一種適合于連續退火過程的帶鋼板形逐段演變預報方法
【專利摘要】一種適合于連續退火過程的帶鋼板形逐段演變預報方法，其主要包括以下由計算機執行的步驟：1、收集連退機組的關鍵設備與工藝參數；2、收集帶鋼的參數；3、定義相關參數；4、相關參數賦初值；5、計算帶鋼在溫度為Tij時的彈性模量屈服強度6、計算第i個單元內的變形差；7、計算第i個單元內帶鋼中間條元因張力引起的變形量，8、計算第i個單元的帶鋼在第j條元張力值σij(i＝1、2、···、N，j＝1、2、···、2m+1)；9、判斷是否成立；10、輸出當前單元的出口板形α'ij；11、判斷i＜N是否成立。本發明實現了對帶鋼板形逐段演變的預報，降低了事故發生率，提高了生產效率。
【專利說明】一種適合于連續退火過程的帶鋼板形逐段演變預報方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于冶金軋鋼【技術領域】，特別涉及一種適合于連續退火過程的帶鋼板形逐 段演變預報方法。

【背景技術】
[0002] 板形的實質是板帶材內部應力的分布。在連退生產過程中，帶鋼從進入連退爐到 連退爐出口依次通過預熱爐、加熱爐、均熱爐、緩冷段、快冷段、時效段、終冷段，在此過程中 由于各工藝段設定張力、帶鋼橫向溫差、爐輥輥型、設備誤差等因素的存在導致帶鋼橫向的 張力分布也是不斷變化的。由于連退過程的復雜性，板形是導致帶鋼跑偏與瓢曲的重要因 素，其影響主要體現在三個方面：一是在當前工藝段中，如帶鋼的板形為單邊浪時，容易導 致跑偏；帶鋼的板形為中浪時，則容易產生瓢曲。二是前工藝段的出口板形作為后工藝段的 來料板形直接影響該工藝段的連退過程；三是連退后產品的板形作為下游平整工序的來料 板形則對該工序的正常生產以及成品的板形分布起著舉足輕重的作用。
[0003] 對于連退過程中帶鋼內部張力分布問題，以往學者都是采用有限元法[H]，不但計 算工作量較大，且無法實現在線預報，尚未檢索到有關從力學角度建立數學模型定量研究 來料板形、爐輥輥型等關鍵工藝對帶鋼板形逐段演變的影響的文獻，更未有對連退過程的 板形逐段演變的預報方法的研究見諸于文獻。這樣，如何準確地預測連退過程中帶鋼板形 的逐段演變情況、分析其影響因素，進而對連退過程中各段板形的逐段演變進行預報并加 以控制，防止帶鋼因板形問題而引發跑偏與瓢曲問題，并且保證連退出口板形達到下游平 整等工序的對來料板形的要求就成為現場攻關的重點。
[0004] (參考文獻：[1]白振華，石曉東，等.連續退火過程中帶鋼熱瓢曲產生的機理 [J].塑性工程學報，2012,19(1) :97-102. [2]劉艷紅，李俊，等.連續退火線上帶鋼橫向壓 縮應力分布的有限元仿真[J].鋼鐵，2010,45(4) :60-64. [3]張清東，常鐵柱，戴江波，王文 廣.連退線上帶鋼張應力橫向分布的有限元仿真[J].北京科技大學學報，2006,28(12): 1162-1166.)


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種工作量小、能夠及時根據帶鋼板形情況對連退過程采 取相應的控制、實現在線預報的適合于連續退火過程的帶鋼板形逐段演變預報方法。本發 明主要從力學角度出發建立數學模型，根據爐子段入口來料板形計算出第一個單元（每一 個道次看作一個單元）的出口板形，并將此單元的出口板形作為第二個單元的入口板形加 以計算，即可求得第二單元的出口板形，依次類推，實現了連續退火過程的帶鋼板形逐段演 變預報。
[0006] 本發明包括以下由計算機執行的步驟：
[0007] (a)收集連退機組的關鍵設備與工藝參數，主要包括：
[0008] 爐子段單元劃分數目N，第i個單元內上、下爐輥的實際輥型分布Dssij、D xsij，爐內 爐輥輥身長度Lp第i個單元內上下爐輥中心線之間的距離Hi，第i個單元內上下爐輥半徑 Ri,第i個單元內帶鋼的設定張力〇 i，第i個單元上、下爐輥工作側在水平線以上最大垂直 度誤差值S S &，第i個單元上、下爐輥工作側在指向工作側的最大水平度誤差值S ssi、 S sxi，i = 1、2、...、N ;
[0009] (b)收集帶鋼的參數，主要包括：帶鋼鋼種、帶鋼寬度B、帶鋼厚度h、寬度方向條元 劃分數目2m+l，第i個單元內帶鋼沿著橫向溫度分布Tij、爐子段入口帶鋼來料板形Cilj、帶 鋼線膨脹系數3、帶鋼泊松比v，帶鋼屈服強度系數A、€，i = 1、2、…、N，j = 1、2、…、 2m+1 ；
[0010] (C)定義相關參數，主要包括：第i個單元內第j個條元與中間條元因溫度差而 引起的變形差△ lTm第i個單元內第j個條元與中間條元因來料板形差而引起的變形差 A lbip第i個單元內第j個條元與中間條元因爐輥輥型而引起的變形差△ 1__、第i個單元 因爐輥水平度與垂直度誤差而引起的條元變形差△ Isij、第i個單元內第j個條元因張力 而引起的變形量A 1' __、第i個單元內第j個條元與中間條元因張力不均勻而引起的變形 差A Izij、條帶鋼單元的中心線所處坐標值Xp帶鋼溫度曲線系數ati(l, ati2, ati4、帶鋼來料板 形系數akbi、帶鋼在溫度為時的彈性模量巧,、帶鋼在溫度為時的屈服強度Zi;,、第i 個單元的帶鋼在第j條元張力值第i單元帶鋼入口板形au，第i單元帶鋼出口板形 a ' "，i = 1、2、…、N，j = 1、2、…、2m+l ;
[0011] (d)相關參數賦初值，令i = 1 ;
[0012] (e)計算帶鋼在第i個單元內溫度為G ?+七4<時的彈性模量 ￡巧=208570-0.209862；2、屈服強度％=如\卩(-巧）（」=1、2、...、2111+1)，與€為回 歸系數，由鋼種決定；
[0013] (f)計算第i個單元內第j個條元與中間條元因溫度差而引起的變形差a lTij、第 i個單元內第j個條元與中間條元因來料板形差而引起的變形差A Ibij、第i個單元內第j 個條元與中間條元因爐輥輥型而引起的變形差Alllij、第i個單元因爐輥水平度與垂直度 誤差而引起的條元變形差△ Isij以及第i個單元內第j個條元與中間條元因張力不均勻而 引起的變形差Alzij(j = 1、2、…、2m+l)，其滿足以下方程：

