連續(xù)退火-熱鍍鋅機組帶鋼穩(wěn)定通板技術(shù)研究.pdf

1、連續(xù)退火生產(chǎn)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(zhǔn)確地控制帶鋼的熱處理工藝非常有助于提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,目前連續(xù)退火生產(chǎn)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(yán)重瓢曲與跑偏會造成帶鋼爐內(nèi)斷帶并迫使機組停機,對機組生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量危害極大。但由于帶鋼瓢曲與跑偏機理復(fù)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(yán)重困擾生產(chǎn)、亟待解決的技術(shù)難題。

2、r>　　 本文在前面的基礎(chǔ)上通過解析法的理論推導(dǎo)帶鋼瓢曲臨界張力的半經(jīng)驗公式,這對大生產(chǎn)中帶鋼張力表的設(shè)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(chǎn)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(jìn)行求解,求解分為張力加載與輥子轉(zhuǎn)動兩步進(jìn)行。為了弄清連續(xù)生產(chǎn)線上帶鋼運行中瓢曲形成的機理進(jìn)行了一系列數(shù)值模擬。當(dāng)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(chǎn)生橫向壓縮應(yīng)力和帶鋼起皺。并且誘發(fā)產(chǎn)生的橫向壓縮應(yīng)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(yīng)力的增加是瓢曲形成過程中的關(guān)鍵因素。
　　 文中采用有限元的方法再現(xiàn)了瓢曲的產(chǎn)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(jìn)一步分析瓢曲的發(fā)生的判別標(biāo)準(zhǔn),證明了帶鋼的等效應(yīng)力達(dá)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(rèn)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(guān)。
　　 根據(jù)有限元仿真結(jié)果,搭建了模擬生產(chǎn)實驗平臺,該實驗平臺按照實際生產(chǎn)設(shè)備1/8大小進(jìn)行設(shè)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(jìn)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(jié)論:隨著凸度的增大,瓢曲臨界應(yīng)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(yīng)力增大;雙階梯輥和梯形輥的臨界瓢曲應(yīng)力相當(dāng),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(yīng)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(chǎn)生瓢曲缺陷;pass長度越大,其臨界

6、瓢曲應(yīng)力越小;臨界瓢曲應(yīng)力隨著過渡區(qū)長度的增大,先增大后減小,對于輥子設(shè)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(jié)果較大,文中結(jié)合實驗實際主要從板形、跑偏、摩擦系數(shù)、殘余應(yīng)力等幾方面分析了產(chǎn)生誤差的原因。
　　 根據(jù)生產(chǎn)實際搭建模擬生產(chǎn)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(jìn)行了系統(tǒng)的研究。并得出以下結(jié)論(1

7、)隨著輥子的轉(zhuǎn)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(jié)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(chǎn)中帶鋼張力表可以知道,帶鋼在連續(xù)退火生產(chǎn)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