一种超高强钢炉内通板极限能力的评估方法技术

本发明专利技术提供了一种超高强钢炉内通板极限能力的评估方法，涉及带钢连续退火技术领域，该方法充分考虑连续退火机组的设备和工艺特点，通过分析超高强钢在退火过程中因厚度和宽度变化对连续通板能力的影响，建立相应的超高强钢极限通板能力评估模型，通过计算相应带钢规格情况下的通板能力，与临界通板能力进行比较，确定特定钢种情况下的极限通板能力，保证带钢在连退过程中能稳定通板，提高机组生产效率。率。率。

An evaluation method of ultimate capacity of pass plate in ultra high strength steel furnace

【技术实现步骤摘要】
一种超高强钢炉内通板极限能力的评估方法


[0001]本专利技术涉及带钢连续退火
，特别涉及一种超高强钢炉内通板极 限能力的评估方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电子设备、家用电器和航空航天等科技领域的持续发展， 钢铁的需求量逐渐增高，用户对板带产品的质量要求也越来越高。未经过 冷轧后的板带由于易产生加工硬化等问题不能直接进行冲压成型，需要进 行连续退火时效处理达到出厂要求，同时，在连续退火过程中，带钢的板 形受机组设备和退火工艺的影响不断发生变化，连退机组出口板形的好坏 直接影响板带产品的最终质量。
[0003]带钢在连续退火过程中，来料规格的变化会影响带钢与炉辊的接触状 态，进而影响带钢的稳定通板，随着带钢的宽度越大，其瓢曲失温区域受 到的滑动摩擦力和向心力也就越大，在其临界张力一定的情况下，带钢发 生瓢曲的几率就会变大；跑偏只跟带钢内部的张力分布有关，随着带钢宽 度的增加，其张力的不均性会相对减小，则带钢发生跑偏的几率会变小。 随着带钢的厚度越大，则带钢与炉辊之间的摩擦力也就也大，并且使其发 生变形的力也会变大，则带钢就越不容易发生瓢曲，但是随着带钢厚度的 增加，其张力对其约束的作用则会减小，则跑偏的几率就会变大，不同来 料规格在退火过程中通板能力不同，这样，如何保证超高强钢在连退过程 中能稳定通板成为现场攻关的重点。
[0004]目前，根据文献检索，国内外研究较多的是通过设定合理的连续退火 工艺参数，如设定合理的张力来减低带钢跑偏几率，改善退火炉内炉辊辊 型，将退火炉内的平辊改为有一定锥度的轧辊来缓解跑偏，通过调整退火 炉内的温度，来减少温度波动缓解瓢曲现象，但对于综合考虑跑偏和热瓢 曲的连续退火通板能力模型相关研究较少，对于不同来料规格，连续退火 机组的极限通板能力并没有给出评估方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种超高强钢炉内通板极限能力的评估方法， 因此，综合考虑连续退火机组的设备和工艺特点，通过研究不同来料规格对 稳定通板能力的影响，建立相应的稳定通板能力评估模型，通过计算得到带 钢的极限通板规格，确保带钢的稳定通板，提高带钢表面质量，具有进一步 推广价值。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种超高强钢炉内通板极限能力的评估方法，包括：
[0008]步骤A、获取超高强钢的参数；将带钢沿宽度方向等分为2m+1个条 单元，所对应的单元数用n来表示；
[0009]步骤B、初始化超高强钢厚度计算次数i、宽度计算次数j，确定超高 强钢厚度计算步长Δh、超高强钢宽度计算步长ΔB；
[0010]步骤C、根据所述超高强钢的参数计算超高强钢厚度h
i
＝h
min
+iΔh以 及超高强钢
宽度B
j
＝B
s
+jΔB；其中，h
max
、h
min
、B
s
为超高强钢的参数， 分别表示超高强钢厚度最大值、超高强钢厚度最小值、超强钢宽度初设值；
[0011]步骤D、根据热瓢曲和跑偏形成机理，带钢在连退过程中，会产生横 压应力和用于平衡横向压应力的摩擦力，若摩擦力较小，带钢在横向压应 力作用下容易发生跑偏，若摩擦力较大，则随着横向压应力的增大，当超 过某一临界值时，带钢失稳容易发生热瓢曲，基于此，建立带钢瓢曲指数 和跑偏因子计算模型，计算带钢跑偏因子ψ和各单元的热瓢曲指数λ(n)：
[0012][0013][0014]其中，η,θ为带钢跑偏因子影响系数；Y(n)为带钢各单元横向压应力； Y
L
(n)为各单元临界失稳压应力；x(n)为条单元位置横坐标， x(n)＝(n
‑
m
‑
1)
·
Δx；其中，Δx为超高强钢条元宽度，V表示 带钢运行速度，k
v
表示速度影响系数；μ表示炉辊与带钢之间摩擦因数， β表示摩擦因数影响系数；t
s
表示张力；
[0015]步骤E、判断ψ＞ψ
*
是否成立，若成立，令j＝j+1，返回计算超高强 钢宽度B
j
的步骤，若不成立，令B
imin
＝B
j
；其中，ψ
*
为超高强钢的参数， 表示带钢临界跑偏因子；B
