横折缺陷是指钢卷开卷过程中,在带钢板的某个部位出现有明显凹凸感的条状折痕,一般与轧制方向垂直。在严重的情况下,它甚至贯穿钢板的整个宽度,影响酸洗时钢板的表面质量。通过对相关文献资料的统计发现,钢卷开卷后在表面出现横折缺陷是一种常见的现象。为了解决这一问题,国内外许多钢铁企业进行了大量的研究和尝试,包括控制来料形状、避免来料粘连、控制进料温度、改变化学成分等,均在一定程度上缓解了钢板开卷时出现横折缺陷的问题。对于低碳钢来说,由于开卷过程中带钢会发生弹塑性变形,出现横折缺陷的主要原因是上、下屈服点处的应力差。基于此,包钢稀土钢板材厂酸洗机组设置了深弯辊装置,用于去除带钢表面的氧化铁皮和消除横折缺陷。其工作原理为:当带钢开卷时,液压缸推动深弯辊向下移动压在带钢上,使带钢产生适当的反向弯曲变形,从而达到消除其开卷时产生横折缺陷的目的。然而,原有的深弯辊结构在对厚度为1.8~6mm之间的SPHC进行开卷时,消除横折缺陷效果欠佳。目前,国内消除表面横折缺陷普遍采用传统的机械办法——平整,但此方法增加了工序成本,并且消除横折缺陷的能力有限。本文在不改变实际工况,不增加工艺的情况下,以弹塑性弯曲变形理论、有限元分析为理论基础,将ANSYS Workbench16.0作为分析平台,以包钢新体系2030mm冷轧酸洗机组开卷机改进前后的深弯辊装置为课题来源,对比分析多辊式深弯辊在对上述规格产品消除横折缺陷方面的优势。主要研究内容及结论如下:(1)针对开卷过程深弯辊受开卷张力影响发生变形的特点,利用ANSYS Workbench建立有限元模型。(2)对单辊式深弯辊模型进行静力学分析,能够直观得到深弯辊的变形云图和应力分布图,其结果与实际工况一致。(3)对单辊式深弯辊模型进行模态分析,从动力性能的角度出发,得到了深弯辊的前六阶固有频率、振型和相对位移分布。(4)利用ANSYS Workbench建立多辊式深弯辊有限元模型,按照相同的分析思路对其进行静力学分析,得到变形云图、应力分布图。通过模态分析得到前六阶固有频率、振型和相对位移分布。通过对两种不同结构深弯辊进行静力学分析和模态分析,结果表明:增加两组支撑辊后,在开卷时工作辊辊体变形较单辊式深弯辊明显减小。此外,多辊式深弯辊的固有频率区间位于390.47Hz~1041.4Hz,明显高于单辊式深弯辊的固有频率区间,即多辊式深弯辊的刚度比单辊式深弯辊有明显提高,有效避免了共振现象的发生,基本满足生产需求。多辊式深弯辊在生产现场运行平稳、工作效率高、有效避免了横折缺陷的产生,提高了产品质量。该论文的分析思路对自行设计制造深弯辊有一定的借鉴意义和参考价值,具有良好的推广前景。