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2050热轧增加板坯侧压能力可行性研究

作　者: 季明
导　师: 陈占福
学　校: 上海交通大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 侧压能力立辊定宽压力机模块形状有限元
分类号: TG335.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 36次
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内容摘要

宝钢2050热轧于1989年建成投产,经历二十多年的新产品开发,以适应激烈的市场竞争,其在品种与规格上均比设计时有较大的突破。新型高硬度组轧材的变形抗力目前难以在原设计的侧压量下顺利轧制,增加板坯侧压能力成为2050热轧亟待解决的难题。本文详细论述了增加板坯侧压能力的整个流程,它包括必要性论证、改造方案的选择、改造后板坯厚度增大对于后续水平轧机的影响,并以此为工程背景,通过建立侧压过程有限元模型,系统研究了不同定宽机模块对于轧制力及板形变化的影响,为改造过程中定宽机的选型提供了依据,同时对于改善轧制过程稳定性及轧后板形质量具有重要作用。本文研究工作取得了如下主要结果:1、2050热轧线对于板坯的调宽主要由E1立辊轧机完成,E1轧机在实际生产中出现的侧压能力不足说明了改造的必要性。在增加侧压能力的三种可供选择中,确定了增建SSP定宽机为最佳方案。另外还对比分析了三家SSP制造商产品的各自特点。2、在分析侧压轧制原理、SSP结构及模块运动模型的基础上,利用Marc软件建立了SSP侧压有限元模型,得出了模块工作面数量、模块截面形状对于轧制力峰值的影响规律。此外,在板坯变形方面,得出了板坯头部失宽量、切头切尾量、“狗骨”高度与侧压量间的回归曲线函数关系式,比较了三种SSP模块侧压后对轧制力及板形影响的优劣。3、对立辊轧机实际生产中,辊槽因磨损和重车变宽对轧后板坯横截面形状产生的影响做了分析,得出了对于板坯“狗骨”形状的影响规律。此外研究了立辊辊槽不对中对轧制后板坯形状的影响,解释了造成板形恶化的原因。4、研究了进一步提高立辊轧制力时,E1轧机的工作状态。通过建立E1轧机重要部件机架、丝杆螺母的有限元模型,计算了在轧制极限负荷8MN的条件下,轧机力学薄弱点的位置,提出了改进方案,结果为提升现有设备轧制能力提供了理论依据。5、研究了增建SSP后,对后续R1水平轧机的影响。以经SSP最大侧压量350mm轧制后的板坯为研究对象,计算了R1轧机此时在满足咬入条件下的最大压下量以及稳定轧制条件,提出了改善咬入和稳定轧制的措施。另外,通过建立SSP侧压和水平轧制综合有限元模型确定轧制力,校核了R1主电机功率,结果表明其在改造后,仍满足带钢压下的需求。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 课题背景  11-15
  1.2 课题的来源及意义  15
  1.3 论文体系结构  15-17
第二章增建定宽压力机  17-28
  2.1 引言  17
  2.2 现有侧压设备  17-18
  2.3 增加侧压能力的必要性  18-21
    2.3.1 立辊轧机E1 侧压能力不足  18-20
    2.3.2 大侧压量下E1 出现的故障  20-21
  2.4 增加侧压能力的方案选择  21-24
    2.4.1 增加立辊轧机调宽道次  21-22
    2.4.2 增加立辊轧机调宽能力  22-23
    2.4.3 增建SSP 定宽压力机  23-24
  2.5 SSP 定宽机的选型分析  24-26
  2.6 本章小结  26-28
第三章三种定宽机轧制过程有限元分析  28-50
  3.1 引言  28
  3.2 定宽压力机工作模型的建立  28-37
    3.2.1 侧压轧制原理  28-29
    3.2.2 定宽压力机结构  29-31
    3.2.3 定宽压力机模块运动模型  31-33
    3.2.4 侧压过程有限元模型建立  33-37
  3.3 轧制力模拟结果分析  37-40
    3.3.1 模块工作面数量对轧制力的影响  37-38
    3.3.2 模块横截面形状对轧制力的影响  38-40
  3.4 板坯变形模拟结果分析  40-48
    3.4.1 沿板宽方向板坯的变形分析  40-43
    3.4.2 沿板长方向板坯的变形分析  43-45
    3.4.3 沿板厚方向板坯的变形分析  45-48
  3.5 模拟分析的结论  48-49
  3.6 本章小结  49-50
第四章立辊轧机轧后板形变形分析  50-57
  4.1 引言  50
  4.2 立辊轧机工作模型的建立  50-53
  4.3 模拟结果分析  53-56
    4.3.1 立辊辊槽磨损对板形的影响  53-55
    4.3.2 立辊辊槽不对中对板形的影响  55-56
  4.4 模拟分析的结论  56
  4.5 本章小结  56-57
第五章立辊轧机E1 重要部件的受力分析  57-65
  5.1 引言  57
  5.2 E1 立辊机架的有限元分析  57-61
    5.2.1 建立机架有限元模型  57-60
    5.2.2 仿真结果分析  60-61
  5.3 E1 立辊丝杆螺母的有限元分析  61-64
  5.4 本章小结  64-65
第六章增建定宽压力机对水平轧机R1 的影响  65-76
  6.1 引言  65
  6.2 R1 咬入条件及稳定轧制条件  65-69
    6.2.1 咬入条件  65-67
    6.2.2 稳定轧制条件  67-68
    6.2.3 影响咬入和稳定轧制条件的因素  68-69
  6.3 R1 主电机功率的校核  69-75
    6.3.1 建立水平轧制有限元模型确定轧制力  70-71
    6.3.2 计算轧机传动力矩  71-74
    6.3.3 电动机的校核  74-75
  6.4 本章小结  75-76
第七章总结与展望  76-79
  7.1 工作总结  76-78
  7.2 研究展望  78-79
参考文献  79-82
致谢  82-83
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  83

2050热轧增加板坯侧压能力可行性研究

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