連續(xù)退火-熱鍍鋅機組帶鋼穩(wěn)定通板技術研究.pdf

1、連續(xù)退火生產線中帶鋼在頂輥和底輥之間上下來回運動,從而實現(xiàn)傳輸。這種傳輸方式通過準確地控制帶鋼的熱處理工藝非常有助于提高生產率和產品質量,目前連續(xù)退火生產線已被世界廣泛采用,但是在這個過程中也會遇到很多問題:如跑偏和瓢曲。而嚴重瓢曲與跑偏會造成帶鋼爐內斷帶并迫使機組停機,對機組生產及產品質量危害極大。但由于帶鋼瓢曲與跑偏機理復雜,多年來對其成因一直未能得到理性的、正確的解釋,因此帶鋼的瓢曲與跑偏成為嚴重困擾生產、亟待解決的技術難題。

2、r>　　 本文在前面的基礎上通過解析法的理論推導帶鋼瓢曲臨界張力的半經(jīng)驗公式,這對大生產中帶鋼張力表的設定具有重要的參考價值。
　　 除此之外,本文根據(jù)金屬塑性理論建立了帶鋼穩(wěn)定通板的彈塑性理論模型以及與生產中一致的邊界條件。并采用非線性商業(yè)軟件Abaqus/Standard對模型進行求解,求解分為張力加載與輥子轉動兩步進行。為了弄清連續(xù)生產線上帶鋼運行中瓢曲形成的機理進行了一系列數(shù)值模擬。當在帶鋼上施加一個長度方向上的張力,

3、凸度輥將使帶鋼上產生橫向壓縮應力和帶鋼起皺。并且誘發(fā)產生的橫向壓縮應力隨著張力的增大而增大,隨著輥子凸度的增大而增大,隨著摩擦系數(shù)的增大而增大。帶鋼運動過程中橫向壓縮應力的增加是瓢曲形成過程中的關鍵因素。
　　 文中采用有限元的方法再現(xiàn)了瓢曲的產生與長大過程,并且通過計算發(fā)現(xiàn)對于梯形輥來說瓢曲主要發(fā)生在梯形輥的平臺區(qū),并且隨著輥子的凸度的增大瓢曲位置逐步向輥子中間移動,對于正弦輥來說瓢曲一般發(fā)生在輥子中間,其瓢曲寬度約為2-4m

4、m。除此之外文中進一步分析瓢曲的發(fā)生的判別標準,證明了帶鋼的等效應力達到帶鋼的屈服強度,帶鋼就會發(fā)生屈曲以致最終演化為瓢曲這一說法并不正確,認為帶鋼橫向彎曲到一定的程度就會發(fā)生瓢曲,其具體的臨界橫向殼彎曲曲率與帶鋼的規(guī)格相關。
　　 根據(jù)有限元仿真結果,搭建了模擬生產實驗平臺,該實驗平臺按照實際生產設備1/8大小進行設計,帶鋼以閉合環(huán)路通板。對帶鋼通板過程中出現(xiàn)的瓢曲進行研究,全面分析了帶鋼規(guī)格、梯形輥平臺區(qū)長度、輥面粗糙度、梯

5、形輥凸度、輥型、Pass長度、平臺區(qū)與錐度區(qū)過渡長度等因素對瓢曲的影響,取得一系列重要結論:隨著凸度的增大,瓢曲臨界應力有降低的趨勢;隨著平臺區(qū)長度的增加,帶鋼與錐度區(qū)接觸越少,臨界瓢曲應力增大;雙階梯輥和梯形輥的臨界瓢曲應力相當,而窄身輥與正弦輥相對較小;隨著粗糙度的增大,臨界瓢曲應力有降低的趨勢;鋁箔越是寬薄,其臨界瓢曲張力越小,越容易發(fā)生瓢曲:相反鋁箔越是窄厚,其臨界瓢曲張力就越大,就越不容易產生瓢曲缺陷;pass長度越大,其臨界

6、瓢曲應力越小;臨界瓢曲應力隨著過渡區(qū)長度的增大,先增大后減小,對于輥子設計來說存在一個最優(yōu)化的過渡區(qū)長度。
　　 通過分析發(fā)現(xiàn)實驗研究與有限元理論計算得出了一致的規(guī)律,只是有限元計算發(fā)現(xiàn)理論值比實驗結果較大,文中結合實驗實際主要從板形、跑偏、摩擦系數(shù)、殘余應力等幾方面分析了產生誤差的原因。
　　 根據(jù)生產實際搭建模擬生產線實驗平臺,系統(tǒng)研究了爐輥各因素以及鋁箔規(guī)格等因素對輥子自糾偏性能進行了系統(tǒng)的研究。并得出以下結論(1

7、)隨著輥子的轉動帶鋼逐步向輥子中間移動,但其向中間引動的趨勢逐漸放緩。(2)輥子凸度的越大輥子的自糾偏能力越強;輥子平臺區(qū)越長其自糾偏能力越差;梯形輥、雙梯形輥以及正弦輥都有很好糾偏的效果。實驗初始階段梯形輥與雙梯形輥自糾偏能力較好,隨著帶鑰向輥子中間移動,正弦輥自糾偏性能較好;輥而粗糙度對輥子自糾性能并不顯著;帶鋼張力越大糾偏性能越好。
　　 文中通過實驗研究發(fā)現(xiàn)帶鋼與輥子錐度區(qū)的接觸長度對于輥子自糾偏性能的影響非常顯著,由于

8、受到實驗條件及測試手段的限制,文中采用有限的方法計算了帶鋼與輥子的接觸長度,通過分析仿真結果得出:(1)輥子與帶鋼接觸并不是簡單的線性接觸,而是存在一條曲線,其中輥子頂端接觸長度最小。通過大生產中帶鋼張力表可以知道,帶鋼在連續(xù)退火生產線中,事實上帶鋼并沒有與輥子完全接觸。(2)帶鋼與輥子的接觸長度隨著輥子直徑的增大而逐漸增大;帶鋼與輥子的接觸長度隨著輥子凸度的增大而逐漸減小;帶鋼與輥子的接觸長度隨著輥子帶鋼厚度的增大而逐漸減小;帶鋼與輥