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熱連軋厚規(guī)格帶鋼軋制及卷取工藝改進(jìn)

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軋

鋼

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1前言厚規(guī)格帶鋼是暢銷的高附加值熱軋產(chǎn)

第一次彈塑性彎曲變形和助卷輥的其次次彈塑性彎曲變形，其中夾送輥起主要作用。假使帶鋼經(jīng)變形后頭部彎曲半徑過太或過小，

品。但是，隨著帶鋼厚度的增加，將出現(xiàn)與薄規(guī)格帶鋼不同的一些特點(diǎn)，如變形不深透、厚度方向存在較大溫度梯度，頭部溫度

可能導(dǎo)致在助卷輥或成形導(dǎo)板處發(fā)生卡鋼，造成帶鋼卷廢。因此，合理地設(shè)定卷取機(jī)參數(shù)是防止厚規(guī)格帶鋼廢鋼的主要手段利用工業(yè)攝像機(jī)對(duì)整個(gè)厚規(guī)格帶鋼的卷取過程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄像，從中可明白地看到，帶鋼經(jīng)夾送輥?zhàn)冃魏?，彎曲半徑很大，頭部平直，卷取主要靠助卷輥的彎曲變形。因此，在原有卷取機(jī)參數(shù)設(shè)定條件下，未充分發(fā)揮夾送輥對(duì)帶鋼的彎曲變形作用，很簡(jiǎn)單在卷取機(jī)內(nèi)造成卡鋼。2精軋機(jī)組中帶鋼產(chǎn)生彎頭_2

低和卷曲時(shí)彎曲困難等。由于目前厚規(guī)格帶鋼軋制及卷取工藝與薄規(guī)格帶鋼基本一致，因此廢鋼現(xiàn)象較嚴(yán)重。而且厚規(guī)格帶鋼廢鋼處理困難，處理時(shí)間長(zhǎng)，直接影響軋機(jī)作業(yè)率和軋線正常生產(chǎn)。所以，進(jìn)行厚規(guī)格帶鋼軋制及卷取工藝研究是十分必要的。

2造成厚帶廢品的原因21卷取機(jī)參數(shù)不合理.帶鋼頭部進(jìn)人卷取機(jī)時(shí)，需經(jīng)夾送輥的收稿日期：17079—1—29收修改稿日期：18—59—59呂程：男.孤博士研究生，()3957位4817.車文還有

東北大學(xué)的王國(guó)棟劉相華，寶山鋼鐵公司的解

旗

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軋

鋼

19.98

在精軋機(jī)組.有時(shí)會(huì)發(fā)生帶鋼上彎或下翹，形成彎頭。假使帶鋼在F1出口產(chǎn)生嚴(yán)

重彎頭，頭部不能進(jìn)入F,造成精軋廢2將鋼；假使在最終一個(gè)活動(dòng)機(jī)架的出

口帶鋼彎頭現(xiàn)象嚴(yán)重，則不利于卷取.也易造成卷取廢鋼。另外，彎頭還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。在精軋機(jī)組，厚規(guī)格帶鋼形成彎頭的主要原因是負(fù)荷分派不當(dāng)，軋制時(shí)總壓下量較小，厚度方向變形不均甚至不深透。為了防止出現(xiàn)嚴(yán)重的彎頭現(xiàn)象，一般在生產(chǎn)中F、F機(jī)架空過，但FlF675機(jī)架仍有彎頭現(xiàn)象產(chǎn)生。圖1上夾進(jìn)輥受力分析1上夾進(jìn)輥.2下夾進(jìn)輥；3帶鋼一-一一

軸承垂直摩擦力/N;k—

23帶鋼頭部溫度偏低_通過對(duì)厚規(guī)格帶鋼實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，帶銅頭部溫度偏低，變形抗力增大，因而對(duì)

—

軸承對(duì)上夾送輥水平作用力N;帶鋼與上夾送輥之間的摩攘系數(shù)；

G——上夾送輥重量?！?/p>

帶鋼卷取不利，盡管提高了某些厚規(guī)格帶鋼的頭部目標(biāo)卷取溫度，但實(shí)際生產(chǎn)中溫度偏低的狀況依舊存在，這說明層流冷卻模型中帶錒頭部的設(shè)定精度不佳。由于帶鋼頭部與

