连退过程中板形演变与综合控制技术的研究

发布时间：2020-03-20 13:36

【摘要】：近年来,随着板带用途逐渐从中低端转向高端,用户对板带产品的质量要求越来越高。而经过冷轧后的钢板无法直接进行冲压等成型加工,必须经过退火工序使其形核、再结晶以达到减少晶格缺陷、利于进一步深加工的目的。与此同时,经过连退工序后的冷轧带钢不仅性能会发生改变其板形也会发生变化。连退机组的出口板形就是平整机组的入口板形,其板形形态直接影响到成品带钢的板形质量。以往的研究往往将冷轧出口板形作为连退平整的入口板形,而忽略连退工序对板形的影响,导致成品带钢的板形精度欠佳。这样,如何确定带钢在连退工序板形的演变规律,并制定相应的控制技术,实现连退工序板形的有意识控制就成为现场技术攻关的焦点。本文结合连退机组的设备与工艺特点,在充分考虑到来料板形与炉内不均匀因素(如炉辊辊型、带钢横向温度差、炉辊安装误差等)影响的基础上,将带材沿着横向按照一个有机的整体进行处理,兼顾到前后单元之间板形的相互影响,建立了一套连退过程带钢内部张应力横向分布模型,研究了单元内板形与单元外板形的差异,提出了相应的单元内外板形计算模型,并定量逐单元分析了连续退火炉全炉段带钢板形的演变规律与影响因素,为连退机组板形的控制奠定了理论基础。依据炉辊在连退炉内的工况条件及与带钢接触状态,建立了炉辊温度场和热辊型模型,研究了炉辊温度场与热辊型的数值解法与分布规律,分析了带钢与炉辊温差对炉辊热辊型的影响,给出了炉辊温度场和热辊型模型的计算流程,编制了相应的连退炉内炉辊热辊型模型计算软件,实现了对现场多工况与产品的模拟计算。以板形质量的控制与稳定通板为目标,结合设备与工艺特点,分别从来料板形目标曲线的优化设定、各工艺段张应力设定值的综合优化、各工艺段炉辊辊型曲线的综合优化等三个方面入手,建立了一套适合于连退机组的板形综合控制技术,实现了在提高连退机组板形控制精度的同时兼顾通板的稳定性。以某1550连退机组为研究对象,不但利用本文所述相关研究理论及数学模型开发了一套适合于连退机组的虚拟板形仪,实现了对不同工况下所有单元内板形的动态显示、在线预报、闭环控制;而且将本文所述相关板形综合控制技术推广应用到该机组,并进行了效果分析。经过现场试验与跟踪可知:虚拟板形仪运用之后连退机组板形预报模型的预报误差在20%以内,且预报结果与实测数据趋势基本一致,满足现场工程需求;板形综合控制技术采用后,机组整体板形封闭率下降了35.65%,板形峰值下降了24.3%,热瓢曲及跑偏发生率下降了27.8%,因瓢曲与跑偏而造成断带发生率下降了50.4%,不但有效的降低了成品带钢的缺陷发生率,提高了产品的质量,而且减少了因断带而造成的故障处理时间,提高了生产效率。
【图文】：

入口段,直头机

均热段 11 缓冷段 12 快冷段 13 过时效段 14 终冷段 15 水淬和干燥段 16 出口活套 17 平干燥装置 19 检查活套 20 月牙磨 21 切边机 22 去毛刺机 23 检查站 24 静电涂油机25 出口飞剪 26 张应力卷取机图 1-1 连退设备布置图Fig.1-1 Layout plans of continuous annealing unit一条完善的连续退火机组主要设备组成按工序可以分为三大部分[29-32]：入备、连续退火炉、出口段设备。(1)入口段设备入口段设备分为钢卷开卷准备阶段、清洗段、入口活套三部分[33-35]：其中开卷准备阶段包括开卷机、纠偏辊、直头机、双切剪、焊机、张紧辊等(如图示)。两台开卷机在张应力及纠偏单元控制下使带钢保持交替、对中开卷，并紧辊共同完成对此部分的建张过程；直头机对带钢的头部和尾部进行矫直，好的完成穿带和头尾的剪切；带辅助夹送辊的双切剪完成对上一卷的尾部及的头部剪切后，由焊机完成二者的焊接工作，保证对连退炉内工艺段的连续供

示意图,电阻焊接,示意图,电解清洗

图 1-3 电阻焊接示意图Fig.1-3 Diagram of resistance welding退火前的一个重要环节。冷轧后的带钢会以及其他污染物，所以在退火炉处理前需一般说来，清洗段包括漂洗、电解清洗与的碱液对带钢进行加热和清洗；而电解清表面的细小杂质；漂洗则属于最后洗干净#喷洗段 2#刷机电解清洗段 3#刷机漂图 1-4 清洗段设备布置4 Layout plans of the equipments in cleaning sectio
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG334.9;TG156.2

【参考文献】