矫直宽厚板中浪控制方法.pdf

本发明本发明涉及金属板材板形控制领域，尤其涉及一种宽厚板矫直控制方法。一种矫直宽厚板中浪控制方法，首先采集需矫直宽厚板的钢种、规格、初始的弯曲曲率半径和初始中浪不平度，设置中浪目标不平度；然后计算得到宽厚板的残余应力分布曲线，再利用残余应力分布曲线计算得到对中浪进行矫直所需要的负弯辊量；最后采用负弯辊量对宽厚板进行矫直后通过矫直机出口平直度仪检测得到宽厚板矫直后实际不平度，反复矫直操作直到中浪指标满足成品要求，矫直工作结束。本发明通过来料的中浪情况，给出了相应矫直过程中所需的负弯辊的弯辊量，可有效地保证对宽厚板中浪的矫直，从而保证矫直后的板形指标，消除了板材的中浪缺陷。

1.  一种矫直宽厚板中浪控制方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、过程控制计算机系统根据宽厚板的钢种、规格、初始的弯曲曲率半径ρ0和初始中浪不平度λ₀，设置中浪目标不平度λ₁；
步骤二、根据步骤一中收集到的参数，计算得到宽厚板的残余应力分布曲线σ(x)，以宽厚板的宽度方向为x轴，以板宽中心为原点
           (2)
式中，ars、a1、a2为经验参数，由试验取得，ars=(0.6~1.2)×10^-5，a1=0.3~0.8，a2=-5.0~-1.5；
      σcr 为宽厚板翘曲临界应力；
      H为宽厚板厚度；
      B为宽厚板宽度；
步骤三、利用残余应力分布曲线σ(x)计算得到对中浪进行矫直所需要的负弯辊量Δb，
                          (5)
         式中，为矫直弯曲时宽厚板边部的弯曲曲率半径
           (3)
               为矫直弯曲时宽厚板中部的弯曲曲率半径
                                 (4)
为宽厚板材料屈服强度
步骤四、采用负弯辊量Δb对宽厚板进行矫直后通过矫直机出口平直度仪检测得到宽厚板矫直后实际不平度λ₂，并与λ₁比较，并作如下选择：
若λ₁>λ₂，中浪指标满足成品要求，矫直工作结束；
若λ₁<λ₂，令λ₀=λ₂，返回步骤二进行反道次矫直，直到中浪指标满足成品要求，矫直工作结束。

2.  如权利要求1所述的矫直宽厚板中浪控制方法，其特征是：所述步骤二中，宽厚板翘曲临界应力σcr 具体为，
           (1)
式中，E为宽厚板材料弹性模量；
H为宽厚板厚度；
B为宽厚板宽度；
acr为经验参数，由试验取得，冷矫时acr=8.5~14.8，热矫时acr=10.5~16.8。

