矯直寬厚板中浪控制方法
【專利摘要】本發(fā)明本發(fā)明涉及金屬板材板形控制領(lǐng)域，尤其涉及一種寬厚板矯直控制方法。一種矯直寬厚板中浪控制方法，首先采集需矯直寬厚板的鋼種、規(guī)格、初始的彎曲曲率半徑和初始中浪不平度，設(shè)置中浪目標(biāo)不平度；然后計(jì)算得到寬厚板的殘余應(yīng)力分布曲線，再利用殘余應(yīng)力分布曲線計(jì)算得到對中浪進(jìn)行矯直所需要的負(fù)彎輥量；最后采用負(fù)彎輥量對寬厚板進(jìn)行矯直后通過矯直機(jī)出口平直度儀檢測得到寬厚板矯直后實(shí)際不平度，反復(fù)矯直操作直到中浪指標(biāo)滿足成品要求，矯直工作結(jié)束。本發(fā)明通過來料的中浪情況，給出了相應(yīng)矯直過程中所需的負(fù)彎輥的彎輥量，可有效地保證對寬厚板中浪的矯直，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，消除了板材的中浪缺陷。
【專利說明】矯直寬厚板中浪控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬板材板形控制領(lǐng)域，尤其涉及一種寬厚板矯直控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]寬厚板矯直，一般以9/5輥矯直模式為主，是通過寬厚板在矯直機(jī)輥縫中的反復(fù)彎曲達(dá)到矯直目的，即矯直后金屬板材平直。由此可知，矯直機(jī)是通過消除寬厚板內(nèi)部殘余應(yīng)力而達(dá)到改善板形的目的，而不是通過明顯的尺寸變化來改善板形。
[0003]目前，世界上鋼板矯直機(jī)設(shè)計(jì)均采用多輥模式，即通過鋼板I在上下兩排矯直輥2組成的輥縫中實(shí)現(xiàn)往復(fù)彎曲以達(dá)到矯直鋼板的目的，如圖1所示。在鋼板矯直的實(shí)際板形控制中，正彎輥、擺動(dòng)、傾動(dòng)、單輥位置調(diào)整等都是有效的板形控制手段，板形控制手段是根據(jù)要求，改變鋼板不同位置、不同階段的彎曲程度，從而調(diào)整輥縫和矯直后鋼板的延伸。
[0004]傳統(tǒng)矯直方式可解決板材絕大多數(shù)的板形問題，例如傾動(dòng)+單輥位置調(diào)整可完全消除板材長度方向板形問題，正彎輥可消除雙邊浪，擺動(dòng)可消除單邊浪。但板材經(jīng)過前道工序加工后，由于受到軋制變形不均、溫度分布不均、冷卻速度不同等因素的作用，板材極易產(chǎn)生中浪，現(xiàn)有的矯直方法中很難對此類中浪進(jìn)行消除。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種矯直寬厚板中浪控制方法，通過來料的中浪情況，給出了相應(yīng)矯直過程中所需的負(fù)彎輥的彎輥量，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，消除了板材的中浪缺陷。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種矯直寬厚板中浪控制方法，包括以下步驟:
步驟一、過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)寬厚板的鋼種、規(guī)格、初始的彎曲曲率半徑P O和初始中浪不平度λ ^，設(shè)置中浪目標(biāo)不平度A1 ;
步驟二、根據(jù)步驟一中收集到的參數(shù)，計(jì)算得到寬厚板的殘余應(yīng)力分布曲線σ (X)，以寬厚板的寬度方向?yàn)閄軸，以板寬中心為原點(diǎn)
/、⑷(ΗΤ --2χγ Γ,、
σ(ζ)= arsx^ —J x [^―J --(2)
式中，ars、al、a2為經(jīng)驗(yàn)參數(shù),由試驗(yàn)取得，ars= (0.6?1.2) X 10_5, al=0.3?0.8,a2=_5.0 _1.5 ；
σ cr為寬厚板翹曲臨界應(yīng)力；
H為寬厚板厚度；
B為寬厚板寬度；
步驟三、利用殘余應(yīng)力分布曲線σ (X)計(jì)算得到對中浪進(jìn)行矯直所需要的負(fù)彎輥量
Δ b，
Ah ~(5) 式中，為矯直彎曲時(shí)寬厚板邊部的彎曲曲率半徑
、σ?Β? 2) rr/ N
pwe= ----H(3)
為矯直彎曲時(shí)寬厚板中部的彎曲曲率半徑
pwc=(4)

