【摘 要】
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带钢非对称轧制过程中经常出现的翘扣头和镰刀弯缺陷,是轧制领域尚未完全得到解决的问题之一。轧制过程中轧件头部在竖直方向产生向上翘曲或向下弯曲的板形缺陷称为翘扣头,在水平方向产生向操作侧或传动侧的弯曲的现象称为镰刀弯或侧弯。翘扣头会引起轧件冲击辊面甚至无法咬入,镰刀弯不利于对中和卷曲,严重时可能造成轧件脱离轨道产生安全事故。镰刀弯和翘扣头是非对称轧制在不同方向的表现,具有诸多类似的形成规律。针对国内某
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带钢非对称轧制过程中经常出现的翘扣头和镰刀弯缺陷,是轧制领域尚未完全得到解决的问题之一。轧制过程中轧件头部在竖直方向产生向上翘曲或向下弯曲的板形缺陷称为翘扣头,在水平方向产生向操作侧或传动侧的弯曲的现象称为镰刀弯或侧弯。翘扣头会引起轧件冲击辊面甚至无法咬入,镰刀弯不利于对中和卷曲,严重时可能造成轧件脱离轨道产生安全事故。镰刀弯和翘扣头是非对称轧制在不同方向的表现,具有诸多类似的形成规律。针对国内某2250热轧生产线中出现的以上问题,本文主要通过有限元法研究非对称轧制过程中轧件的变形规律和轧件头部弯曲量的预测模型,为工业生产提供参考。于现场对QSt E500TM产品进行中间坯取样并加工成标准压缩试样,设计基于Gleeble-3800试验机的热压缩试验,测定该金属材料在高温下的应力应变曲线,推导Johnson-Cook本构模型和一种Modified Johnson-Cook本构模型的参数,并分别与试验数据进行对比分析。基于生产数据和试验结果,使用ABAQUS建立热力耦合的三维有限元模型,实现对轧制过程的模拟,介绍有限元理论和建模过程。结合现场工况和轧制理论,分析各种非对称因素对轧制过程的影响。对多种非对称因素影响下的轧制过程进行大量的模拟和数值分析,不仅分析单一因素对轧件头部弯曲趋势的影响,还耦合多种非对称因素进行研究,并对应力场、轧制力、轧件头部弯曲量等作统计分析。基于大量有限元模拟数据,以轧件上下表面温度差、上下工作辊辊速比和压下量为输入变量,轧件头部竖直弯曲量为输出变量,使用MATLAB模糊推理系统应用程序建立轧件头部竖直弯曲量的预测模型,验证模型的准确性。
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