Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the influence of kinematic and friction asymmetry on the curvature of the strip and force parameters of the rolling process

Sułek Bartosz, Krawczyk Janusz, Majewski Marcin, Ławida Natalia, Plewa Krzysztof

Tribologia

|

2023

|

nr 3

81--94

EN

This paper presents the numerical analysis results in Simufact Forming 2016 of the asymmetric cold rolling process of S235JR steel. The research determined the effect of kinematic asymmetry, frictional asymmetry and their combination on the strip curvature, as well as the force parameters of the rolling process. During the conducted research, the aim was to determine the parameters of the asymmetric rolling process, allowing the highest possible reduction of forces (in relation to symmetric rolling) while maintaining the curvature of the strip with an acceptable value |δ|≤1.5. For this purpose, "process maps" were developed based on the obtained results, allowing for selecting the most favourable process parameters for the different rolling reductions. In addition, the results made it possible to determine the effect of the various asymmetries obtained on the process forces and strip curvature depending on the size of the rolling reduction.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej w programie Simufact Forming 2016 procesu walcowania asymetrycznego na zimno stali S235JR. W ramach prac określono wpływ asymetrii kinematycznej, asymetrii tarcia oraz ich połączenia na krzywiznę pasma, a także parametry siłowe procesu walcowania. Podczas przeprowadzonych badań dążono do określenia parametrów procesu walcowania asymetrycznego, pozwalających na możliwie wysoką redukcję sił (w odniesieniu do walcowania symetrycznego) przy jednoczesnym zachowaniu krzywizny pasma na dopuszczalnym poziomie W tym celu opracowano na podstawie analizy uzyskanych wyników „mapy procesowe”, umożliwiające dla różnych gniotów dobór najkorzystniejszych parametrów procesu. Dodatkowo uzyskane wyniki badań pozwoliły na określenie wpływu poszczególnych asymetrii na siły procesu oraz krzywizny pasma w zależności od wielkości wprowadzonych odkształceń.

2

Effect of single roll drive cross rolling on the microstructure, crystallographic texture, and mechanical behavior of Al–Zn–Mg–Cu alloy

Kazemi-Navaee Amir, Jamaati Roohollah, Aval Hamed Jamshidi

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e41, 2022

EN

In this work, the effect of single roll drive cross rolling on the microstructure, crystallographic texture, hardness, tensile properties, and fracture behavior of AA7075 aluminum alloy was investigated. It was found that with increasing the thickness reduction, the grain size reduced and the average width of grain for the 40% deformed sample decreased to 3.7 ± 0.4 µm. Due to the nature of the cross-rolling process, several X-type shear bands were observed after 40% deformation. The recrystallization texture is notably intensified to its highest value of 4.4 × R, after only 20% cold deformation due to the occurrence of continuous dynamic recrystallization (CDRX). The intensity of recrystallization texture sharply dropped to its lowest value of 2.7 × R. This was due to the rotation of Goss-orientated new grains in the 20% deformed sample toward copper orientation during 40% rolling. With increasing the thickness reduction, the overall texture intensity significantly reduced owing to the nature of the cross-rolling process in which the rolling direction rotates 90° after each 10% strain. Two texture transitions were observed along τ fiber: rolling (copper) texture to recrystallization (Goss) texture after 20% thickness reduction and recrystallization to the rolling texture after 40% deformation. The hardness and strength increased by increasing the thickness reduction, while the ductility decreased. After a 40% thickness reduction, yield strength significantly increased from 138.3 ± 4.4 MPa (for initial sample) to the highest value of 580.5 ± 11.5 MPa, demonstrating 320% increment, in the 0° direction. This increment for 45° and 90° direction was 265% and 337%, respectively. By 40% rolling, the value of in-plane anisotropy (IPA) remarkably decreased to its lowest value of 3.4% due to texture weakening. With increasing the rolling reduction to 20%, the severity of Portevin–Le Chatelier (PLC) increased in the flow curves due to the occurrence of CDRX and also strengthening of the rotated cube {001} < 110 > and E {111} < 110 > components. With increasing the rolling reduction, the size of cleavage facets and the severity of delamination increased, and the number and depth of dimples decreased.