OS
為寬厚板材料屈服強(qiáng)度步驟四、采用負(fù)彎輥量Ab對寬厚板進(jìn)行矯直后通過矯直機(jī)出口平直度儀檢測得到寬厚板矯直后實(shí)際不平度λ2，并與λ i比較，并作如下選擇:
中浪指標(biāo)滿足成品要求，矯直工作結(jié)束；
2)若，令λ ，返回步驟二進(jìn)行反道次矯直，直到中浪指標(biāo)滿足成品要求，矯直工作結(jié)束。
[0007]所述步驟二中，寬厚板翹曲臨界應(yīng)力ocr具體為，
a:r = acrxExl —(I)

V
式中，E為寬厚板材料彈性模量；
H為寬厚板厚度；
B為寬厚板寬度；
acr為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，由試驗(yàn)取得，冷矯時(shí)acr=8.5?14.8,熱矯時(shí)acr=10.5?16.8。
[0008]本發(fā)明矯直寬厚板中浪控制方法提供的板形控制模型實(shí)現(xiàn)寬厚板的中浪控制，通過來料的中浪情況，給出了相應(yīng)矯直過程中所需的負(fù)彎輥的彎輥量，可有效地保證對寬厚板中浪的矯直，從而保證矯直后的板形指標(biāo)，消除了板材的中浪缺陷；本發(fā)明主要針對寬厚板多輥矯直機(jī)，通過輥系框架的變形實(shí)現(xiàn)了負(fù)彎功能，可有效地消除板材中浪。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為鋼板矯直示意圖；
圖2為本發(fā)明矯直寬厚板中浪控制方法的流程框圖。
[0010]圖中:1鋼板、2矯直輥。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0012]實(shí)施例1
如圖2所示，一種矯直寬厚板中浪控制方法，其特征是，包括以下步驟:
步驟一、過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)寬厚板的鋼種、規(guī)格、初始的彎曲曲率半徑P O和初始中浪不平度λ ^，設(shè)置中浪目標(biāo)不平度A1 ; 步驟二、根據(jù)步驟一中收集到的參數(shù)，計(jì)算得到寬厚板的殘余應(yīng)力分布曲線σ (X)，以寬厚板的寬度方向?yàn)閄軸，以板寬中心為原點(diǎn)
r、..一 {I,、
= urs x(jcr XI X— 2(2)
式中，ars λ al、a2為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，由試驗(yàn)取得，ars= (0.6?1.2) X 1"5, al=0.3?0.8，a2=_5.0 _1.5 ；
H為寬厚板厚度；
B為寬厚板寬度；
σ cr為寬厚板翹曲臨界應(yīng)力，具體為，

{ H
atr = acrx￡x ~~(I)
UJ
式中，E為寬厚板材料彈性模量；
H為寬厚板厚度；
B為寬厚板寬度；
acr為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，由試驗(yàn)取得，冷矯時(shí)acr=8.5?14.8,熱矯時(shí)acr=10.5?16.8。
[0013]步驟三、利用殘余應(yīng)力分布曲線σ (X)計(jì)算得到對中浪進(jìn)行矯直所需要的負(fù)彎輥量Δ b，
Ab - ,mve - pwc(5)
式中，解為矯直彎曲時(shí)寬厚板邊部的彎曲曲率半徑
η σ(5/2) ?“
ρ0~----H(3)

CB
為矯直彎曲時(shí)寬厚板中部的彎曲曲率半徑
pwc = pO - —— H(4)

