連續(xù)退火-熱鍍鋅機(jī)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(lái)回運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)傳輸。這種傳輸方式通過(guò)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(gè)過(guò)程中也會(huì)遇到很多問(wèn)題:如跑偏和瓢曲。而嚴(yán)重瓢曲與跑偏會(huì)造成帶鋼爐內(nèi)斷帶并迫使機(jī)組停機(jī),對(duì)機(jī)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(jī)理復(fù)雜,多年來(lái)對(duì)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(guò)解析法的理論推導(dǎo)帶鋼瓢曲臨界張力的半經(jīng)驗(yàn)公式,這對(duì)大生產(chǎn)中帶鋼張力表的設(shè)定具有重要的參考價(jià)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(duì)模型進(jìn)行求解,求解分為張力加載與輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)兩步進(jìn)行。為了弄清連續(xù)生產(chǎn)線上帶鋼運(yùn)行中瓢曲形成的機(jī)理進(jìn)行了一系列數(shù)值模擬。當(dāng)在帶鋼上施加一個(gè)長(zhǎng)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?zhàn)油苟鹊脑龃蠖龃?隨著摩擦系數(shù)的增大而增大。帶鋼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中橫向壓縮應(yīng)力的增加是瓢曲形成過(guò)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(zhǎng)大過(guò)程,并且通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)對(duì)于梯形輥來(lái)說(shuō)瓢曲主要發(fā)生在梯形輥的平臺(tái)區(qū),并且隨著輥?zhàn)拥耐苟鹊脑龃笃扒恢弥鸩较蜉佔(zhàn)又虚g移動(dòng),對(duì)于正弦輥來(lái)說(shuō)瓢曲一般發(fā)生在輥?zhàn)又虚g,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(qiáng)度,帶鋼就會(huì)發(fā)生屈曲以致最終演化為瓢曲這一說(shuō)法并不正確,認(rèn)為帶鋼橫向彎曲到一定的程度就會(huì)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(shí)驗(yàn)平臺(tái),該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)按照實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備1/8大小進(jìn)行設(shè)計(jì),帶鋼以閉合環(huán)路通板。對(duì)帶鋼通板過(guò)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(tái)區(qū)長(zhǎng)度、輥面粗糙度、梯

5、形輥凸度、輥型、Pass長(zhǎng)度、平臺(tái)區(qū)與錐度區(qū)過(guò)渡長(zhǎng)度等因素對(duì)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(shì);隨著平臺(tái)區(qū)長(zhǎng)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(duì)較小;隨著粗糙度的增大,臨界瓢曲應(yīng)力有降低的趨勢(shì);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(zhǎng)度越大,其臨界

6、瓢曲應(yīng)力越小;臨界瓢曲應(yīng)力隨著過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度的增大,先增大后減小,對(duì)于輥?zhàn)釉O(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)存在一個(gè)最優(yōu)化的過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度。
　　 通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)研究與有限元理論計(jì)算得出了一致的規(guī)律,只是有限元計(jì)算發(fā)現(xiàn)理論值比實(shí)驗(yàn)結(jié)果較大,文中結(jié)合實(shí)驗(yàn)實(shí)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(shí)際搭建模擬生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)平臺(tái),系統(tǒng)研究了爐輥各因素以及鋁箔規(guī)格等因素對(duì)輥?zhàn)幼约m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?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)帶鋼逐步向輥?zhàn)又虚g移動(dòng),但其向中間引動(dòng)的趨勢(shì)逐漸放緩。(2)輥?zhàn)油苟鹊脑酱筝佔(zhàn)拥淖约m偏能力越強(qiáng);輥?zhàn)悠脚_(tái)區(qū)越長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)初始階段梯形輥與雙梯形輥?zhàn)约m偏能力較好,隨著帶鑰向輥?zhàn)又虚g移動(dòng),正弦輥?zhàn)约m偏性能較好;輥而粗糙度對(duì)輥?zhàn)幼约m性能并不顯著;帶鋼張力越大糾偏性能越好。
　　 文中通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)帶鋼與輥?zhàn)渝F度區(qū)的接觸長(zhǎng)度對(duì)于輥?zhàn)幼约m偏性能的影響非常顯著,由于

8、受到實(shí)驗(yàn)條件及測(cè)試手段的限制,文中采用有限的方法計(jì)算了帶鋼與輥?zhàn)拥慕佑|長(zhǎng)度,通過(guò)分析仿真結(jié)果得出:(1)輥?zhàn)优c帶鋼接觸并不是簡(jiǎn)單的線性接觸,而是存在一條曲線,其中輥?zhàn)禹敹私佑|長(zhǎng)度最小。通過(guò)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(shí)上帶鋼并沒(méi)有與輥?zhàn)油耆佑|。(2)帶鋼與輥?zhàn)拥慕佑|長(zhǎng)度隨著輥?zhàn)又睆降脑龃蠖饾u增大;帶鋼與輥?zhàn)拥慕佑|長(zhǎng)度隨著輥?zhàn)油苟鹊脑龃蠖饾u減小;帶鋼與輥?zhàn)拥慕佑|長(zhǎng)度隨著輥?zhàn)訋т摵穸鹊脑龃蠖饾u減小;帶鋼與輥