 工作辊横移对边降控制的影响
• 4.3.2 工作辊弯辊对边降控制的影响
• 4.3.3 工作辊柔性区内径对边降控制的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介