【權利要求】
1. 一種適合于連續退火過程的帶鋼板形逐段演變預報方法，其特征在于：它包括以下 由計算機執行的步驟： (a) 收集連退機組的關鍵設備與工藝參數，主要包括： 爐子段單元劃分數目N，第i個單元內上、下爐輥的實際輥型分布Dssij、Dxsij，爐內爐輥 輥身長度Li、第i個單元內上下爐輥中心線之間的距離Hi，第i個單元內上下爐輥半徑Ri, 第i個單元內帶鋼的設定張力σi，第i個單元上、下爐輥工作側在水平線以上最大垂直度 誤差值Sδ&，第i個單元上、下爐輥工作側在指向工作側的最大水平度誤差值δssi、 δsxi,i= 1、2、…、N; (b) 收集帶鋼的參數，主要包括：帶鋼鋼種、帶鋼寬度B、帶鋼厚度h、寬度方向條元劃分 數目2m+l，第i個單元內帶鋼沿著橫向溫度分布Tij、爐子段入口帶鋼來料板形α、帶鋼線 膨脹系數β、帶鋼泊松比V，帶鋼屈服強度系數Α、ξ，i= 1、2、. . .、N，j= 1、2、. . .、2m+l; (c) 定義相關參數，主要包括：第i個單元內第j個條元與中間條元因溫度差而引起的 變形差ΛlTij、第i個單元內第j個條元與中間條元因來料板形差而引起的變形差ΛIbij、第 i個單元內第j個條元與中間條元因爐輥輥型而引起的變形差Λ1_、第i個單元因爐輥水 平度與垂直度誤差而引起的條元變形差△Isij、第i個單元內第j個條元因張力而引起的變 形量Λ1'zU、第i個單元內第j個條元與中間條元因張力不均勻而引起的變形差ΛIzij、條 帶鋼單元的中心線所處坐標值XiP帶鋼溫度曲線系數ati(l,ati2,ati4、帶鋼來料板形系數akbi、 帶鋼在溫度為時的彈性模量^^.、帶鋼在溫度為時的屈服強度A7f、第i個單元的帶 鋼在第j條元張力值。ij，第i單元帶鋼入口板形ctu，第i單元帶鋼出口板形a' ij7i= 1、2、…、N,j= 1、2、…、2m+l; (d) 相關參數賦初值，令i= 1 ; (e) 計算帶鋼在第i個單元內溫度為《=+β".2# 時的彈性模量 & =208570-0.209862；2、屈服強度 =Jexp(-巧）（j= !、2、· · ·、2m+l)，A與ξ為回 歸系數，由鋼種決定； (f) 計算第i個單元內第j個條元與中間條元因溫度差而引起的變形差ΛItu、第i個 單元內第j個條元與中間條元因來料板形差而引起的變形差△lbij、第i個單元內第j個條 元與中間條元因爐輥輥型而引起的變形差Alllij、第i個單元因爐輥水平度與垂直度誤差 而引起的條元變形差△Isij以及第i個單元內第j個條元與中間條元因張力不均勻而引起 的變形差Alzij(j= 1、2.....2m+l)，其滿足以下方程：
Δlzij= -ΔIxij-ΔIbij+ΔlDij+Δlsij (g) 計算第i個單元內帶鋼中間條元因張力引起的變形量，在彈性范圍內其 滿足以下方程：
(h) 計算彈性變形范圍內第i個單元的帶鋼在第j條元張力值〇ij(j= 1、2..... 2m+l)；
(i) 判斷％ (j_ =l、2、…、2m+l):是否成立？若存在不等式成立，則表示相應的帶 鋼條元發生塑性變形，令相應的帶鋼條元的張力％ =σΑ，轉入步驟（g)，重新計算；否則， 轉入步驟（j); (j) 輸出第i個單元出口板形ct'u:
(k) 判斷i<N是否成立？若不等式成立，則令a(i+1)j =a' ij7i=i+Ι，轉入步驟（e); 若不等式不成立，轉入步驟（I); (l) 結束計算。
【文檔編號】C21D11/00GK104451118SQ201410580015
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】白振華, 王瑞, 陳雙玉, 常金梁, 崔亞亞, 劉亞星 申請人:燕山大學