—

—

軸承與上夾送輥之間的摩擦系數(shù)；上下夾送輥偏移角。。)

—

—

因此，帶鋼所受外力矩為：M=,3()4

帶鋼內(nèi)部的彎曲力矩為：

=i—()sm∞s2

M曲扛+JJ∽∞R=r∽y。hH()6

式中6——帶鋼寬度

——

式中

——上夾進(jìn)輥壓緊氣缸壓力，N:kF一帶鋼對(duì)上夾送輥?zhàn)饔昧?k——

帶鋼厚度

h——帶鋼彈性層厚度——

上夾送輥與帶鋼之間摩擦力

距中性層距離/mm;

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第5期l

呂

程等：熱連軋厚規(guī)格帶鋼軋制及卷取工藝改造

。9

∽——彈性區(qū)應(yīng)力N-ml;lf

曲時(shí)，外力矩和內(nèi)力矩之間達(dá)到平衡，即M=M在已知帶鋼厚度、寬度、屈服強(qiáng)

口2——塑性I￣/Nmm~,采∽XEk用線性加強(qiáng)關(guān)系的應(yīng)力應(yīng)變模型，如圖3所示

度和加強(qiáng)系數(shù)條件下，利用上述計(jì)算，由帶鋼彎曲半徑可求出所需壓緊氣缸壓力。厚規(guī)格帶鋼卷取時(shí)，根據(jù)測(cè)量?jī)x表實(shí)測(cè)值、材料特性以及目標(biāo)彎曲半徑.設(shè)定夾進(jìn)輥壓緊氣缸的壓力。這樣，可以充分發(fā)揮夾送輥的作用，使帶鋼實(shí)現(xiàn)順利卷取。例如，厚度為l8的帶鋼原有夾迭輥壓力為81mm09MP,通過新的設(shè)定計(jì)算，夾送輥壓力.5R

采

倒

應(yīng)重‘

為17a使帶鋼頭部的彎曲形狀得到改.MP,0進(jìn)。()7()8

圖3線性加強(qiáng)應(yīng)J應(yīng)變模型.r.

∽孚=y/R=h'/R2

32提高目標(biāo)卷取溫度.

厚規(guī)格帶鋼軋制時(shí)能否順利卷取，除與卷取機(jī)本身能力及其設(shè)定的參數(shù)有關(guān)外.還與卷取時(shí)帶鋼的屈服強(qiáng)度有密切關(guān)系。卷取溫度太低，將使屈服強(qiáng)度升高，厚規(guī)格帶鋼難以發(fā)生彈塑性變形因此，提高卷取溫度.有利于順利卷取.但過高的卷取溫度有可能造成性能要求不合標(biāo)準(zhǔn)。通過熱模擬試驗(yàn)，提出對(duì)精軋工藝的改進(jìn)方案：降低終軋溫度以及加大精軋機(jī)組的負(fù)荷分派，從而提高帶鋼的各項(xiàng)性能指標(biāo)，為提高帶鋼目標(biāo)卷取溫度提供基礎(chǔ)，對(duì)于目標(biāo)卷取溫度在60℃以下的0帶鋼，將終軋溫度由80℃降低到80℃,52粗軋后中間坯厚度由6rm提高到6rm,0a5a并且相應(yīng)地提高目標(biāo)卷取溫度至60℃左1

o=十一(B因s=

()9(01)

將式()和式(0代入式91)=

()并令8

E/。則'￣s

_一+.(^半y1式中￡——應(yīng)變

:B——屈服應(yīng)變，。%;口——屈服點(diǎn)/a.MP;——

帶鋼彈性模量/:;Ml'a加強(qiáng)系數(shù)，與鋼種有關(guān)常數(shù)；

^一

R——帶鋼彎曲半徑/mal.l將式()(1代人式()7、1)6,積分后整理得：拍

右(不應(yīng)高于60℃)但3,這樣既可以保證帶鋼的性能，又可以改善帶鋼的卷取性能。33避免精軋機(jī)組內(nèi)帶鋼彎頭的措施.引起彎頭的因素好多，如上下軋輥速度不同，軋輥與軋件上下接觸表面摩擦系數(shù)不同以及在厚度方向上溫度不均等。熱連軋精軋機(jī)組的各種工藝條件十分繁雜，不可避免量化，不可能確鑿地對(duì)彎頭進(jìn)行預(yù)計(jì)和控制文獻(xiàn)。利用有限元方法對(duì)彎頭現(xiàn)象進(jìn)行了解析.得到了在帶鋼上下表面存在建度