3

Wykorzystanie metody akumulacyjnego walcowania pakietowego do wytwarzania lekkich wielowarstwowych materiałów Al-Mg-Al

Wierzba A., Mróz S., Szota P., Stefanik A., Mola R.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 5

11--17

PL

W pracy zaproponowano wykonanie lekkiego materiału wielowarstwowego składającego się z trzech warstw, w którym zewnętrzne warstwy stanowiło aluminium w gatunku 1050A, natomiast środkowa warstwa wykonana była ze stopu AZ31. Przygotowany materiał wielowarstwowy poddano odkształceniu za pomocą metody ARB w 4 przepustach przy temperaturze 400°C. Przyjęto, że początkowa grubość pakietu wynosiła 3 mm (po 1 mm dla każdego komponentu). Walcowanie zrealizowano w walcarce laboratoryjnej duo D150 z zastosowaniem symetrii i asymetrii prędkości obrotowych walców. W pracy wykazano, że wprowadzenie asymetrii do metody ARB dla badanego materiału Al-Mg-Al, wpływa na rozdrobnienie struktury w porównaniu do procesu symetrycznego.

EN

The study has proposed the production of a lightweight multilayered material composed of three layers, in which the external layers is made up by aluminium in grade 1050A, while the central layer is made of the alloy AZ31. The prepared multilayered material was subjected to deformation by the ARB method in 4 rolling passes. The initial packet thickness was assumed to be 3 mm (1 mm for each component), and the rolling process was conducted at a temperature of 400°C. The rolling was carried out on a D150 laboratory two-high mill equipped with individual working roll drives, which enabled a rotational roll speed asymmetry to be introduced into the rolling process. As a result of the rolling carried out, a multilayered material was obtained, which was characterized by a refined structure.

4

Walcowanie asymetryczne - wybrane problemy. Część C: Wpływ asymetrii walcowania asymetrycznego na teksturę i mikrostrukturę metali

Uniwersał A., Wróbel A.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 12

14--18

PL

W serii trzech artykułów przeanalizowano literaturę dotyczącą walcowania asymetrycznego oraz wpływu tego procesu na teksturę i mikrostrukturę metali. W obecnej pracy przedstawiono wpływ asymetrii walcowania na teksturę i mikrostrukturę miedzi, aluminium tytanu i stali. Zamieszczono także podsumowanie cyklu publikacji oraz analizę możliwości zastosowania walcowania asymetrycznego w praktyce technologicznej.

EN

A literature review on asymmetric rolling has been done and presented in a series of three consecutive papers. The effect of rolling asymmetry on technological parameters and the product texture and microstructure was presented. The present paper concern the asymmetry effect on crystallographic texture and microstructure of copper, aluminum, titanium and steels. A summary of the publication cycle and possibilities for the asymmetric rolling application in technological practice are provided.

5

Walcowanie asymetryczne - wybrane problemy. Część B: Modelowanie procesu walcowania asymetrycznego

Uniwersał A., Wróbel M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 5

24--27

PL

W serii trzech artykułów1 przeanalizowano literaturę dotyczącą walcowania asymetrycznego oraz wpływu tego procesu na teksturę i mikrostrukturę metali. W obecnej części przedstawiono wpływ asymetrii walcowania na wybrane parametry technologiczne.

EN

A literature review2 on asymmetric rolling has been done and presented in a series of three consecutive papers2. The effect of rolling asymmetry on technological parameters and the product texture and microstructure was presented. The present paper concern the asymmetry effect on selected technological parameters determined from modeling.

6

Analiza procesu wytwarzania bimetalowych blach cienkich

Rydz D., Kubik K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2018

|

R. 63, nr 11

26--29

PL

W artykule opisano proces walcowania na zimno metodą ASR (asymmetric rolling – walcowanie asymetryczne) bimetalowych blach cienkich. Rozważania prowadzono pod kątem opracowania technologii wytwarzania blach cupalowych o tej samej grubości finalnej obu jej komponentów. Badania przeprowadzono na blachach połączonych metodą zgrzewania wybuchowego, a następnie poddanych procesowi walcowania. Walcowanie prowadzono na zimno na walcarce laboratoryjnej o średnicy walców roboczych Ø 150 mm. Analizie poddano wpływ asymetrii prędkości obwodowych walców roboczych na wartość odkształceń poszczególnych warstw bimetalu.

EN

The article describes the process of cold rolling by the ASR method (asymmetric rolling) of bimetallic thin plates. The considerations were carried out in the context of the development of cupal sheet metal manufacturing technology with the same final thickness of both its components. The tests were carried out on plates joined by the method of explosive welding and then subjected to the rolling process. Rolling was carried out cold on a laboratory mill with a working diameter of Ø 150 mm. The influence of the asymmetry of the speed of peripheral working rolls on the strain value of individual bimetal layers was analyzed.

7

Analiza zmian parametrów geometrycznych i energetyczno-siłowych w procesie walcowania blach przy różnych rodzajach asymetrii

Kawałek A., Laber K., Ozhmegov K.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2018

|

T. 29, nr 3

229--242

PL

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.

