一种热轧钛带横向翘曲板形缺陷的控制方法与流程

文档序号:19683245发布日期:2020-01-14 17:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,所述方法通过测量的c翘挠度和实际设备工艺数据建立有限元仿真模型,对非对称摩擦状态下钛带的c翘挠度进行计算,并对相同轧制条件下不同工作辊辊径差下的c翘挠度进行求解;再对不同厚度规格钛带工作辊辊径差和c翘挠度调控量之间的关系进行拟合;最后根据热轧工业生产现场实际钛带c翘挠度缺陷,计算调整工作辊辊径差,完成对c翘板形缺陷的控制。

2.如权利要求1所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1:进行c翘挠度的表征与测量;

步骤2:结合现场实际设备和工艺数据建立钛带轧制过程有限元仿真分析模型;

步骤3:以步骤1中的表征与测量结果为计算目标,对非对称摩擦状态下钛带的c翘挠度进行计算,并对相同轧制条件下不同工作辊辊径差下的c翘挠度进行求解,得到工作辊辊径差和c翘挠度调控量之间的对应关系;

步骤4:对不同厚度规格钛带工作辊辊径差和c翘挠度调控量之间的关系进行拟合;

步骤5:根据热轧工业生产现场实际钛带c翘挠度缺陷和步骤4的拟合结果,计算需要调整的工作辊辊径差;

步骤6:根据步骤5中计算的工作辊辊径差,调整工作辊上下辊径配比,从而改善热轧钛带的c翘板形缺陷,提高钛带成品板形质量。

3.如权利要求1所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,所述步骤1中进行c翘挠度表征的方法具体为:用c翘挠度对热轧钛带的c翘板形缺陷程度进行表征,将钛带中性层宽度方向最外端的最大翘曲高度记为c翘挠度γw,以c翘挠度正负表示热轧钛带的翘曲方向,记γw<0为向下翘曲,表示钛带中性层宽度方向最外端向下翘,γw>0为向上翘曲,表示钛带中性层宽度方向最外端向上翘,所述步骤1中进行c翘挠度测量的方法具体为:在工业钛带实际热轧生产现场对不同典型厚度规格的钛带c翘挠度γw进行批量测量,在每一厚度规格下分别获得多次测量值,取某一厚度下测量值中的最大值记为某一厚度下的c翘挠度最大值γw0。

4.如权利要求1所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,所述步骤2中建立有限元仿真模型的方法具体为:建立辊件一体化的动态有限元仿真分析模型,以工业钛带实际热轧生产现场的热连轧机中的最后一架作为样本,以其实际生产设备参数、轧件参数和轧制工艺参数作为输入条件,进行有限元仿真分析模型建模。

5.如权利要求3所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,所述步骤3中对非对称摩擦状态下钛带的c翘挠度进行计算的方法具体为:

3-1:以工业钛带实际热轧生产现场热连轧机最后一架实际工作辊直径范围的中间值d0作为仿真分析模型的上下工作辊辊径基准,定义上工作辊辊径减去下工作辊辊径为辊径差δd,上下工作辊辊径均取d0时,δd=0;以摩擦系数f=0.3作为仿真分析模型的带钢上下表面的摩擦系数基准;

3-2:分别对生产现场不同典型厚度规格的钛带生产过程进行有限元仿真分析,钛带宽度取某厚度规格下的最大值,当c翘挠度γw<0时,执行下面的仿真步骤.3-3;当c翘挠度γw>0时,执行下面的仿真步骤3-4;

3-3:取带钢上表面摩擦系数f=0.3,带钢下表面摩擦系数以f=0.3为基准,以fs为摩擦系数增加量,依次在仿真过程中增大带钢下表面摩擦系数,下表面摩擦系数f依次取f=0.3+fs、f=0.3+2fs、f=0.3+3fs…,计算钛带在非对称摩擦状态下的c翘变形,分别得到钛带在非对称摩擦状态下的c翘挠度计算值γw1,直到计算值γw1与步骤2的c翘挠度最大值γw0的相对误差在临界值ε以内时,摩擦系数不再增加,定义此时的下表面摩擦系数为最大摩擦系数f′,此时的挠度值记为γ′w1;

