中厚板轧制展宽模型的计算与分析
中厚板轧制展宽模型的计算与分析 The model calculation & analysis of the spread widthwise in the Heavy plate
rolling control
济钢中厚板厂 岳临萍
,摘要,本文分析了中厚板的展宽轧制过程,建立了变形方程,推导了中厚板轧制展宽新公式。该公式反映了中厚板各轧制阶段间钢板尺寸的关系,其计算精确,有利于轧制过程控制、钢坯安排、压下规程设定,以及板形和平面形状控制。
,关键词,展宽控制 宽展系数 变形量
前言
中厚板轧制需要展宽操作,不但板坯长度方向要轧制,而且宽度方向也要轧制。通常的中厚板轧制中,中厚板的平面形状
表
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现出多种形式,它取决于板坯厚度、压下率和展宽率等。为减少头与尾鱼尾形和舌形、边部的鼓肚、塌边以及镰刀弯等不规则变形的损失,使之接近于矩阵形钢板,中厚板平面板形控制己成为提高成材率极为有效的措施。
中厚板轧制中,宽展是影响轧件宽度控制最重要的因素,通常表示为轧制前后宽度最大值的差值,在塑形变形方面,厚度压下期间几乎百分之百的压下量转换到轧件纵向延伸。纵向延伸在轧件宽向相当均匀地分布。在宽度压下期间仅有一小部分压下量(6%-7%)转换到轧件纵向。宽度压下的大部分产生轧件厚度的增加。这个厚度增加在靠近轧件边部较大,通常形成局部凸形。轧件厚度上的不均匀增加显著削弱了展宽过程的效率,也增加了达到高精度宽度公差和高成材率的困难。 1、宽度变化的主要目的和方法
宽度变化的基本目的是为了获得要求的钢板宽度。宽度变化最普通的方法是:通过轧制进行宽度压下和通过轧制进行宽展。中厚板轧制粗略分成下列3个阶段:1、定尺轧制,在这个阶段,板坯沿纵向轧制以生产出要求的中间厚度;2、展宽轧制,为了获得要求的板材宽度,板坯旋转90度,沿横向轧制;3、精轧,板坯再旋转90度,轧成最终厚度。
2、影响宽展的几种因素
h1
h0
b0
b1
图1:平面板形控制体积分配
k宽展通常用宽展系数来表示, ,
,,k,fb,h,b,h,R,Material(z.B.K),,,0011f (公式1) 式中:h、h是压下前和后的轧件厚度,b、b是压下前和后的轧件宽度,R是轧辊半径等 0101
宽展是多种几何因素的函数,主要的几何因素是:轧件初始厚度h、轧件初始0宽度b、厚度压下量Δ、板坯金属成份等。如果咬入角增加(如小的半径,高的厚0
度缩减率)轧制方向的力会加重,这会提高延长,阻碍伸展。同时,它也受到物料
k本身材质的影响(屈服度和摩擦力)和温度的影响,因此包含了多变量功能。 ,3、展宽模型控制中变形量的计算
模型在平直轧制过程中的道次计算可以用板坯的体积分配来描述,即轧制体积是能够精确确定的,由长度、厚度和宽度来支配。体积分配主要影响到了轧机机架
bhkk宽度和厚度的关系。可以是不同的变量,不同的数值的计算会得到不同的,,
道次轧制策略。
3.1小范围变形量的展宽计算
展宽公式描术如下:
bhhlkbbhl,,,,,,,,,,,,00101011, (公式2) 推导公式后可以得到:
b0,b1,,h111,,,,,k,h,,0 (公式3)
k,0k,05,,,k理论上的值只能取值 (没有伸展)和 (液压缸的伸展系,
k,04,k,0,,数)。实际上厚度在 最大,在 最小。
bhk由于的特点和功能有两种选择:首先基于三次方程式,二是取幂计算。,
由于在调试期间相关系数好的可调性参数不是直接表现出来,但是通过功能特性点的计算,调整这个参数,特性就会被改变。
第一种选择是基于以下三次方程:
23,,,,,,,bbbb0000,,,,,,,;aa,,,xa,,,xa,,,x,x01tttt23,hhhh,,,,,,0000k,,,b0,0;,xt,h0, (公式4)
kx,0,,,tx是第一个可调因数,它应用,并且x的线性增长为0,因此可再应tt
,kx,0,,,tk用于,这样系数a 和a的值都为0。另一个条件就是在值y时显示011,为1,y是第二个可调因数。 1
因此,系数a and a要用下式来修正: 23
3yax,,,1,,13t (公式5) a,22x1,,,t
b01,,x若函数k在.范围内,则a可能的范围是: ,3th0
y1,,,,,,1151, ; 0k (公式6) ak,,,,33KruemmungKruemmung1,x,,t
包含所有的项目后公式可转换为:
32,,,,,,,bbb000,,,151,,,,,,xk,,,,x,,tKruemmungthhh,,,,,,b,0000,;y,,xt13k,h,,01,x,,t,b0,0;,xt,h0, (公式7)
k第二个描述的选择基于取幂处理: ,
d2,,b0kd,,,,ß1h,,0 (公式8)
同样地,第一选择可调参数y 和 x己经使用了。不同的是在第二种选择时的1t
kx,001,,,,tk函数在x的值为。系数定义如下: t,
,,001,ln,,y,,1dyd,, ;112xln,,t (公式9)
y 和 x 的关系如下图2所示: 1t
k 的分配原理,
0,3
0,25
y 1 0,2
0,15 k ,
0,1
0,05
x t
0 0 5 10 15 20 2530 35
b/h 0 0
k图2: 的基本分配—函数、行动方向和调节系数 ,
3.2、大变形量的展宽计算
bhkk以上部分的论证是假设展宽系数在板坯变形时是不变的,同一样,函数,,
bh假设也是不变的。而实际上在道次期间是变化的,在道次间厚度的减小幅度越
大,这个错误率就越大。为了避免这些错误,对公式(2)重新修订:
,,,,,,,,,,,,,dhblkdbhdhldl, (公式10)
根据体积恒定的定律,转换为:
,,,,,,lbhldlbdbhdh,,,,,,,,
lbh,,,,ldl,,,,,,bdbhdh,,,
lbh,,,,,,,,,,,,dhblkdbhdh,,,,,bdbhdh,,,
,,,,,,,,dhkbdbdbh,
等式乘法运算后,结果为:
,,,,,,,,dhkbdhkdbdbh,ß
dhdb,高位元素可以设定为0,简化为:
,,,,,dhkbdbh,
,,001,,,lnd2y,,b,,1kd,,,,,,dyd;; ,1112,,hxln,,t (公式11)
计算延伸相关结果:
1,,,,dddd2222bbdhh,,,,,,,,10110 (公式12)
bh因此对于大的变形,的变化关系要考虑进去。
4、
小结
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由此可见,在中厚板轧制中,钢坯的展宽策略是十分重要的一项,对于板形和
平面形状控制起着十分重要的作用。展宽模型计算的精确,则有利于轧制过程的控
制、钢坯的尺寸安排、轧制压下规程的设定。本文中探讨的展宽计算只是较粗略的
着重于展宽率的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
和计算,可以为展宽模型的计算提供一些思路和方法。
作者:岳临萍,女,(1972-),硕士研究生,电气高级工程师,主要从事计算机控制与
自动化仪表的现场管理与维护。
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