EN

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.

8

Teoretyczna analiza procesu akumulacyjnego walcowania pakietowego wielowarstwowego materiału Al-Mg-Al

Wierzba A., Mróz S., Stefanik A., Szota P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 1

15--20

PL

Głównym celem niniejszej pracy było określenie wpływu asymetrii prędkości obrotowych walców na aktywację dodatkowych pasm ścinania w wielowarstwowym materiale Al-Mg-Al otrzymanym metodą ARB. W pracy przeprowadzono teoretyczną analizę rozkładu składowej prędkości płynięcia w kierunku walcowania vz, naprężeń stycznych τyz na przekroju wzdłużnym walcowanego pasma oraz rozkładu temperatury dla walcowania klasyczną oraz zmodyfikowaną metodą ARB. Modyfikacja metody ARB polegała na zastosowaniu asymetrii prędkości obrotowych walców w pierwszym przepuście. W kolejnych przepustach proces był symetryczny. Stąd też obliczenia numeryczne wykonano tylko dla pierwszego przepustu. W pracy do modelowania numerycznego procesu walcowania wielowarstwowego materiału Al-Mg-Al zastosowano program komputerowy Forge2011®. Uzyskane wyniki badań teoretycznych potwierdziły, że zastosowanie zmodyfikowanej metody ARB powoduje zwiększenie długości obszaru będącego pod oddziaływaniem ściskających naprężeń stycznych τyz oraz wzrost ich wartości. Ponadto wykazano, że wraz ze zwiększeniem wprowadzonego współczynnika asymetrii prędkości walcowania av zmienia się schemat plastycznego płynięcia wielowarstwowego materiału Al-Mg-Al.

EN

The main objective of this study was to determine the effect of roll rotary speed asymmetry on the activation of additional shear bands in multi-layered Al-Mg-Al material produced by the ARB method. A theoretical analysis of the distribution of the component of flow veloci-ty in the rolling direction, vz, and tangential stresses, τyz, on the longitudinal section of the rolled band, and the distribution of temperature for rolling by the classic method and the modified ARB method has been made in the study. The modification of the ARB method involved the application of an asymmetry of roll rotational speed in the first pass. In the next passes ARB process was symmetrical. Thus, only for the first pass a numerical modelling of the ARB process was carried out. For numerical modelling of the Al-Mg-Al multilayered material rolling process, the Forge2011® computer program was employed in the study. The obtained results of the theoretical study have confirmed that the use of the modified ARB method results in an increase in the length of the region affected by the tangential stresses, τyz, and an increase in their magnitude. It has also been demonstrated that with the increase in the applied rolling speed asymmetry factor, av, the mode of the plastic flow of the Al-Mg-Al multilayered material changes.

9

Walcowanie asymetryczne - wybrane problemy. Część A: Walcowanie symetryczne i inne technologie umożliwiające rozdrobnienie ziarna

Uniwersał A., Wróbel M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 11

14--19

PL

W serii trzech artykułów przeanalizowano literaturę dotyczącą walcowania asymetrycznego oraz wpływu tego procesu na teksturę i mikrostrukturę metali. W części A syntetycznie przedstawiono dostępne techniki rozdrabniania ziarna oraz przedstawiono podstawową klasyfikację procesów walcowania asymetrycznego.

EN

A literaturę rei/iew on asymmetric rolling has been done and presented in a series of three consecutiile papers. The effect of rolling asymmetry on technological parameters and the product texture and microstructure was presented. The present paper briefly presents, the available grain reduction techniąues and the basie classification of asymmetric rolling processes.

10

Wpływ walcowania asymetrycznego na zimno na strukturę i właściwości mechaniczne taśmy ze stali S235

Rozmysłowicz M., Pieszak M.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2017

