一种适合于连续退火过程的带钢板形逐段演变预报方法
【专利摘要】一种适合于连续退火过程的带钢板形逐段演变预报方法，其主要包括以下由计算机执行的步骤：1、收集连退机组的关键设备与工艺参数；2、收集带钢的参数；3、定义相关参数；4、相关参数赋初值；5、计算带钢在温度为Tij时的弹性模量屈服强度6、计算第i个单元内的变形差；7、计算第i个单元内带钢中间条元因张力引起的变形量，8、计算第i个单元的带钢在第j条元张力值σij(i＝1、2、···、N，j＝1、2、···、2m+1)；9、判断是否成立；10、输出当前单元的出口板形α'ij；11、判断i＜N是否成立。本发明实现了对带钢板形逐段演变的预报，降低了事故发生率，提高了生产效率。
【专利说明】一种适合于连续退火过程的带钢板形逐段演变预报方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金轧钢【技术领域】，特别涉及一种适合于连续退火过程的带钢板形逐 段演变预报方法。
【背景技术】
[0002] 板形的实质是板带材内部应力的分布。在连退生产过程中，带钢从进入连退炉到 连退炉出口依次通过预热炉、加热炉、均热炉、缓冷段、快冷段、时效段、终冷段，在此过程中 由于各工艺段设定张力、带钢横向温差、炉辊辊型、设备误差等因素的存在导致带钢横向的 张力分布也是不断变化的。由于连退过程的复杂性，板形是导致带钢跑偏与瓢曲的重要因 素，其影响主要体现在三个方面：一是在当前工艺段中，如带钢的板形为单边浪时，容易导 致跑偏；带钢的板形为中浪时，则容易产生瓢曲。二是前工艺段的出口板形作为后工艺段的 来料板形直接影响该工艺段的连退过程；三是连退后产品的板形作为下游平整工序的来料 板形则对该工序的正常生产以及成品的板形分布起着举足轻重的作用。
[0003] 对于连退过程中带钢内部张力分布问题，以往学者都是采用有限元法[H]，不但计 算工作量较大，且无法实现在线预报，尚未检索到有关从力学角度建立数学模型定量研究 来料板形、炉辊辊型等关键工艺对带钢板形逐段演变的影响的文献，更未有对连退过程的 板形逐段演变的预报方法的研究见诸于文献。这样，如何准确地预测连退过程中带钢板形 的逐段演变情况、分析其影响因素，进而对连退过程中各段板形的逐段演变进行预报并加 以控制，防止带钢因板形问题而引发跑偏与瓢曲问题，并且保证连退出口板形达到下游平 整等工序的对来料板形的要求就成为现场攻关的重点。
[0004] (参考文献：[1]白振华，石晓东，等.连续退火过程中带钢热瓢曲产生的机理 [J].塑性工程学报，2012,19(1) :97-102. [2]刘艳红，李俊，等.连续退火线上带钢横向压 缩应力分布的有限元仿真[J].钢铁，2010,45(4) :60-64. [3]张清东，常铁柱，戴江波，王文 广.连退线上带钢张应力横向分布的有限元仿真[J].北京科技大学学报，2006,28(12): 1162-1166.)
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种工作量小、能够及时根据带钢板形情况对连退过程采 取相应的控制、实现在线预报的适合于连续退火过程的带钢板形逐段演变预报方法。本发 明主要从力学角度出发建立数学模型，根据炉子段入口来料板形计算出第一个单元（每一 个道次看作一个单元）的出口板形，并将此单元的出口板形作为第二个单元的入口板形加 以计算，即可求得第二单元的出口板形，依次类推，实现了连续退火过程的带钢板形逐段演 变预报。
[0006] 本发明包括以下由计算机执行的步骤：
[0007] (a)收集连退机组的关键设备与工艺参数，主要包括：
[0008] 炉子段单元划分数目N，第i个单元内上、下炉辊的实际辊型分布Dssij、D xsij，炉内 炉辊辊身长度Lp第i个单元内上下炉辊中心线之间的距离Hi，第i个单元内上下炉辊半径 Ri,第i个单元内带钢的设定张力〇 i，第i个单元上、下炉辊工作侧在水平线以上最大垂直 度误差值S S &，第i个单元上、下炉辊工作侧在指向工作侧的最大水平度误差值S ssi、 S sxi，i = 1、2、...、N ;
[0009] (b)收集带钢的参数，主要包括：带钢钢种、带钢宽度B、带钢厚度h、宽度方向条元 划分数目2m+l，第i个单元内带钢沿着横向温度分布Tij、炉子段入口带钢来料板形Cilj、带 钢线膨胀系数3、带钢泊松比v，带钢屈服强度系数A、€，i = 1、2、…、N，j = 1、2、…、 2m+1 ；
[0010] (C)定义相关参数，主要包括：第i个单元内第j个条元与中间条元因温度差而 引起的变形差△ lTm第i个单元内第j个条元与中间条元因来料板形差而引起的变形差 A lbip第i个单元内第j个条元与中间条元因炉辊辊型而引起的变形差△ 1__、第i个单元 因炉辊水平度与垂直度误差而引起的条元变形差△ Isij、第i个单元内第j个条元因张力 而引起的变形量A 1' __、第i个单元内第j个条元与中间条元因张力不均匀而引起的变形 差A Izij、条带钢单元的中心线所处坐标值Xp带钢温度曲线系数ati(l, ati2, ati4、带钢来料板 形系数akbi、带钢在温度为时的弹性模量巧,、带钢在温度为时的屈服强度Zi;,、第i 个单元的带钢在第j条元张力值第i单元带钢入口板形au，第i单元带钢出口板形 a ' "，i = 1、2、…、N，j = 1、2、…、2m+l ;
