Analysis of changes in geometric and force-energy parameters in plate rolling process with various types of asymmetry

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu asymetrycznego procesu walcowania na wyginanie się początku pasma, parametry energetyczno-siłowe (siłę nacisku, momenty walcowania i moc walcowania), ugięcie sprężyste walców roboczych i stojaka klatki walcowniczej. Badania teoretyczne przeprowadzono przy wykorzystaniu programu komputerowego FORGE®, opartego na metodzie elementów skończonych, dla pasma o wysokości początkowej h0=10 mm ze stali z gatunku S690QL. Symulacje procesu walcowania wykonano dla procesu symetrycznego, dla procesu z jednym i dwoma rodzajami asymetrii. Jeden rodzaj asymetrii uzyskano poprzez zróżnicowanie prędkości walców roboczych (asymetria kinetyczna), a drugi – poprzez zróżnicowania średnic walców roboczych (asymetria geometryczna). W przypadku jednoczesnego stosowania dwóch rodzajów asymetrii współczynniki asymetrii były równe. Otrzymane wyniki badań teoretycznych dotyczące obniżenia nacisku całkowitego porównano z wynikami uzyskanymi dla klatki wykańczającej przykładowej walcowni blach grubych 3600 i na tej podstawie określono zmniejszenie ugięcia sprężystego walców roboczych i stojaka klatki walcowniczej. Badania miały na celu określenie wpływu obniżenia wartości całkowitej siły nacisku na sprężyste ugięcie elementów klatki walcowniczej. Dzięki mniejszemu sprężystemu ugięciu walców można będzie stosować mniejsze siły przeginające walce robocze. To wpłynie na zmniejszenie odchyłek wy-miarowych zarówno na długości, jak i na szerokości gotowych blach. Ponadto możliwe będzie rozszerzenie asortymentu walcowanych blach o wyroby cieńsze i szersze niż blachy wytwarzane według tradycyjnej technologii walcowania.The paper presents the results of research on the impact of the asymmetric rolling process on strip start bending, force-energy parameters (contact force, rolling torque and rolling power), elastic deflection of the working rolls and rolling mill stand. Theoretical research was carried out using the FORGE® computer program, based on the finite element method, for a strip of the initial height h0=10 mm from S690QL steel. Simulations of the rolling process were performed for a symmetrical process, as well as for a process with one and two types of asymmetry. One type of asymmetry was obtained by varying the velocity of the working rolls (kinetic asymmetry), and the second type by differentiating the working roll diameters (geometric asymmetry). In the case of simultaneous use of two asymmetry types, the asymmetry coefficients were equal. The obtained theoretical results concerning reduction in the total contact force were compared with the results obtained for the finishing stand of an exemplary 3600 heavy plate rolling mill and on this basis a reduction in the elastic deflection of the working rolls and the rolling mill stand was determined. The research aimed to determine the effect of reducing the total contact force on the elastic deflection of the rolling stand elements. Due to the smaller elastic deflection of the rolls, smaller forces to bend the working rolls can be used. This will reduce the dimensional deviations both over the length and width of the finished plates. In addition, it will be possible to expand the range of rolled metal to thinner and wider products than those produced according to traditional rolling technology