|

T. 28, nr 3

147--156

PL

W artykule opisano badania walcowania na zimno metodą ASR (asymmetric rolling – walcowanie asymetryczne) stali konstrukcyjnej S235 stosowanej w budowie maszyn. Płaskowniki ze stali S235 znajdują zastosowanie m.in. przy produkcji krat pomostowych i piorunochronów. Przeprowadzone badania są kontynuacją i poszerzeniem dotychczasowych prac nad procesem walcowania i mają na celu określenie możliwości metody walcowania asymetrycznego stali konstrukcyjnej na zimno, w tym: zbadanie właściwości mechanicznych po walcowaniu oraz określenie wpływu walcownia asymetrycznego na siły i czas trwania procesu walcowania. Badania były prowadzone na walcarce laboratoryjnej typu DUO, która wraz ze zintegrowanym systemem sterowania umożliwia walcowanie taśm z różnymi prędkościami obrotowymi walców. Natomiast zamontowany układ czujników tensometrycznych pozwala na pomiar sił walcowania w czasie rzeczywistym. Badano proces walcowania asymetrycznego dla stosunków prędkości walców wynoszących od 1:1 do 3:1. Nie stwierdzono różnic we właściwościach mechanicznych pomiędzy taśmami walcowanymi metodą klasyczną, tj. z równymi prędkościami obrotowymi walców, a taśmami uzyskiwanymi metodą walcowania asymetrycznego. Nie stwierdzono wyraźnych zmian w strukturze badanych próbek przewalcowanych metodą ASR w stosunku do próbek przewalcowanych z równymi prędkościami walców. Stwierdzono znaczy spadek sił przy zastosowaniu walcowania asymetrycznego zależny od proporcji prędkości walców. Udało się uzyskać obniżenie sił o 33% przy walcowaniu ze stosunkiem 3:1 w odniesieniu do walcowania z równymi prędkościami obrotowymi walców.

EN

This paper describes ASR (cold asymmetric rolling) tests of S235 structural steel used for machine building. Steel S235 flat bars are used for production of deck grating and lightning rods. The research is a continuation and development of the existing work on the rolling process and its purpose is to determine a possibility of cold asymmetric rolling of structural steel, including examination of mechanical properties after rolling and determination of influence of asymmetric rolling on rolling process forces and duration. The tests were carried out using a laboratory DUO rolling mill and an integrated control system designed for strip rolling with different roll speeds. A strain gauge system was used for real time measurement of rolling forces. The asymmetric rolling process testing was carried out for roll speed ratios ranging from 1:1 to 3:1. No differences were found in mechanical properties between strips rolled using conventional methods, i.e. with equal rotational speeds of the rolls and strips obtained by asymmetric rolling. There were no significant changes in the structure of the test samples rolled asymmetrically compared to samples rolled at equal roll speeds. A significant decrease in the forces was found when asymmetric rolling was used, depending on the roll speed ratio. A 33% reduction in forces was achieved when rolling with a 3:1 ratio for equal roll speed rolling.

11

The Influence of the Asymmetric ARB Process on the Properties of Al-Mg-Al Multi-Layer Sheets

Wierzba A., Mróz S., Szota P., Stefanik A., Mola R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 4

2821--2826

EN

The paper presents the results of the experimental study of the three-layer Al-Mg-Al sheets rolling process by the ARB method. The tests carried out were limited to single-pass symmetric and asymmetric rolling processes. An Al-Mg-Al package with an initial thickness of 4 mm (1-2-1 mm) was subjected to the process of rolling with a relative reduction of 50%. To activate the shear band in the strip being deformed, an asymmetry factor of av=2 was applied. From the test results, an increase in the tensile strength of the multi-layer Al-Mg-Al sheets obtained from the asymmetric process was observed. Microhardness tests did not show any significant differences in aluminium layer between respective layers of sheets obtained from the symmetric and the asymmetric process. By contrast, for the magnesium layer, an increase in microhardness from 72 HV to 79 HV could be observed for the asymmetric rolling. The analysis of the produced Al-Mg-Al sheets shows that the good bond between individual layers and grain refinement in the magnesium layer contributed to the obtaining of higher mechanical properties in the multi-layer sheets produced in the asymmetric process compared to the sheets obtained from the symmetric process.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu walcowania metodą ARB trójwarstwowych blach Al- Mg-Al. W przeprowadzonych badaniach ograniczono się do jednoprzepustowego symetrycznego i asymetrycznego procesu walcowania. Procesowi walcowania poddano pakiet Al-Mg-Al o grubości początkowej 4 mm (1-2-1 mm) walcowany z gniotem względnym 50%. W celu aktywacji pasm ścinania w odkształcanym paśmie zastosowano współczynnik asymetrii av=2. Na podstawie wyników badań zaobserwowano wzrost wytrzymałości na rozciąganie wielowarstwowych blach Al- Mg-Al otrzymanych w procesie asymetrycznym. W wyniku przeprowadzonych badań mikrotwardości w poszczególnych warstwach dla blach otrzymanych w procesie symetrycznym i asymetrycznym nie stwierdzono istotnych różnic w wartościach mikrotwardości dla warstw aluminiowych. Natomiast dla warstwy magnezowej można było zaobserwować zwiększenie mikrotwardości z 72 HV do 79 HV - dla walcowania asymetrycznego. Analiza mikrostruktury otrzymanych blach Al-Mg- Al wskazuje, iż dobre połączenie pomiędzy poszczególnymi warstwami oraz rozdrobnienie ziarna w warstwie magnezu miały wpływ na uzyskanie wyższych właściwości mechanicznych w wielowarstwowych blachach otrzymanych w procesie asymetrycznym w porównaniu do blach wytworzonych w procesie symetrycznym.

