热连轧粗轧轧件出口宽度命中率的研究

摘要

该文结合了梅山热轧板厂自身装备情况及生产特点,通过实验室研究和现场试验相结合的方法,对热轧时板坯在各机架的宽展进行研究.采用高级非线性有限元分析软件MARC\Autoforge对各机架热轧带钢的宽展模拟结果进行分析,对比实际测量结果,提出各机架宽度的最优控制方案.文章分析了弹塑性热力耦合有限元方法的理论基础,给出了模拟过程中节点划分的方法和数学模型,并论述了轧制过程中的速度边界条件和热传导边界条件.软件模拟结果显示,大变形弹塑性热力耦合有限元方法可以用于模拟分析热轧宽展变形的计算,模拟的结果和实际是相符合的.在没有立辊侧压的轧制情况下,自由宽展的总量约为65.25mm,得出的模拟结果和现场实测得出的无立辊作用时64.20mm相吻合.由于所有数据都是从现场调查得来,具有很高的可信度,这对于优化工艺参数是极其有益的.通过多次现场调查和对技改前生产数据的统计研究,发现粗轧出口宽度目标值的设定不合理是造成粗轧阶段出口宽度命中率低0~+20mm(仅为42％)的主要原因.技术改造后,根据对粗轧出口宽度的随机采样统计(见附件),宽度命中率得到了极大的提高,采样统计的偏差在-5mm~+5mm之间命中率提高到96％,大大提高了产品质量.该文将非线性有限元分析软件MARC\Autoforge应用到热轧带钢宽展模拟,参考该文的实验研究和软件模拟结果,制定出了热轧带钢生产时各机架的最优宽展控制方案,取得良好的实际应用成果.文章研究对于拓宽有限元分析软件MARC\Autoforge的应用和热轧带钢生产过程的宽展方案制定,有一定的借鉴意义和参考作用.

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

1.1宽展及其影响因素

1.1.1宽展及其研究意义

1.1.2宽展的种类

1.1.3宽展的组成

1.1.4影响宽展的因素

1.1.5确定宽展的常用方法

1.2计算机仿真在轧制技术中的应用

1.3MARC/Autoforge仿真软件简介

1.4本论文研究背景及目标

2实验方案及软件

2.1热轧现状

2.2实验方案及软件介绍

3轧制过程模拟的有限元基础

3.1有限单元法的基本概念

3.2轧制过程的有限元分析

3.2.1显式动力弹塑性有限元基本理论

3.3轧制过程三维有限元分析的几个基本问题

3.3.1有限元网格剖分

3.3.2坐标系的选取及节点坐标的计算

3.3.3轧制时宽展的计算

3.3.4有限元模拟热轧时主要边界条件的设定

3.3.5耦合场分析

3.4本章小结

4实验结果与分析

4.1 MARC/AutoForge模拟宽展的建模过程

4.2对MARC/AutoForge模拟宽展的适用性检测

4.2 R1机架的宽展情况

4.2.1建模过程

4.2.2模拟结果的分析与讨论

4.3 R2机架的宽展情况

4.3.1建立模型概述

4.3.2建模过程

4.3.3模拟结果的分析与讨论

4.4R4机架的宽展情况

4.4.1建立模型概述

4.4.2建模过程

4.4.3模拟结果的分析与讨论

4.5 R5机架的宽展情况

4.5.1建立模型概述

4.5.2建模过程

4.5.3模拟结果的分析与讨论

4.6 R6机架的宽展情况

4.6.1建立模型概述

4.6.2建模过程

4.6.3模拟结果的分析与讨论

4.7模拟结果应用分析

4.8本章小结

5结论

6下一步工作建议

参考文献

致 谢