1450mm热轧精轧机辊系配置研究及辊系稳定性分析

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近年来,国内外钢铁市场对薄带钢的需求日益增加,尤其是热轧薄带钢。相比传统的冷轧薄带钢,采用热轧直接生产,减少了冷轧工序,成本优势十分明显。而热轧薄带钢受制于轧制工艺,对精轧辊系刚度和稳定性提出了更高的要求。对比国内外能够生产薄带钢的1450mm轧机辊系,辊系直径设计普遍偏大,尤其是支承辊辊径,基本上已达到1580mm精轧机的辊系规格。最直接的结果就是辊系质量偏大,钢厂投资增加,驱动轧辊所需的电机力矩增大,电能消耗增加。本文在二重集团科研开发项目“精轧辊系的优化配置”的支持下,对1450mm四辊精轧机辊系的直径及辊身长度配置进行了系统研究和分析了辊系稳定性的影响因素,主要工作如下:  ①按某钢厂用户新上生产1.2mm薄带轧线的要求,需要对其辊系进行设计,参考国内生产薄带的标杆轧线——国内某1450mm热轧机组的设计方案,按照经典力学公式设计计算了精轧辊系并进行了校核。  ②使用有限元分析软件ANSYS,以经验设计方法求得的辊系尺寸为基础,设计了8组不同直径配置的辊系并分别对其进行有限元模拟,通过对比分析计算所得的应力及变形结果,确定了工作辊及支承辊直径的最优方案为Φ750mm/Φ1450mm;  ③枚举不同的轧件宽度进行计算,以辊系及轧件的变形及应力分布为依据进行分析对比,寻求辊系中辊身长度与轧件宽度的最佳匹配,根据用户生产最宽带钢为1300mm的要求,确定支承辊辊身长度为1430mm。  ④最终确定的四辊精轧辊系对比国内同规格、同能力的参考标杆轧线的精轧辊系重量减少达到17125kg,符合“绿色生产”提倡的低消耗、高质量的发展趋势。  ⑤对比分析了辊系配置变化对辊系偏移值的影响。偏移值随工作辊辊身直径的增大而增大,随支承辊辊身直径的增大而减小。
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