12

The Analysis of the Asymmetric Plate Rolling Process in the Finishing Stand 3600

Kawałek A., Dyja H., Knapiński M., Banaszek G., Kwapisz M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1533--1538

EN

In order to enhance the quality of plates, various solutions are being implemented, including normalizing rolling, the process of rolling followed by accelerated cooling, as well as new roll gap control systems. The hydraulic positioning of rolls and the working roll bending system can be mentioned here. The implementation of those systems results in increased loads of the rolling stands and working tools, that is the rolls. Another solution aimed at enhancing the cross-sectional and longitudinal shape of rolled plate is the introduction of asymmetric rolling, which consists in the intentional change of the stress and strain state in the roll gap. Asymmetric rolling systems have been successfully implemented in strip cold rolling mills, as well as in sheet hot rolling mills. The paper present results of studies on the effect of roll rotational speed asymmetry and other rolling process parameters on the change in the shape of rolled strip and the change of rolls separating force for the conditions of normalizing rolling of plates in the finishing stand. The variable process parameters were: the roll rotational speed asymmetry factor, av; the strip shape factor, h0/D; and the relative rolling reduction, ε. Working rolls of the diameter equal to 1000 mm and a constant lower working roll rotational speed of n = 50 rpm were assumed for the tests. The asymmetric rolling process was run by varying the rotational speed of the upper roll, which was lower than that of the lower roll. The range of variation of the roll rotational speed factor, av =vd/vg, was 1.01÷1.15. A strip shape factor of h0/D = 0.05÷0.014 was assumed. The range of rolling reductions applied was ε = 0.08÷0.50. The material used for tests was steel of the S355J2G3 grade. For the simulation of the three-dimensional plastic flow of metal in the roll gap during the asymmetric hot rolling of plates, the mathematical model of the FORGE 2008 ® program was used. For the mathematical description of the effect of rolling parameters on the strip curvature and rolls separating force the special multivariable polynomial interpolation was used. This method of tensor interpolation in Borland Builder programming environment was implemented. On the basis of the carried out analysis can be state, that by using the appropriate relative rolling reduction and working roll peripheral speed asymmetry factor for a given feedstock thickness (strip shape ratio) it is possible to completely eliminate the unfavorable phenomenon of strip bending on exit from the roll gap, or to obtain the permissible strip curvature which does not obstructs the free feed of the strip to the next pass or transferring the plate to the accelerated plate cooling stations. Additionally by introducing the asymmetric plate rolling process through differentiating working roll peripheral speeds, depending on the asymmetry factor used, the magnitude of the total roll separating force can be reduced and, at the same time, a smaller elastic deflection of rolling stand elements can be achieved. As a result smaller elastic deflection of the working rolls, smaller dimensional deviations across its width and length finished plate can be obtained.