取带钢上表面摩擦系数f=0.3,带钢下表面摩擦系数取本步骤中刚刚得到的最大摩擦系数f′,取d0作为上工作辊辊径,下工作辊辊径以d0为基准,以ds为辊径增加量,依次在仿真过程中增大下工作辊的辊径,辊径差δd<0,且依次取δd=-ds、δd=-2ds、δd=-3ds…,分别得到钛带在非对称摩擦状态下的c翘挠度计算值γw2,直到计算值γw2的绝对值小于临界值γ′w,下工作辊的辊径不再增加,从而得到一系列辊径差δd和c翘挠度计算值γw2之间的对应数据;

3-4:取带钢下表面摩擦系数f=0.3,带钢上表面摩擦系数以f=0.3为基准,以fs为摩擦系数增加量,依次在仿真过程中增大带钢上表面摩擦系数,上表面摩擦系数f依次取f=0.3+fs、f=0.3+2fs、f=0.3+3fs…,计算钛带在非对称摩擦状态下的c翘变形,分别得到钛带在非对称摩擦状态下的c翘挠度计算值γw1,直到计算值γw1与步骤2的c翘挠度最大值γw0的相对误差在临界值ε以内时,摩擦系数不再增加,定义此时的上表面摩擦系数为最大摩擦系数f′,此时的挠度值记为γ′w1;

取带钢下表面摩擦系数f=0.3,带钢上表面摩擦系数取本步骤中刚刚得到的最大摩擦系数f′,取d0作为下工作辊辊径,上工作辊辊径以d0为基准,以ds为辊径增加量,依次在仿真过程中增大上工作辊的辊径,辊径差δd>0,且依次取δd=ds、δd=2ds、δd=3ds…,分别得到钛带在非对称摩擦状态下的c翘挠度计算值γw2,直到计算值γw2的绝对值小于临界值γ′w,上工作辊的辊径不再增加,从而得到一系列辊径差δd和c翘挠度计算值γw2之间的对应数据。

6.如权利要求5所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,步骤3中c翘挠度调控量定义为δγw=γ′w1-γw2,根据步骤3-3或步骤3-4的结果,获得各厚度规格下辊径差δd与c翘挠度调控量δγw之间的对应数据。

7.如权利要求6所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,所述步骤4中拟合方法如下:采用式(1)所示二次多项式,应用最小二乘法对步骤3所得的各厚度规格下辊径差δd与c翘挠度调控量δγw之间的对应数据进行拟合,得到各厚度规格下辊径差δd和c翘挠度调控量δγw之间的数学表达式,

δd=α1δγw2+α2δγw+α3(1)

式中,α1、α2、α3分别为拟合得到的多项式系数。

8.如权利要求7所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,所述步骤5中需要调整的工作辊辊径差的计算如下:在工业钛带实际热轧生产过程中,当发现c翘板形缺陷时,测量c翘挠度,选择步骤4所获得的该厚度下的拟合数学表达式,将测得的c翘挠度作为δγw代入数学表达式,计算得到辊径差δd。

9.如权利要求8所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,所述步骤6中的调整方法如下:参照步骤5所得δd,进行后续该厚度规格生产过程中热连轧机最后一架的轧辊配置,实现对c翘的有效调控。

10.如权利要求5所述的一种钛带热轧过程中c翘板形缺陷的控制方法,其特征在于,所述方法步骤3-3和步骤3-4中的摩擦系数增加量fs在0.005-0.02中取值,临界值ε在5%-10%中取值,辊径增加量ds在0.01mm-0.2mm中取值,临界值γ′w在1mm-10mm中取值。

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