Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://www.tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.2013.005
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO PRIMEIRO PASSE DE LAMINAÇÃO A FRIO DE UMA TIRA DE AÇO C-MN

NUMERICAL SIMULATION OF THE FIRST COLD ROLLING PASS OF A C-MN STRIP STEEL

Nascimento, Willian Costa do; Moreira, Luciano Pessanha; Cardoso, Marcelo Costa

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Resumo

Este trabalho apresenta a modelagem pelo método de elementos finitos do primeiro passe do laminador quádruo de tiras a frio da usina de aços planos da Companhia Siderúrgica Nacional. É proposto um modelo bidimensional considerando-se o cilindro de trabalho como superfície rígida em conjunto com as hipóteses de estado plano de deformação e material isotrópico com encruamento isotrópico não-linear. Uma tira de aço C-Mn de espessura nominal de 3,5 mm foi caracterizada por meio de ensaios de tração uniaxial em corpos de prova cortados na direção de laminação para avaliação de parâmetros de encruamento. No modelo de elementos finitos, o contato é definido pela lei de Coulomb para descrever o atrito entre as superfícies do cilindro de trabalho e da tira. Ademais, os valores industriais das tensões a ré e avante são inseridos como condições prescritas ao modelo de elementos finitos. As previsões numéricas de carga de laminação apresentam boa concordância com a medida industrial e o valor é determinado pelo método dos blocos.

Palavras-chave

Laminação a frio, Modelagem, Método de elementos finitos

Abstract

This work presents the modeling by the finite element method of the first cold rolling pass of a four-high mill at the CSN steel plant. For this purpose, a two dimensional model is proposed considering the work-roll as a rigid surface together with the assumptions of plane-strain state for the strip and material isotropy with nonlinear isotropic work-hardening. A C-Mn steel strip with initial thickness of 3.5 mm was first characterized by means of uniaxial tensile tests in specimens cut along the rolling direction to evaluate the work-hardening parameters. In the finite element model, the contact is defined by means of the Coulomb’s law to describe the friction between the work-roll and the strip surfaces. Moreover, the industrial back and forward tensions are also taken into account as prescribed conditions in the finite element model. The numerical predictions of the rolling load show a good agreement with the measured data and the forecasted value is determined with the slab-method.

Keywords

Cold rolling, Modeling, Finite element method

Referências

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