PL

W celu poprawy jakości blach grubych stosowane są różne rozwiązania obejmujące walcowanie normalizujące, przyspieszone chłodzenie po walcowaniu, jak również nowe systemy sterowania szczelina walcownicza. Należy również wspomnieć o systemach hydraulicznej nastawy walców oraz przeginania walców roboczych. Zastosowania tych systemów powoduje wzrost obciążenia klatki walcowniczej i jej osprzętu, jak również walców. Innym rozwiązaniem powodującym poprawę wzdłużnego i poprzecznego kształtu walcowanych blach jest wprowadzenie walcowania asymetrycznego, które wprowadza kontrolowana zmianę stanu naprężenia i odkształcenia w kotlinie walcowniczej. Systemy asymetrycznego walcowania były skutecznie zastosowane podczas walcowania taśm na zimno oraz w walcowniach gorących podczas walcowania cienkich blach. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu asymetrii prędkości obrotowej walców i innych parametrów procesu na zmianę kształtu walcowanego pasma oraz zmianę siły nacisku na walce w warunkach walcowania normalizującego blach grubych w klatce wykańczającej. Zmiennymi parametrami procesu były: współczynnik asymetrii prędkości obrotowej walców, av; współczynnik kształtu pasma, h0/D; oraz gniot względny, ε. Do badań założono średnice walców roboczych równa 1000 mm i stałą wartość prędkości obrotowej dolnego walca n = 50 obr/min. Warunki asymetrycznego procesu walcowania uzyskano przez zróżnicowanie prędkości obrotowej górnego walca, która przyjmowano niższą niż walca dolnego. Zakres zmian współczynnika asymetrii prędkości obrotowych av =vd/vg przyjeęo: 1,01÷0,15. Założono współczynnik kształtu pasma h0/D w zakresie 0,05÷0,014 oraz przyjęto wartości gniotu względnego ε w przedziale: ε = 0.08÷0.50. Badanym materiałem była stal w gatunku S355J2G3. Do symulacji trójwymiarowego, plastycznego płynięcia metalu w kotlinie walcowniczej podczas asymetrycznego walcowania blach grubych na gorąco wykorzystano model matematyczny programu FORGE 2008 ® . W celu matematycznego opisu wpływu parametrów walcowania na krzywiznę pasma i siłę nacisku metalu na walce zastosowano interpolacje wielomianem wielu zmiennych. Metodę interpolacji tensorowej zaimplementowano w środowisku programowym Borland Builder. Na podstawie przeprowadzonej analizy można stwierdzić, że zastosowanie odpowiedniego gniotu względnego i współczynnika asymetrii prędkości obwodowych walców, dla danej wartości wysokości początkowej pasma (współczynnika kształtu pasma) umożliwia całkowite wyeliminowanie niekorzystnego zjawiska wyginania się pasma po wyjściu z kotliny walcowniczej lub uzyskanie dopuszczalnej krzywizny pasma, która nie zakłóca wprowadzenia pasma do kolejnego przepustu lub jego transportu do urządzeń chłodzacych. Dodatkowo przez wprowadzenie procesu walcowania asymetrycznego, w zależności od zastosowanego współczynnika asymetrii, można uzyskać zmniejszenie siły nacisku metalu na walce, a jednocześnie zachodzi zmniejszenie sprężystego ugięcia elementów klatki walcowniczej. Dzięki zmniejszeniu sprężystego ugięcia klatki walcowniczej uzyskuje się końcową blachę o zmniejszonych odchyłkach wymiarowych wzdłuż jej szerokości i długości.

13

Wpływ współczynnika asymetrii na wartość nacisków i wyginanie się pasma w klatce wykańczającej

Szyiński P., Laber K., Wąsek S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 5

382--384

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych asymetrycznego procesu walcowania dla współczynników kształtu pasma h0/D = 0,124, h0/D = 0,057 i h0/D = 0,012. Symulacje asymetrycznego procesu walcowania przeprowadzono przy użyciu programu FORGE 2008 ® opartego na metodzie elementów skończonych. Asymetrię wprowadzono poprzez zróżnicowanie prędkości obrotowej walców roboczych. Badania przeprowadzono w celu określenia różnic we wpływie współczynnika asymetrii na parametry siłowe procesu walcowania oraz wyginanie się pasma podczas opuszczania kotliny odkształcenia. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że oprócz zadanego odkształcenia oraz innych zadanych parametrów, bardzo istotny wpływ na wartość nacisku metalu na walce oraz wyginanie się pasma ma także wartość współczynnika kształtu pasma h0/D.

EN

The paper presents results of numerical simulation of the asymmetric rolling process for band shape ratio h0/D = 0.124, h0/D = 0.057 and h0/D = 0.012. Simulations of asymmetrical rolling process were carried out using the FORGE 2008 ® based on the finite element method. Asymmetry introduced by varying the peripheral speed of the work rolls. The study was conducted to determine the differences in the impact factor of asymmetry in power parameters of rolling process and the bending of the band after leaving the rolling gap. Based on the survey it was found that in addition to the applied deformation and other parameters of the process, the drop in pressure of metal on rolls and band bending is significantly influenced by the strip shape ratio h0/D.

14

Asymmetric rolling: Theory and Technology

Piesin A. M., Salganik V. M., Dyja H., Chikishev D. N., Pustovoitov D. O., Kawałek A.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 5

358--362

EN

In the work, the results of application of asymmetrical rolling process of plates in Mill 5000 OSJC “Magnitogorsk Iron and Steel Works” was presented. The asymmetrical process of rolling was used to get the semi products with 40÷220 mm thickness, 4300 mm width, 5000 mm length and variable bend radius (1850÷5000 mm) for manufacturing the housing of chemical and metallurgical devices.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wprowadzeniem asymetrycznego walcowania blach grubych i płyt w Hucie Stali w Magnitogorsku w walcowni 5000. Asymetryczny proces walcowania zastosowano do wytwarzania półwyrobów o grubości 40÷220 mm, szerokości do 4300 mm i długości 5000 mm, ze zmiennym promieniem wygięcia (1850÷5000 mm), przeznaczonych na obudowy urządzeń metalurgicznych i chemicznych.