imin
、B
imax
分别为超高强钢极限通板规格组合中 相应厚度h
i
对应的宽度最小值和宽度最大值；
[0016]步骤F、从计算出的各单元热瓢曲指数λ(n)中确定最大热瓢曲指数 λ
max
，判断λ
max
＞λ
*
是否成立，若λ
max
＞λ
*
不成立，令j＝j+1，返回计算超 高强钢宽度B
j
的步骤；若λ
max
＞λ
*
成立，令B
imax
＝B
j
‑1，保存该数据，判断h
min
≤h
i
≤h
max
是否成立，若h
min
≤h
i
≤h
max
成立，令i＝i+1，返回计算超高强 钢厚度h
i
的步骤，进行下一带钢规格极限通板能力评估；其中，λ
*
为超高 强钢的参数，表示带钢临界热瓢曲指数；若h
min
≤h
i
≤h
max
不成立，则表明 针对该厚度范围的评估结束。
[0017]进一步地，当针对该厚度范围的评估结束时，还包括：输出超高强钢 炉内通板极限能力组合{h
i
,B
imin
,B
imax
}。
[0018]进一步地，带钢各单元横向压应力Y(n)和各单元临界失稳压应力Y
L
(n) 的计算方法包括：
[0019]带钢在连退过程中受横向压应力作用，带钢各单元会产生横向变形， 通过计算带钢横向变形所需的变形力，得到带钢横向压应力计算模型 Y(n)，当带钢所受的横向压应力超过一定值，达到带钢屈服强度，即产生 塑性变形，根据带钢发生塑性变形的临界条件，得到带钢临界失稳压应力 计算模型Y
L
(n)：
[0020][0021][0022]其中，ΔL(m+1)表示带钢中间单元伸长量，E(n)表示带钢各单元弹 性模量，E(n)＝208570
‑
0.20986T(n)，Q
f
(n)表示带钢各单元屈服强度，k1带钢临界失稳应力影响系数，ε1,ε2带钢屈服强度影响 系数；Δl(n)为带钢各单元总变形差；v为带钢在退火炉内相关参数，表示 带钢泊松比；S
s
,S
x...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高强钢炉内通板极限能力的评估方法，其特征在于，包括：步骤A、获取超高强钢的参数；将带钢沿宽度方向等分为2m+1个条单元，所对应的单元数用n来表示；步骤B、初始化超高强钢厚度计算次数i、宽度计算次数j，确定超高强钢厚度计算步长Δh、超高强钢宽度计算步长ΔB；步骤C、根据所述超高强钢的参数计算超高强钢厚度h
i
＝h
min
+iΔh以及超高强钢宽度B
j
＝B
s
+jΔB；其中，h
max
、h
min
、B
s
为超高强钢的参数，分别表示超高强钢厚度最大值、超高强钢厚度最小值、超强钢宽度初设值；步骤D、根据热瓢曲和跑偏形成机理，带钢在连退过程中，会产生横压应力和用于平衡横向压应力的摩擦力，若摩擦力较小，带钢在横向压应力作用下容易发生跑偏，若摩擦力较大，则随着横向压应力的增大，当超过某一临界值时，带钢失稳容易发生热瓢曲，基于此，建立带钢瓢曲指数和跑偏因子计算模型，计算带钢跑偏因子ψ和各单元的热瓢曲指数λ(n)：立带钢瓢曲指数和跑偏因子计算模型，计算带钢跑偏因子ψ和各单元的热瓢曲指数λ(n)：其中，η,θ为带钢跑偏因子影响系数；Y(n)为带钢各单元横向压应力；Y
L
(n)为各单元临界失稳压应力；x(n)为条单元位置横坐标，x(n)＝(n
‑
m
‑
1)
·
Δx；其中，Δx为超高强钢条元宽度，V表示带钢运行速度，k
v
表示速度影响系数；μ表示炉辊与带钢之间摩擦因数，β表示摩擦因数影响系数；t
s
表示张力；步骤E、判断ψ＞ψ
*
是否成立，若成立，令j＝j+1，返回计算超高强钢宽度B
j
的步骤，若不成立，令B
i min
＝B
j
；其中，ψ
*
为超高强钢的参数，表示带钢临界跑偏因子；B
i min
、B
i max
分别为超高强钢极限通板规格组合中相应厚度h
i
对应的宽度最小值和宽度最大值；步骤F、从计算出的各单元热瓢曲指数λ(n)中确定最大热瓢曲指数λ
max
，判断λ
max
＞λ
*
是否成立，若λ
max
＞λ
*
不成立，令j＝j+1，返回计算超高强钢宽度B
j
的步骤；若λ
max
＞λ
*
成立，令B
i max
＝B
j
‑1，保存该数据，判断h
min
≤h
i
≤h
max
是否成立，若h
min
≤h
i
≤h
max
成立，令i＝i+1，返回计算超高强钢厚度h
i
的步骤，进行下一带钢规格极限通板能力评估；其中，λ
*
为超高强钢的参数，表示带钢临界热瓢曲指数；若h
min
≤h
i
≤h
max
不成立，则表明针对该厚度范围的评估结束。2.根据权利要求1所述的一种超高强钢炉内通板极限能力的评估方法，其特征在于，当针对该厚度范围的评估结束时，还包括：输出超高强钢炉内通板极限能力组...

【专利技术属性】
技术研发人员：白振华，张金飞，邱振波，张燕东，李学通，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：