矫直宽厚板中浪控制方法
技术领域
本发明涉及金属板材板形控制领域，尤其涉及一种宽厚板矫直控制方法。
背景技术
宽厚板矫直，一般以9/5辊矫直模式为主，是通过宽厚板在矫直机辊缝中的反复弯曲达到矫直目的，即矫直后金属板材平直。由此可知，矫直机是通过消除宽厚板内部残余应力而达到改善板形的目的，而不是通过明显的尺寸变化来改善板形。
目前，世界上钢板矫直机设计均采用多辊模式，即通过钢板1在上下两排矫直辊2组成的辊缝中实现往复弯曲以达到矫直钢板的目的，如图1所示。在钢板矫直的实际板形控制中，正弯辊、摆动、倾动、单辊位置调整等都是有效的板形控制手段，板形控制手段是根据要求，改变钢板不同位置、不同阶段的弯曲程度，从而调整辊缝和矫直后钢板的延伸。
传统矫直方式可解决板材绝大多数的板形问题，例如倾动+单辊位置调整可完全消除板材长度方向板形问题，正弯辊可消除双边浪，摆动可消除单边浪。但板材经过前道工序加工后，由于受到轧制变形不均、温度分布不均、冷却速度不同等因素的作用，板材极易产生中浪，现有的矫直方法中很难对此类中浪进行消除。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种矫直宽厚板中浪控制方法，通过来料的中浪情况，给出了相应矫直过程中所需的负弯辊的弯辊量，从而保证矫直后的板形指标，消除了板材的中浪缺陷。
本发明是这样实现的：一种矫直宽厚板中浪控制方法，包括以下步骤：
步骤一、过程控制计算机系统根据宽厚板的钢种、规格、初始的弯曲曲率半径ρ0和初始中浪不平度λ₀，设置中浪目标不平度λ₁；
步骤二、根据步骤一中收集到的参数，计算得到宽厚板的残余应力分布曲线σ(x)，以宽厚板的宽度方向为x轴，以板宽中心为原点
           (2)
式中，ars、a1、a2为经验参数，由试验取得，ars=(0.6~1.2)×10^-5，a1=0.3~0.8，a2=-5.0~-1.5；
      σcr 为宽厚板翘曲临界应力；
      H为宽厚板厚度；
      B为宽厚板宽度；
步骤三、利用残余应力分布曲线σ(x)计算得到对中浪进行矫直所需要的负弯辊量Δb，
                          (5)
         式中，为矫直弯曲时宽厚板边部的弯曲曲率半径
           (3)
               为矫直弯曲时宽厚板中部的弯曲曲率半径
                                 (4)
为宽厚板材料屈服强度
步骤四、采用负弯辊量Δb对宽厚板进行矫直后通过矫直机出口平直度仪检测得到宽厚板矫直后实际不平度λ₂，并与λ₁比较，并作如下选择：
1)      若λ₁>λ₂，中浪指标满足成品要求，矫直工作结束；
2)      若λ₁<λ₂，令λ₀=λ₂，返回步骤二进行反道次矫直，直到中浪指标满足成品要求，矫直工作结束。
所述步骤二中，宽厚板翘曲临界应力σcr 具体为，
           (1)
式中，E为宽厚板材料弹性模量；
H为宽厚板厚度；
B为宽厚板宽度；
acr为经验参数，由试验取得，冷矫时acr=8.5~14.8，热矫时acr=10.5~16.8。
本发明矫直宽厚板中浪控制方法提供的板形控制模型实现宽厚板的中浪控制，通过来料的中浪情况，给出了相应矫直过程中所需的负弯辊的弯辊量，可有效地保证对宽厚板中浪的矫直，从而保证矫直后的板形指标，消除了板材的中浪缺陷；本发明主要针对宽厚板多辊矫直机，通过辊系框架的变形实现了负弯功能，可有效地消除板材中浪。
附图说明
图1为钢板矫直示意图；
图2为本发明矫直宽厚板中浪控制方法的流程框图。
图中：1钢板、2矫直辊。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图2所示，一种矫直宽厚板中浪控制方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、过程控制计算机系统根据宽厚板的钢种、规格、初始的弯曲曲率半径ρ0和初始中浪不平度λ₀，设置中浪目标不平度λ₁；
步骤二、根据步骤一中收集到的参数，计算得到宽厚板的残余应力分布曲线σ(x)，以宽厚板的宽度方向为x轴，以板宽中心为原点
           (2)
式中，ars、a1、a2为经验参数，由试验取得，ars=(0.6~1.2)×10^-5，a1=0.3~0.8，a2=-5.0~-1.5；
      H为宽厚板厚度；
      B为宽厚板宽度；
σcr 为宽厚板翘曲临界应力，具体为，
           (1)
式中，E为宽厚板材料弹性模量；
H为宽厚板厚度；
B为宽厚板宽度；
acr为经验参数，由试验取得，冷矫时acr=8.5~14.8，热矫时acr=10.5~16.8。
步骤三、利用残余应力分布曲线σ(x)计算得到对中浪进行矫直所需要的负弯辊量Δb，
                          (5)
         式中，为矫直弯曲时宽厚板边部的弯曲曲率半径
           (3)
               为矫直弯曲时宽厚板中部的弯曲曲率半径
                                 (4)
为宽厚板材料屈服强度
步骤四、采用负弯辊量Δb对宽厚板进行矫直后通过矫直机出口平直度仪检测得到宽厚板矫直后实际不平度λ₂，并与λ₁比较，并作如下选择：
1）  若λ₁>λ₂，中浪指标满足成品要求，矫直工作结束；
2）  若λ₁<λ₂，令λ₀=λ₂，返回步骤二进行反道次矫直，直到中浪指标满足成品要求，矫直工作结束。
本实施例以某次9辊冷矫直机的矫直操作为例，
需矫直钢板规格如下：
钢板厚度H，20mm
钢板宽度B，2500mm
宽厚板材料弹性模量E，210000MPa
钢板屈服强度，1000MPa
初始中浪不平度λ₀，60mm/m
初始的弯曲曲率半径ρ0=500mm
设置中浪目标不平度λ₁，15mm/m
根据经验，取得acr=10.75，ars=9.35×10^-6，a1=0.6，a2=-2.6
由式1计算得到宽厚板翘曲临界应力σcr=144.48MPa。
由式2可得残余应力分布，σ(x)=282.84（x/2500)²-23.57，MPa。
由式3和4计算得到，ρwe=499.057mm，ρwc=500.471mm。
由式5可得负弯辊量Δb=1.414mm。
过程控制计算机系统采用1.414mm的负弯辊量控制本9辊冷矫直机对需矫直钢板进行矫直，根据矫直机出口板形测量，得到实际不平度λ₂=23mm/m；由于λ₂>λ₁，所以将本次矫直得到的实际不平度λ₂作为初始中浪不平度λ₀返回步骤二进行反道次矫直。
由式2可得残余应力分布，σ(x)=159.10（x/2500)²-13.26MPa。
由式3和4计算得到，ρwe=499.470mm，ρwc=500.265mm。
由式5可得负弯辊量Δb=0.796mm。
过程控制计算机系统采用0.796mm的负弯辊量控制本9辊冷矫直机对需矫直钢板再次进行矫直，由矫直机出口平直度仪检测得到本次矫直后的实际不平度λ₂=23mm/m，满足条件λ₁>λ₂，矫直结束。