15

A simple analytical model of asymmetric rolling

Halloumi A., Desrayaud Ch., Bacroix B., Rauch E., Montheillet F.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 2

425-435

EN

An original analytical method is proposed for modeling asymmetric rolling (ASR) of metal sheet. It is based on a uniform strain field depending on a single optimization parameter, viz. the entry velocity of the sheet. The shear and normal strains associated with an ASR pass are derived analytically. Moreover, it is shown that the entry velocity almost coincides with the outer linear velocity of the slower roll, as far as ASR is sufficiently asymmetric. In that case, closed form formulae are available for the main rolling parameters such as the overall power dissipated and the two rolling torques. These results can be straighforwardly used for practical applications.

PL

Zaproponowano oryginalną metodę analityczną do modelowania asymetrycznego walcowania blachy. Model jest oparty na jednolitym obszarze odkształcenia zależnym od jednego parametru optymalizacji tj. prędkości wejścia arkusza. Naprężenia ścinanające i normalne związane z przebiegiem asymetrycznego walcowania wyprowadzone są analitycznie. Co więcej pokazano, że prędkość wejścia niemal zbiega się z zewnętrzną prędkością liniową wolniejszego walca, o ile asymetryczne walcowanie jest wystarczająco asymetryczne. W takim przypadku zamknięte równania są dostępne dla głównych parametrów walcowania takich jak całkowita moc rozpraszania i dwa momenty obrotowe walcowania. Wyniki te mogą być bezpośrednio wykorzystywane do zastosowań praktycznych.

16

The analysis of asymmetrical rolling of Al99.8-M1E bimetalic plates

Torbus N., Rydz D., Bajor T.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 3

149-152

EN

In this work the influence of an asymmetry of the peripheral speed of the working rolls on the shape and mechanical properties of bimetallic plates were investigated. Laboratory tests were carried-out on a two?high mill with rolls of 150 mm in diameter, placed at IMAPWP. The rolling process was made for plates compound of aluminum Al 99.8 (thickness 10 mm) and copper M1E (thickness 2 mm). The bimetallic charge to the rolling process was obtained by explosive welding method. All the rolling experiments were carried out at ambient temperature.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono analizę wyników badań eksperymentalnych, w ramach których określono wpływ asymetrii prędkości obwodowej walców roboczych na kształt i własności mechaniczne blach bimetalowych. Badania laboratoryjne przeprowadzono na walcarce duo 150 mm w IMiAPPP. Proces walcowania przeprowadzono dla blach złożonych z aluminium Al 99,8 (grubość warstwy 10 mm) oraz miedzi M1E (grubość warstwy 2 mm). Wsad bimetalowy do walcowania uzyskano metodą zgrzewania wybuchowego. Wszystkie próby walcowania przeprowadzono w temperaturze otoczenia.

17

Analiza wpływu współczynnika tarcia na zamianę nacisku podczas asymetrycznego walcowania blach grubych na gorąco

Borowski S., Szyiński P., Szklarzyk P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 9

834--836

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań teoretycznych wpływu współczynnika tarcia na zmianę wartości średnich nacisków jednostkowych na jednostkę szerokości walcowanego pasma, podczas asymetrycznego walcowania blach grubych na gorąco. Symulacje asymetrycznego procesu walcowania wykonano za pomocą komercyjnego programu FORGE 2008®, opartego na metodzie elementów skończonych. Program ten, pozwala na termomechaniczną symulację procesów przeróbki w przestrzennym stanie odkształcenia. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że niezależnie od wartości zastosowanego współczynnika tarcia μ spadek nacisku metalu na walce zależy od zastosowanego gniotu względnego ε i współczynnika kształtu pasma h0/D.

EN

This article presents the results of the theoretical impact of coefficient of friction to change the average value of unit pressure per width of the laminated unit band during asymmetric rolling on the hot plate. For the simulation of the process a commercial computer program FORGE 2008® based on the finite element method was used. This program allows thermo-mechanical simulation of metal forming processes in the three-dimensional deformation state. Based on the research it was found that, regardless of the value of the applied friction coefficient μ decrease of metal pressure on rolls depends on the relative draft ε and the band shape ratio h0/D.

18

Analiza parametrów energetyczno-siłowych i wyginania się pasma w procesie asymetrycznego walcowania blach

Kawałek A., Dyja H., Knapiński M., Kwapisz M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 5

388--391

PL

W pracy przeprowadzono analizę wpływu współczynnika kształtu pasma, na zmianę parametrów energetyczno-siłowych i wyginanie się pasma po wyjściu z asymetrycznej kotliny odkształcenia. Badania przeprowadzono dla dwóch różnych współczynników kształtu pasma: h0/D = 0,04 i 0,007. Analizę przeprowadzono dla blach ze stali S355J2G3 z zastosowaniem programu komputerowego FORGE2008®, opartego na metodzie elementów skończonych.