(

++.2)(21)

將h=2,RoE代入上式，則]M'2-=b

(

++

)會(huì)存在上述各種因素.而這些因素很難定地(31)

為了使帶鋼頭部順利卷取，帶鋼離開夾送輥后頭部彎曲半徑應(yīng)保持在2010rm,0~20a以使帶鋼頭部與卷筒能夠很好抱臺(tái).帶鋼彎

差(△n、摩擦系數(shù)差()和溫度差△

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軋

鋼

(訂時(shí)彎頭曲率和形狀因素thAd之間的

目前應(yīng)用的層流冷卻數(shù)學(xué)模型采用的是經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)曲線.模型中的重要參數(shù)(包括帶鋼導(dǎo)熱系數(shù)WL、導(dǎo)溫系數(shù)1F1及熱交換系數(shù)等)是通過自適應(yīng)修正因子進(jìn)行修正，以滿足各種規(guī)格帶鋼的生產(chǎn)要求。因此，模型的精度對(duì)自適應(yīng)修正因子的依靠性很大。但是，在原有模型中溫度修正因子的繼承與后計(jì)算沒有一一對(duì)應(yīng)。例如，修正因子KK2利用前一塊帶鋼6~8段數(shù)據(jù)進(jìn)行后計(jì)算，而下一塊帶鋼繼承時(shí)則用4~5段的值。針對(duì)這種狀況.提出對(duì)模型自適應(yīng)部分的改進(jìn)方法：對(duì)繼承所用段號(hào)進(jìn)行修改，使計(jì)算和繼承有明確關(guān)系，例如KK2后計(jì)算所用段數(shù)改為4~8另外，。為使厚規(guī)格帶鋼生產(chǎn)中能盡快適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)條件，把厚規(guī)格和其它規(guī)格的短時(shí)自適應(yīng)增益分開，并提高厚規(guī)格帶鋼短時(shí)自適應(yīng)增益值，由05提高到0O使厚規(guī)格

帶鋼頭.2.,5

關(guān)系，其中‘為接觸弧長(zhǎng)度，h帶鋼在為變形區(qū)內(nèi)的平均厚度。在上述影響因素存在

的條件下，隨著形狀因素值的增大，彎頭曲率呈拋物線形變化，形狀因素值/^≈2時(shí)達(dá)到最大。實(shí)際生產(chǎn)中雖然不能把上述影響因素定量化.但可通過合理的負(fù)荷分派來控制形狀因素值，使各種因素對(duì)彎頭的影響作用減小。

經(jīng)常軋制的厚規(guī)格帶鋼形狀因素值如表1示.所

由表l知：①所有的形狀因素值均可表1常軋卑趣格帶相的形狀因素值

部溫度得到快速改進(jìn)，從而提高了頭部溫度大于2;@隨著出口厚度的增加，形狀因素值減??；③F和F15的形狀因素值小于其他3個(gè)機(jī)架的值。特別是在帶鋼出口厚度較大或軋輥磨損較大時(shí)，F(xiàn)和F機(jī)架的形狀15因素值接近2這時(shí)各種影響因素對(duì)彎頭的，影響作用變大，簡(jiǎn)單出現(xiàn)彎頭現(xiàn)象.因此，為了防止F和FI5出現(xiàn)彎頭現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)增加這兩個(gè)機(jī)架的壓下量。這樣.的控制。

4結(jié)論

針對(duì)厚規(guī)格帶鋼的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，對(duì)卷取機(jī)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)定計(jì)算，使參數(shù)更加合理。通過增大精軋機(jī)組人口厚度，降低終軋溫度，提高了性能指標(biāo)，為提高卷取目標(biāo)溫度創(chuàng)造了條件.同時(shí)也可起到防止帶鋼彎頭的作用