基本信息
- 项目名称：
- 中厚板轧制头尾翘曲影响因素及控制研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 轧件头尾翘曲问题已成为中厚板轧制生产中的关键问题之一，直接影响板材的成材率和产品质量。本文综述了近年来国内外关于中厚板轧制轧件头尾翘曲的最新研究进展，分析了轧件上下表面的温度差、轧制压下率、轧制导入角、异径异速轧制和变形区几何形状等对板材翘曲的影响，介绍了中厚板轧制轧件头部翘曲的控制模型研究现状。同时采用鉛板模拟实际热轧生产中连续式轧制及可逆式轧制头部翘曲情况，并做简要分析。
- 详细介绍：
- 本研究项目被列为2010.9-2012.7全国大学生创新科研计划项目之一。根据项目研究计划安排，已完成以下工作： 一、对中厚板轧制轧件头尾翘曲研究现状做了系统的研究和分析，已经将我们的研究成果写成《中厚板轧制轧件头尾翘曲研究进展》一文。该论文已被《甘肃冶金》收录，并将于2011年第三期发表。 二、根据试验计划，目前部分完成了铅板连续轧制及可逆轧制头部翘曲实验（主要包括试样变形后的形状、变形区的形状等）。实验结果见《铅板中厚板连续轧制及可逆轧制过程头部翘曲研究实验报告》。 我们的参赛作品是对以上研究成果的论述。详细内容如下：现代中厚板生产，一般是连续轧制或粗轧机的可逆式轧制，轧件头尾翘曲问题成为中厚板轧制生产中的关键问题之一，直接影响板材的成材率和产品质量。本文认真分析了轧件上下表面的温度差、轧制压下率、轧制导入角、异径异速轧制和变形区几何形状等对板材翘曲的影响，并总结了目前国内外对此的研究方法，主要包括理论计算模型、短行程控制研究、数值模拟研究等。同时通过对连续轧制及可逆式轧制头尾翘曲现象的模拟实验操作，讨论分析了该现象与压下量、板坯厚度及变形区的几何形状的变化规律，发现了头尾翘曲关系的复杂性。最后，根据实验结果，本文提出了“遗传效应”新概念。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品撰写的目的：一方面为轧钢生产企业提供具有实际参考价值的中厚板头部翘曲控制方法；另一方面为对中厚板头部翘曲控制研究的工作者提供新的科学依据。 作品撰写的基本思路是按照项目研究的进程，将研究工作的主要研究成果以图片及图表等表现形式呈现，形成主题鲜明、内容充实、图表清晰、书写规范的参赛作品。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：国内外目前只对单道次轧制头尾翘曲有较深入的研究，而实际生产是连续或可逆式生产，每一道次的头尾翘曲程度与其前后轧制道次的翘曲程度相关，故本研究工作是建立在一定理论基础上的，科学意义明确。先进性：首次提出对现代中厚板连续及可逆轧制过程中头尾翘曲遗传效应进行研究，与实际生产头尾翘曲的控制关系密切。独特之处：研究工作是国内外首次完成的，具有创新性；根据作品撰写的科学论文已被《甘肃冶金》录用。
应用价值和现实意义
- 目前的研究成果都是对单道次中厚板轧制过程的研究，与实际生产差异较大。实际中厚板生产中连续轧制是前一道次的头部进入下一轧机；可逆轧制是前一道次的尾部进入下一轧机。所以每一道次的头尾翘曲与前一道次相关，并影响下一道次，即头尾翘曲存在“遗传效应”。本团队首次对中厚板轧制头尾遗传问题进行了初步的理论及实验研究。其与现代中厚板轧制生产过程关系紧密，研究成果将对头尾翘曲问题的改善有重要指导意义和参考价值。
学术论文摘要
- 轧件头尾翘曲问题成为中厚板轧制生产中的关键问题之一，直接影响板材的成材率和产品质量。作品首先综述了近年来国内外关于中厚板轧制轧件头尾翘曲的最新研究进展，分析了轧件上下表面的温度差、轧制压下率、轧制导入角、异径异速轧制和变形区几何形状等对板材翘曲的影响，并介绍了中厚板轧制轧件头部翘曲的控制模型研究现状；其次通过对连续轧制及可逆式轧制头尾翘曲现象的实验研究，讨论分析了该现象与压下量、板坯厚度及变形区的几何形状的变化规律，发现了头尾遗传效应的复杂性。
获奖情况
- 根据研究成果撰写的科学论文，已被《甘肃冶金》收录，并将在2011.06月发表。
鉴定结果
- 根据研究成果撰写的文章《中厚板轧制轧件头尾翘曲研究进展》已被《甘肃冶金》收录，并安排在2011年第3期发表，录取通知单请见附加材料。
参考文献
- [1] 庞玉华,刘长瑞,赵永团.中厚板轧制头部弯曲研究现状浅析[J].上海金属. 2006, 28(3): 48-52. [2] 田勇,王国栋,赵忠,等.中厚板轧制过程头部弯曲成因分析及其控制[J].东北大学学报（自然科学报）. 2007, 28 (11): 1579-1582. [3] 王继全.热轧带钢头部飞翘原因分析及对策[J].四川冶金. 11-13. [4] 李学通,杜凤山,孙登月,等.热轧带钢头尾形状短行程控制研究[J].钢铁. 2005,40(2):51-54. [5] 闫晓强,李玉庆,任天宝,等.中板轧制过程板坯弯曲生成与抑制之三[J].北京科技大学学报.2001,(1):75. [6] 杨竞,吴迪平.轧件头部下弯的成因分析[J].北京科技大学学报.1997,(增刊):97-100. [7] 胡衍生,程晓茹,李虎兴,等.辊速差对轧件头部弯曲的影响[J].钢铁研究学报.2004,16 (5) 37-41. 997,(增刊): 97-100. [8] 王耀宁,马红周,刘长瑞,等.中厚板非对称轧制头部翘曲的实验研究[J].西安建筑科技大学学报（自然科学报）.2008, 40 (2): 290-292. [9] S.M.Byon,D.H.Na,Y. Lee.Effect of roll gap adjustment on exit cross sectional shape in groove rolling-Experimental and FE analysis [J]. Journal of Materials Processing Technology. 2008. [10] 刘长瑞.异径辊轧制过程综合参数对轧件头部翘曲的影响研究[C].2005,全国第十三届轻加工学术交流会论文集.
同类课题研究水平概述
- 当前国内外关于中厚板轧制头尾翘曲现象的研究主要集中于头部翘曲影响因素实验及理论研究，所采用的实验方法有正交实验、仿真分析、有限元模拟以及数值模拟等。 如.田勇等在《中厚板轧制过程头部弯曲成因分析及其控制》（参考文献3）一文中提到的轧件的最终弯曲情况是多因素共同作用的结果。大多数课题研究对尾部翘曲的涉及则较浅； 国内外目前只是对单道次轧制头尾翘曲有较深入的研究，而实际生产是连续生产或可逆式生产，每一道次的头尾翘曲程度与其前后轧制道次的翘曲程度是相关的，但此方面的研究成果尚未见有公开发表。且从目前的研究现状来看，关于中厚板头尾翘曲相关性及其之间遗传效应的研究仍较少。