EN

An analysis of the effect of the strip shape factor on the variation of energy and force parameters and bending of strip upon exist from the asymmetric deformation zone has been carried out in the study. Investigations were performed for two different strip shape factors, h0/D = 0.04 and 0.007. The analysis was carried out for plates of steel S355J2G3 using finite element method-based software, FORGE2008®.

19

Effect of the strip shape ratio the strip curvature after the asymmetric rolling process

Kawałek A., Dyja H., Knapiński M., Kwapisz M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2010

|

Vol. 77, nr 5

210-212

EN

A theoretical analysis of the process of asymmetrical plate rolling in the finishing stand of the plate rolling mill is performed in the work. Based on the performed examination, the effect of the asymmetry factor, av, strain, ĺ, and the strip shape ratio, h0/D, on the bending of strip upon exist from the roll gap was determined. Numerical simulations of the asymmetric rolling process were carried out using FORGE 2008Ž, a finite element method-based software application.

PL

W pracy przeprowadzono teoretyczną analizę procesu walcowania asymetrycznego blach w klatce wykańczającej walcowni blach grubych. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ współczynnika asymetrii av, odkształcenia . oraz stosunku kształtu pasma h0/D na wyginanie się pasma po wyjściu z kotliny walcowniczej. Symulacje numeryczne procesu walcowania asymetrycznego przeprowadzono za pomocą programu FORGE 2008Ž opartego na metodzie elementów skończonych.

20

Experimental research concerning the lateral efforts in the asymmetrical longitudinal rolling

Alexa V. Ec., Kiss I.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2009

|

Vol. 76, nr 9

697-701

EN

The introduction in practice of new rolling technologies imposed by the market economy is not possible without a permanent theoretical and practical research on metal pressure working and without sound knowledge of the main cinematic and force laws of the rolling process. In spite of the achievements, some aspects related to deformation, kinematics and dynamics of the rolling process still remain unsolved. The research has both a theoretical and a scientific importance for the contribution to the study of force parameters, particularly the distribution pattern of contact pressure on asymmetrical rolling. moreover, it is technologically important for the establishing of a reduction pattern in bi-metal rolling. In order to achieve these goals, the research team suggests an appropriate installation and the carrying out of active experiments, aiming at obtaining original data on longitudinal asymmetrical deformation. The results of the research will make a contribution to the clearing of some ambiguous problems related to the kinematics of the rolling process using rolls with different diameters. This paper presents the variation module of lateral effort according to the difference between the working diameter of the rolls and the working direction of the side efforts in the case of asymmetrical longitudinal rolling. At the same time it contains an analysis of the peculiarities that are transmitted in the rolling process.

PL

Wprowadzenie do praktyki nowych technologii walcowania, wymuszone przez gospodarkę rynkową, nie jest możliwe bez prowadzenia ciągłych badań teoretycznych i praktycznych, dotyczących nacisków roboczych metalu oraz bez dogłębnej wiedzy na temat głównych praw dotyczących kinematyki i sił w procesie walcowania. Pomimo dokonanych osiągnięć, niektóre aspekty związane z odkształceniem, kinematyką i dynamiką procesu walcowania wciąż pozostają nierozwiązane. Badania te z punktu widzenia naukowego mają znaczenie w zakresie rozwoju wiedzy o parametrach siłowych, zwłaszcza o charakterze rozkładu nacisku na powierzchni styku przy walcowaniu asymetrycznym. Ponadto mają znaczenie również w aspekcie technologicznym, ponieważ dotyczą ustalenia rozkładu gniotów przy walcowaniu bimetali. Zespół badawczy zaproponował wykorzystanie odpowiedniego urządzenia oraz przeprowadzenie eksperymentów czynnych w celu otrzymania oryginalnych danych dotyczących wzdłużnego odkształcenia asymetrycznego. Wyniki tych badań wnoszą wkład do wyjaśnienia niektórych niejednoznacznych kwestii związanych z kinematyką procesu walcowania z użyciem walców o różnych średnicach. Niniejszy artykuł przedstawia zależność obciążenia poprzecznego, zgodnie z różnicą pomiędzy średnicami roboczymi walców a kierunkiem działania sił poprzecznych przy wzdłużnym walcowaniu asymetrycznym. Zawiera również analizę specyficznych cech dotyczących procesu walcowania.