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港陆1250mm精轧机组辊形曲线优化

作　者: 贾仕博
导　师: 徐建忠；龚殿尧
学　校: 东北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 辊形曲线优化板凸度板形轧辊弹性变形
分类号: TG333.17
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

板形和板凸度是板带材的一项主要质量指标和决定其市场竞争力的重要因素。随着用户对板带材产品质量要求的日益提高,板形问题已显得越来越突出,并成为国内外众多板带生产厂家关注的焦点。研究分析表明,热轧带钢板形控制的核心是辊缝形状控制,工作辊与支撑辊的初始辊形是承载辊缝形状最主要、最直接的影响因素,也是最灵活、最有效的板形控制手段。工作辊和支撑辊初始辊形设计是热轧带钢板形控制的主要手段之一。因此,研究辊形曲线优化设计具有实际意义。轧制过程中带材板形受入口凸度、前后张力、轧制力、弯辊力、轧制速度等诸多因素的影响,并且具有较强的非线性。本文结合港陆1250mm板形控制系统开发项目,根据轧辊弹性变形理论,采用影响函数法开发了面向对象的四辊轧机弹性变形模拟计算软件,准确地模拟出一定工艺条件下的轧件轧后断面分布,为板形控制系统模型的建立和参数优化提供了理论依据,具有重要的理论意义和实际应用价值。该模块适用于普通四辊轧机、PC轧机和CVC轧机轧辊弹性变形计算,为热轧带钢板形控制提供了解析工具。在保证各机架带钢出口凸度控制能力的前提下,通过优化工作辊和支撑辊的辊形曲线,改善了辊间压力分布,延长了支撑辊轧制周期。为了便于用户使用,本文采用OLE和VBA技术,在VB6环境下开发了友好的四辊轧机弹性变形解析软件的用户界面。本文的主要研究内容：(1)根据轧辊弹性变形理论,采用影响函数法开发面向对象的四辊轧机弹性变形模拟计算软件。(2)根据各个机架弯辊力范围及带钢出口凸度的控制能力,以保证带钢出口平直度良好及辊间压力均匀化为目标,合理地设计了精轧机组工作辊及支撑辊辊形曲线。现场实际应用结果表明,采用本文所设计的辊形曲线,不仅可以满足热轧带钢不同轧制规程的要求,而且降低了工作辊与支撑辊端部接触应力值,减少了支撑辊边裂及剥落现象的发生,延长了支撑辊使用寿命,确定了适合港陆现场实际情况的辊形曲线。(3)采用OLE技术和VBA技术,在Visual Basic 6.0环境下开发了友好的用户界面。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-32
  1.1 研究背景  11
  1.2 板形控制的基本理论和方式  11-23
    1.2.1 板形控制的基本理论  11-16
    1.2.2 板形控制的方式  16-23
  1.3 辊系弹性变形理论发展状况  23-30
    1.3.1 弹性基础梁法  23-24
    1.3.2 双层梁法  24-26
    1.3.3 有限元法  26-30
    1.3.4 影响函数法  30
  1.4 本文研究内容  30-32
第2章港陆1250mm精轧机组概况  32-38
  2.1 热连轧机组的工艺流程简介  32-34
    2.1.1 工艺流程框图  32
    2.1.2 工艺流程简述  32-34
  2.2 港陆热轧厂设备的简介  34-35
  2.3 热轧产品结构及主要用途  35-36
  2.4 港陆1250mm精轧机组板形控制条件及能力分析  36-37
  2.5 小结  37-38
第3章四辊轧机弹性变形解析模块开发  38-51
  3.1 影响函数法发展概述  38-39
  3.2 四辊轧机受力特点和单元离散化  39-41
    3.2.1 四辊轧机受力特点  39-40
    3.2.2 离散化单元编号  40
    3.2.3 轧制力和辊间压力离散  40
    3.2.4 工作辊和支撑辊挠度的离散  40-41
  3.3 影响函数  41-43
    3.3.1 工作辊弹性弯曲影响函数  41
    3.3.2 支撑辊弹性弯曲影响函数  41-42
    3.3.3 工作辊弯辊力影响函数  42
    3.3.4 辊间压扁影响函数  42-43
    3.3.5 轧制力引起的工作辊弹性压扁影响函数  43
  3.4 计算辊系变形的协调方程  43-45
    3.4.1 力平衡方程  43-44
    3.4.2 力—位移关系方程  44-45
    3.4.3 变形协调关系方程  45
  3.5 收敛问题  45-47
    3.5.1 收敛指标  45-46
    3.5.2 辊间压力分布和轧件出口断面形状的修正  46
    3.5.3 平滑指数α和收敛指标ε_1的处理  46-47
  3.6 计算流程图  47
  3.7 功能函数说明  47-50
    3.7.1 支撑辊类型的设置  47-49
    3.7.2 为达到目标凸度而进行寻优计算  49-50
  3.8 小结  50-51
第4章精轧机组辊形曲线优化  51-74
  4.1 辊形曲线优化前的概况及分析  51-54
    4.1.1 港陆精轧机组实际辊形配置  51
    4.1.2 现有辊形曲线条件下带钢凸度计算及计算结果分析  51-54
  4.2 辊形曲线优化计算  54-65
    4.2.1 各机架出口带钢凸度的分配  54-57
    4.2.2 辊形曲线优化  57-63
    4.2.3 辊形曲线优化结果  63-65
  4.3 轧制其它规格带钢时辊系变形分析  65-73
    4.3.1 轧制Q195-2.5时相关参数分析  65-66
    4.3.2 轧制Q195-3.0时相关参数分析  66-68
    4.3.3 轧制Q195L-2.75时相关参数分析  68-70
    4.3.4 轧制SPHC-2.75时相关参数分析  70-71
    4.3.5 轧制SPHCQB-2.75时相关参数分析  71-73
  4.4 小结  73-74
第5章四辊轧机弹性变形分析软件界面开发  74-82
  5.1 四辊轧机弹性变形分析软件输入输出数据  74-76
    5.1.1 输入数据  74-76
    5.1.2 输出数据  76
  5.2 用户界面  76-81
    5.2.1 主界面  77
    5.2.2 数据输入界面  77-78
    5.2.3 变形影响率输出界面  78-81
  5.3 小结  81-82
第6章结论  82-83
参考文献  83-86
致谢  86

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