[0011] (d)相关参数赋初值，令i = 1 ;
[0012] (e)计算带钢在第i个单元内温度为G ?+七4<时的弹性模量 ￡巧=208570-0.209862；2、屈服强度％=如\卩(-巧）（」=1、2、...、2111+1)，与€为回 归系数，由钢种决定；
[0013] (f)计算第i个单元内第j个条元与中间条元因温度差而引起的变形差a lTij、第 i个单元内第j个条元与中间条元因来料板形差而引起的变形差A Ibij、第i个单元内第j 个条元与中间条元因炉辊辊型而引起的变形差Alllij、第i个单元因炉辊水平度与垂直度 误差而引起的条元变形差△ Isij以及第i个单元内第j个条元与中间条元因张力不均匀而 引起的变形差Alzij(j = 1、2、…、2m+l)，其满足以下方程：
【权利要求】
1. 一种适合于连续退火过程的带钢板形逐段演变预报方法，其特征在于：它包括以下 由计算机执行的步骤： (a) 收集连退机组的关键设备与工艺参数，主要包括： 炉子段单元划分数目N，第i个单元内上、下炉辊的实际辊型分布Dssij、Dxsij，炉内炉辊 辊身长度Li、第i个单元内上下炉辊中心线之间的距离Hi，第i个单元内上下炉辊半径Ri, 第i个单元内带钢的设定张力σi，第i个单元上、下炉辊工作侧在水平线以上最大垂直度 误差值Sδ&，第i个单元上、下炉辊工作侧在指向工作侧的最大水平度误差值δssi、 δsxi,i= 1、2、…、N; (b) 收集带钢的参数，主要包括：带钢钢种、带钢宽度B、带钢厚度h、宽度方向条元划分 数目2m+l，第i个单元内带钢沿着横向温度分布Tij、炉子段入口带钢来料板形α、带钢线 膨胀系数β、带钢泊松比V，带钢屈服强度系数Α、ξ，i= 1、2、. . .、N，j= 1、2、. . .、2m+l; (c) 定义相关参数，主要包括：第i个单元内第j个条元与中间条元因温度差而引起的 变形差ΛlTij、第i个单元内第j个条元与中间条元因来料板形差而引起的变形差ΛIbij、第 i个单元内第j个条元与中间条元因炉辊辊型而引起的变形差Λ1_、第i个单元因炉辊水 平度与垂直度误差而引起的条元变形差△Isij、第i个单元内第j个条元因张力而引起的变 形量Λ1'zU、第i个单元内第j个条元与中间条元因张力不均匀而引起的变形差ΛIzij、条 带钢单元的中心线所处坐标值XiP带钢温度曲线系数ati(l,ati2,ati4、带钢来料板形系数akbi、 带钢在温度为时的弹性模量^^.、带钢在温度为时的屈服强度A7f、第i个单元的带 钢在第j条元张力值。ij，第i单元带钢入口板形ctu，第i单元带钢出口板形a' ij7i= 1、2、…、N,j= 1、2、…、2m+l; (d) 相关参数赋初值，令i= 1 ; (e) 计算带钢在第i个单元内温度为《=+β".2# 时的弹性模量 & =208570-0.209862；2、屈服强度 =Jexp(-巧）（j= !、2、· · ·、2m+l)，A与ξ为回 归系数，由钢种决定； (f) 计算第i个单元内第j个条元与中间条元因温度差而引起的变形差ΛItu、第i个 单元内第j个条元与中间条元因来料板形差而引起的变形差△lbij、第i个单元内第j个条 元与中间条元因炉辊辊型而引起的变形差Alllij、第i个单元因炉辊水平度与垂直度误差 而引起的条元变形差△Isij以及第i个单元内第j个条元与中间条元因张力不均匀而引起 的变形差Alzij(j= 1、2.....2m+l)，其满足以下方程：
Δlzij= -ΔIxij-ΔIbij+ΔlDij+Δlsij (g) 计算第i个单元内带钢中间条元因张力引起的变形量，在弹性范围内其 满足以下方程：
(h) 计算弹性变形范围内第i个单元的带钢在第j条元张力值〇ij(j= 1、2..... 2m+l)；
(i) 判断％ (j_ =l、2、…、2m+l):是否成立？若存在不等式成立，则表示相应的带 钢条元发生塑性变形，令相应的带钢条元的张力％ =σΑ，转入步骤（g)，重新计算；否则， 转入步骤（j); (j) 输出第i个单元出口板形ct'u:
(k) 判断i<N是否成立？若不等式成立，则令a(i+1)j =a' ij7i=i+Ι，转入步骤（e); 若不等式不成立，转入步骤（I); (l) 结束计算。
【文档编号】C21D11/00GK104451118SQ201410580015
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】白振华, 王瑞, 陈双玉, 常金梁, 崔亚亚, 刘亚星 申请人:燕山大学