A Roll Wear Prediction Model in Hot Plate Rolling
محورهای موضوعی : فصلنامه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک
1 - 1- کارشناس ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان.
2 - استاد، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان.
کلید واژه: Finite Element Modeling, Hot rolling, Wear profile, Force distribution,
چکیده مقاله :
In this paper, the wear of work roll in hot plate rolling is introduced and the parameters affecting wear mechanisms in hot strip mill are investigated. In addition, different wear mechanisms in hot rolling and the differences between these mechanisms in different stands are explained. Using the finite element method and the rolling equations, a work roll wear model is proposed. Wear is modeled using the resultant pressure distribution along the roll barrel. To obtain the tentative coefficient, summation of wear in each pass schedule is obtained and calibrated via actual wear of samples tested in the Mobarakeh Steel Company. Finally, the theoretical wear values are compared with those of the experiment. The predicted wear profiles are found to be in good agreement with those of the experimental measured values.
در این مقاله سعی شده است پدیده سایش به طور کامل معرفی گردد و پارامترهای مؤثر بر سایش غلتک‌های کاری نورد گرم مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، انواع مکانیزم‌های سایش غلتک‌های کاری و تفاوت آنها در قفسه‌های مختلف بیان شده‌اند. با استفاده از روش المان محدود، و نوشتن برنامه‌ی مربوطه، نورد گرم، مدل‌سازی شده و با استفاده از توزیع فشار در طول غلتک، سایش اندازه‌گیری می‌شود. برای به دست آمدن ضریب تجربی موجود در معادله، سایش ناشی از عبورهای مختلف، جمع و با سایش واقعی حاصل از نمونه تست انجام شده در خط نورد گرم شرکت فولاد مبارکه، کالیبره می‌شود. نتایج به وسیله مقایسه نیروی به‌دست آمده با نیروی نورد واقعی تأیید می‌شود. در نهایت سایش تئوری و تجربی برای یک قفسه با یکدیگر مقایسه می‌شود.
[1] Burwell J.T., Survey of possible wear mechanisms, Wear, Vol. 1, 1957, pp. 119-141.
[2] Sachs G., Latorre J.V., Roll Wear in Finishing Trains of Hot Strip Mills, J. Iron & Steel Eng., No. 12, 1961, pp. 71.
[3] Tong K.N., Chakko M.K., Predictions of Roll Spalling in 4-High Mills Based on Fatigue Strength of Roll Materials and Wear Pattern of Rolls, AISE Yearly Proceedings, 1964, pp. 539-569.
[4] Oike Y., Tetsu-to-Hagane J., Iron & Steel Inst, Vol. 63 No. 4, 1977, p.S222 (in Japanese).
[5] Nakanishi T., Application of Work Roll Shift Mill HCV Mill to Hot Strip and Plate Rolling, Hitachi Review, Vol. 34 No. 4, 1985, pp.153-160.
[6] Ginzburg V.D., Profile and Flatness of Flat Rolled Products, New York, 1989, pp. 24-171.
[7] Williams R.V., Boxall G.M., Roll Surface Deterioration in Hot Rolling Mill, J. Iron Steel Inst., Vol. 203, 1965, pp. 367-377.
[8] Schey J.A., Tribology in Metalworking. Friction, Lubrication and Wear, American Society for Metals, Metals Park, Ohio, 1983, pp. 131-341.
[9] Pellizzari M., Molinari A., Straffelini G., Tribological behaviour of hot rolling rolls, Wear, Vol. 259, 2005, pp. 1281-1289.
[10] Shaughnessy R.N., J. Iron Steel Inst., Vol.
206, 1968, pp. 981-986.
[11] Shiraiwa T., Matsuno F., Taghashira H., Tetsu-to-Hagane, J. Iron & Steel Inst, Vol. 57, 1971, pp.131-145.
[12] Toda K., Imai, I., Inui R., Proc. Conf. Sci. Tech. Iron Steel, Iron Steel Inst., Japan, Tokyo, 1971, pp. 736-739.
[13] Melfo W.M.C., Analysis of Hot Rolling Events that Lead to Ridge-Buckle Defect in Steel Strips, PhD thesis, School of Mechanical, Materials and Mechatronic Engineering, University of Wollongong, Australia, 2006.
[14] Jonsson M., TM-Rolling of Heavy Plate and Roll Wear, Licentiate thesis, Department of Applied Physics and Mechanical Engineering, Division of Material Mechanics, Luleå University of Technology, Sweden, 2006.
[15] Jonsson M., FEM-Simulation on the Influence of Roll Wear on Roll Force Prediction with CVC-Rolls, Department of Applied Physics and Mechanical Engineering, Division of Material Mechanics, Luleå University of Technology, Sweden, May 2004.
[16] Ginzburg V.B., steel rolling technology, New York, 1985.