OS
為寬厚板材料屈服強(qiáng)度步驟四、采用負(fù)彎輥量Ab對寬厚板進(jìn)行矯直后通過矯直機(jī)出口平直度儀檢測得到寬厚板矯直后實(shí)際不平度λ2，并與λ i比較，并作如下選擇:
I )若λ I〉λ 2，中浪指標(biāo)?兩足成品要求，矯直工作結(jié)束；
2)若?Λ λ C1=X2，返回步驟二進(jìn)行反道次矯直，直到中浪指標(biāo)滿足成品要求，矯直工作結(jié)束。
[0014]本實(shí)施例以某次9輥冷矯直機(jī)的矯直操作為例，
需矯直鋼板規(guī)格如下:
鋼板厚度H，20mm 鋼板寬度B, 2500mm 寬厚板材料彈性模量E，21000MPa 鋼板屈服強(qiáng)度見，100MPa 初始中浪不平度XciAOmm/!!! 初始的彎曲曲率半徑P 0=500mm 設(shè)置中浪目標(biāo)不平度XplSmm/m
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取得 acr=10.75, ars=9.35 X ICT6, al=0.6, a2=-2.6
由式I計(jì)算得到寬厚板翹曲臨界應(yīng)力σ cr=144.48MPa。
[0015]由式2 可得殘余應(yīng)力分布，σ (χ) =282.84 (χ/2500)2_23.57，MPa。
[0016]由式3 和 4 計(jì)算得到，P we=499.057mm, P wc=500.471mm。
[0017]由式5可得負(fù)彎輥量Ab=L 414mm。
[0018]過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用1.414mm的負(fù)彎輥量控制本9輥冷矯直機(jī)對需矯直鋼板進(jìn)行矯直，根據(jù)矯直機(jī)出口板形測量，得到實(shí)際不平度X2=23mm/m;由于λ ，所以將本次矯直得到的實(shí)際不平度λ 2作為初始中浪不平度λ ^返回步驟二進(jìn)行反道次矯直。
[0019]由式2 可得殘余應(yīng)力分布，σ (x)=159.10 (χ/2500)2_13.26MPa。
[0020]由式3 和 4 計(jì)算得到，P we=499.470mm, P wc=500.265mm。
[0021]由式5可得負(fù)彎棍量Ab=0.796謹(jǐn)。
[0022]過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用0.796mm的負(fù)彎輥量控制本9輥冷矯直機(jī)對需矯直鋼板再次進(jìn)行矯直，由矯直機(jī)出口平直度儀檢測得到本次矯直后的實(shí)際不平度λ 2=23mm/m，滿足條件XpX2，矯直結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.一種矯直寬厚板中浪控制方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一、過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)寬厚板的鋼種、規(guī)格、初始的彎曲曲率半徑P O和初始中浪不平度λ ^，設(shè)置中浪目標(biāo)不平度A1 ; 步驟二、根據(jù)步驟一中收集到的參數(shù)，計(jì)算得到寬厚板的殘余應(yīng)力分布曲線σ (X)，以寬厚板的寬度方向?yàn)閄軸，以板寬中心為原點(diǎn) t、iai (H ?Γ,、 σ{χ)= OrsxacrxM0| X--(2) 式中，ars、al、a2為經(jīng)驗(yàn)參數(shù),由試驗(yàn)取得，ars=(0.6?1.2) X 10_5, al=0.3?0.8,a2=_5.0 _1.5 ； σ cr為寬厚板翹曲臨界應(yīng)力； H為寬厚板厚度； B為寬厚板寬度； 步驟三、利用殘余應(yīng)力分布曲線σ (X)計(jì)算得到對中浪進(jìn)行矯直所需要的負(fù)彎輥量Δ b， Ixb = p^e-pm:(5) 式中，為矯直彎曲時(shí)寬厚板邊部的彎曲曲率半徑
? σ?Β? 2) ?,、 Pws=PO-S——LH(3)
CS
為矯直彎曲時(shí)寬厚板中部的彎曲曲率半徑
crfol = pO--— H(4)
m crS為寬厚板材料屈服強(qiáng)度 步驟四、采用負(fù)彎輥量Ab對寬厚板進(jìn)行矯直后通過矯直機(jī)出口平直度儀檢測得到寬厚板矯直后實(shí)際不平度λ2，并與λ i比較，并作如下選擇: 若λ P λ 2，中浪指標(biāo)滿足成品要求，矯直工作結(jié)束； 若，令λ ，返回步驟二進(jìn)行反道次矯直，直到中浪指標(biāo)滿足成品要求，矯直工作結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的矯直寬厚板中浪控制方法，其特征是:所述步驟二中，寬厚板翹曲臨界應(yīng)力ocr具體為， atr = acry-B>i \ —I(I)
UJ 式中，E為寬厚板材料彈性模量； H為寬厚板厚度； B為寬厚板寬度； acr為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，由試驗(yàn)取得，冷矯時(shí)acr=8.5?14.8,熱矯時(shí)acr=10.5?16.8。
【文檔編號】B21D1/02GK104138933SQ201310169922
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】王英杰, 王英睿 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司