基于变步长策略的宽带钢连续退火温度场预测模型研究

立式连续退火炉内各段的加热以及冷却方式各不相同,计算宽幅带钢在连续退火炉内的温度场对改善带钢连续退火工艺具有重要意义。针对该问题,基于热平衡法,以时间参量为迭代步长,同时进行宽带钢边部修正的网格划分,建立了基于变步长策略的宽带钢连退温度场预测模型;利用实测数据进行预测仿真,并与等步长计算方法进行了对比,其计算精度与计算速度分别提高了36.25%和23.66%,验证了变步长宽带钢连退温度场预测方法的准确性,可为现场连退生产提供指导意义。     

宽幅薄规格热轧带钢纵向屈曲变形行为解析研究

对于宽幅热轧带钢板形控制成套技术,完善的带钢屈曲生成机理是高精度板形控制模型建立的必要前提,也是板形质量改进研究的重要基础。针对目前超薄规格宽幅热轧带钢生产时的浪形问题,研究热轧中常见的纵向屈曲变形行为,建立统一形式的高次三角函数描述复杂多变的带钢纵向屈曲应力场和浪形挠曲模态,同时创新性引入局部系数n描述全宽和局部纵向屈曲浪形。根据弹性薄板小挠度理论的能量原理建立纵向屈曲力学模型,获得热轧带钢纵向屈曲的临界屈曲应力表达式,同时运用ABAQUS有限元软件,对纵向屈曲变形行为进行仿真计算,验证解析模型的正确性。最后结合热轧带钢高温特性,考虑分析不均匀分布的温度场、张应力、局部系数等多因素耦合作用对临界屈曲的影响。该解析模型进一步揭示了热轧带钢高次板形生成机理,并能够快速获得不同纵向屈曲浪形的临界屈曲应力,为宽幅薄规格热轧带钢的板形控制提供理论和数据基础,可应用于热轧带钢在线板形控制系统中。     

基于极限静摩擦力矩的轧机打滑预测模型

 冷连轧轧制过程中,当轧制转矩大于轧辊与轧件间的极限静摩擦力矩时,轧辊与轧件之间将出现相对滑动,从而导致打滑的发生。为减少因打滑导致的冷轧带钢带钢表面缺陷,以板带轧制塑性变形基本公式为基础,将前滑区与后滑区的单位轧制力分布做线性简化,继而推导出极限静摩擦力矩模型。并以实测数据验证该模型的准确性,且从轧制转矩与极限静摩擦力矩差值的变化趋势中发现,随着轧制公里数的增加,差值有逐渐减小到零的趋势。同时利用差值小于设定阈值的方式来判定工作辊是否发生打滑,并应用于现场在线打滑预警系统中。实践证明,该模型对冷连轧工作辊打滑判定具有重要意义。     

宽幅冷轧带钢连退跑偏影响因素的定量分析研究

冷轧带钢连续退火过程中的稳定性决定了生产的效率和产品质量,而带钢跑偏严重影响了连退工艺的稳定性,这种情况在宽幅带钢的生产中尤为明显,其容易引发限速或断带事故。因此,在生产较宽较薄带钢时,应提高连续退火炉内,尤其是加热段中前期的带钢跑偏控制水平。通过生产试验,研究了宽幅冷轧带钢的板形因素对连退炉内带钢跑偏的影响;采用ABAQUS有限元分析软件,建立了具有复杂板形的带钢与炉辊耦合的有限元动态模型,从炉内工况的角度,对炉内工艺参数对带钢跑偏的影响进行了定量分析。结果表明,对于宽规格带钢,应采用5~10 IU的双边浪模式;炉内工艺参数中张力制度以及带钢与炉辊表面的摩擦状态对炉内带钢跑偏具有明显影响:张力越大、带钢与炉辊表面间的动摩擦因数越大,越不容易跑偏;带钢运行速度虽对单位跑偏量无显著影响,但其能加快跑偏量的积累。因此,在工艺段通过对张力、带钢运行速度的调节,以及对炉辊表面状态的优化,可以提高炉段带钢跑偏控制水平。