توصيفگر ها :
نورد گرم , پروفيل ورق فولادي , جكهاي خمشي , تاج غلتك , مدل تير تقسيم شده
چكيده فارسي :
شاخص¬هاي ¬هندسي و ابعادي از موارد تأثيرگذار در كيفيت ورق توليد شده در كارگاههاي نورد گرم هستند. به دليل تغيير شكل غلتكها بر اثر نيروهاي بزرگ نورد، پروفيل ورق نوردشده بهصورت كلي به شكل محدب يا مقعر مي¬باشد. يكي از معيارهايي كه براي سنجش و كنترل ميزان تختي پروفيل ورق بهكار مي¬رود تاج ورق است. تاج ورق بهصورت اختلاف ضخامت مركز سطح مقطع عرضي ورق از ضخامت لبه¬ي ورق تعريف ميشود. اختلاف ضخامت در عرض ورق، باعث ايجاد كرنشهاي طولي متفاوت در عرض ورق ميشود؛ در نتيجه پس از پايان نورد، توزيع غير يكنواختي از تنشهاي پسماند در عرض ورق باقي خواهد ماند. هنگامي كه تنشهاي داخلي از مقدار بحراني تجاوز كند، عيبهايي همچون لبه¬هاي موجي و كمانش مركزي در ورق ايجاد ميشود. براي كنترل و تصحيح تاج ورق خروجي از بين غلتك¬ها تا به امروز روش¬هاي مختلفي بهكار برده شده است. استفاده از جكهاي خمشي و تاجدارساختن غلتكهاي نورد از پركاربردترين روشهاي كنترل تاج ورق هستند. در روش استفاده از جكهاي خمشي، بهمنظور كاهش اثر تغيير شكل غلتكها بر اثر نيروهاي نورد، با استفاده از جك¬هاي هيدروليكي يك نيرو به گردن غلتك¬ها وارد ميشود كه با توجه به جهت اعمال نيرو، باعث خمش غلتك¬ها به سمت بالا يا پايين ميشود. در روش ديگر بهمنظور مقابله با تغيير شكل غلتكها، سطح غلتكها بهصورت تاجدار يا بشكهاي ساخته ميشود تا در نهايت پروفيل ورق نورد شده به تختي مطلوب برسد. تعيين مناسب پارامترهاي نورد از جمله تاج اوليه غلتكها و نيروي جكهاي خمشي، نقشي اساسي در تختي ورق نورد شده دارد كه براي اين منظور در اين تحقيق يك كد كامپيوتري بر اساس مدل تير تقسيم شده براي تعيين نيروي جكهاي خمشي و پيشبيني پروفيل نهايي ورق تهيه شد. اثر تغيير پارامترهاي مختلف از جمله تاج اوليه غلتكها و نيروي جكهاي خمشي بر تاج نهايي ورق به وسيله كد كامپيوتري بررسي شد. نتايج برنامه كامپيوتري بهدست آمده در اين پروژه، با نتايج ساير تحقيقات صورتگرفته در اين زمينه مقايسه شد و راستيآزمايي آن انطباق خوبي را نشان داد. در ادامه اين تحقيق با تركيب توزيع نيروي نورد حاصل از كد كامپيوتري ذكر شده با يك مدل محاسبه سايش كه بر اساس دادههاي تجربي يك خط نورد گرم به دست آمده است، سايش غلتكهاي كاري قفسه نورد بهازاي عبور هر ورق به دست آمد. با توجه به اينكه در عمل در خطوط نورد گرم ممكن است در طي يك دوره كاري غلتك¬ها و قبل از تعويض آن¬ها ورق¬هايي با ابعاد و جنس¬هاي مختلف نورد شود، نياز است كه تاج اوليه غلتك كار بهگونهاي تعيين شود كه امكان توليد ورق بدون عيب و با ميزان تاج در محدوده مجاز وجود داشته باشد. در ادامه كد كامپيوتري به همراه مدل سايش غلتكها بهگونهاي توسعه داده شد كه بتوان تأثير تغييرات تاج اوليه غلتكها را بر نيروي جكهاي خمشي در طول يك برنامه نورد مشاهده كرد. با توجه به اينكه افزايش نيروي جكهاي خمشي معايبي همچون افزايش مصرف انرژي و آسيب به قفسه نورد و اجزاي آن را به همراه دارد؛ به كمك كد كامپيوتري تهيه شده، يك مقدار بهينه براي تاج اوليه غلتكها به دست آمد كه مطابق آن بيشينه نيروي جكهاي خمشي در يك برنامه نورد كمينه است.
چكيده انگليسي :
Due to rolls deformation under the high rolling forces, the strip profile generally becomes convex or concave, which originates from the non-uniform deformation across the strip width. One of the main criteria used to evaluate and control the flatness of the strip profile is the strip crown, defined as the thickness difference between the strip center and its edges. Thickness variations across the strip width induce longitudinal strain differences, resulting in a non-uniform residual stress distribution after rolling. When the internal stresses exceed a critical level, defects such as edge waviness and center buckling may occur. Various methods have been employed to control and correct the strip crown at the roll exit. Among the most widely used techniques are work roll bending and roll crowning. In the roll bending method, hydraulic cylinders apply a force to the roll necks, deflecting the rolls upward or downward depending on the force direction, thereby compensating for roll deformation under rolling loads. In the roll crowning method, the rolls are manufactured with a barrel-shaped contour to counteract elastic deflections, ensuring a desirable flat strip profile. Proper determination of rolling parameters such as the initial roll crown and bending force is crucial to achieve adequate strip flatness. For this purpose, in the present research, a computer code was developed based on the slit beam model to calculate the required roll bending force and to predict the final strip profile. The influential parameters affecting the final strip crown were analyzed using the developed code, and the results were validated by comparison with previous studies, showing good agreement. Furthermore, by combining the rolling force distribution obtained from the code with a wear model derived from industrial hot rolling mill data, the wear of the work rolls per strip pass was also calculated.Since, in practice, during a rolling campaign before roll replacement, strips with different sizes and grades are rolled, it is necessary to determine the initial crown of the work rolls such that defect-free strips with acceptable crown values can be produced. Accordingly, the computer code was extended in combination with the roll wear model to study the effect of initial roll crown variation on roll bending forces throughout an entire rolling schedule. Considering that an increase in roll bending force may lead to higher energy consumption and potential damage to the mill stand and its components, the proposed approach provides an optimized value for the initial roll crown, for which the maximum roll bending force during the rolling schedule is minimized.