CN113449240B - 一种镀铝锌机组带钢表面温差对c翘影响预报方法 - Google Patents

一种镀铝锌机组带钢表面温差对c翘影响预报方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，所述方法包括以下步骤：A)收集镀铝锌机组连退炉内关键设备参数；B)收集带钢的材料特性参数；C)计算高温下材料的弹性模量折减系数；D)计算带钢在高温下的弹性模量；E)计算高温下材料的屈服强度折减系数；F)计算带钢在高温下的屈服强度；G)计算带钢任意厚度单元延伸率差值；H)计算带钢最大塑性应变差；I)计算带钢上下表面温差引起的翘曲量；J)输出由带钢上下表面温差产生的翘曲量。该方法有效解决了带钢在连退炉内由温差产生的翘曲预报问题，为镀铝锌机组板形的温度治理技术提供了基础。

Description

一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法
技术领域
本发明涉及一种优化方法，具体涉及一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，属于轧钢过程中连续退火炉内温度控制技术领域。
背景技术
冷轧带钢退火，是指将冷轧带钢加热到一定的温度后保温一段时间，然后慢慢冷却从而得到接近平衡状态组织结构的热处理方法。退火技术是冷轧带钢产品生产的重要保障，其技术原理主要是通过退火实现冷轧板带的再结晶，从而消除带钢在冷轧过程中由于压下变形而引起的加工硬化从而恢复塑性。
板带的纵向厚差和板形(横向厚差和平直性)是衡量钢板带外形尺寸精度的两项质量指标。板形平直性缺陷，就是指板带材生产过程中出现的瓢曲浪形和翘曲变形；就其生成而言，是指板带塑性压力加工(轧制、矫直等)和热处理过程中不均匀的延伸(塑性应变)分布引起的几何变形，一般认为板形翘曲缺陷主要表现为沿轧制方向的纵向翘曲(即L翘)，沿带钢宽度方向的横向翘曲(即C翘)。
然而，在镀铝锌机组的连退工艺生产中，带钢在加热和冷却过程中虽然带钢的板形看似保持平直，但是带钢表面温度分布不均匀，各点温度值都不是处处相等。在带钢上下表面及内部温度分布不均，会导致带钢厚度上各处横向延伸量各不相同，所以在带钢的连续退火过程中常常会出现沿带钢宽度的横向翘曲。在镀铝锌板带的生产过程中，带钢的板形是影响产品质量的关键，因此，为了保证连退机组的正常生产，提高产品质量，必须研究出一种适合于镀铝锌机组的带钢表面温差对C翘的影响预报方法。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，该方法充分结合镀铝锌机组的设备特点，通过对机组连退炉内带钢上下表面温度收集，有效解决了带钢在连退炉内由温差产生的翘曲预报问题，为镀铝锌机组板形的温度治理技术提供了基础。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，所述方法包括以下步骤：
A)收集镀铝锌机组连退炉内关键设备参数，包括来料带钢宽度B，来料带钢厚度H，连退炉内带钢上表面温度Ts，连退炉内带钢下表面温度Tx；
B)收集带钢的材料特性参数，包括常温下带钢的弹性模量E，常温下带钢的屈服强度σs，材料线膨胀系数αt；
C)计算高温下材料的弹性模量折减系数χT：
式中，χT——高温下钢材的弹性模量折减系数；
Tc——连退炉内的温度(℃)；
D)计算带钢在高温下的弹性模量ET：
ET＝χTE
式中，ET——温度Tc时钢材的初始弹性模量(N/mm2)；
E——常温下钢材的弹性模量(N/mm2)；
E)计算高温下材料的屈服强度折减系数ηT：
式中，ηT——高温下材料的屈服强度折减系数；
Tc——连退炉内的温度(℃)；
F)计算带钢在高温下的屈服强度σs：
σsT＝ηTσs
σs——在常温下钢材的屈服强度(N/mm2)；
ηT——高温下钢材的屈服强度折减系数。
G)计算带钢任意厚度单元延伸率差值：
式中，ΔT——单元温度变化量；
ΔTj——第j层温度；
ΔTj+m——第j+m层温度；
αt——材料线膨胀系数；
εj——第j层延伸率；
εj+m——第j+m层延伸率；
εemj——第j层弹性延伸率；
εem(j+m)——第j+m层弹性延伸率
εpj——第j层塑性延伸率；
εp(j+m)——第j+m层塑性延伸率；
Δεp(j,j+m)——第j层与第j+m层塑性延伸率差值：
H)计算带钢最大塑性应变差εB：
式中，εB——带钢最大塑性应变差；
I)计算带钢上下表面温差引起的翘曲量：
式中，wmax——带钢翘曲量；
H——带钢厚度；
B——带钢宽度；
k1——工艺修正系数；
k2——设备修正系数；
J)输出由带钢上下表面温差产生的翘曲量，完成镀铝锌机组带钢表面温差对C翘的影响预报。
相对于现有技术，本发明的优点如下：1)本发明能够根据冷轧带钢的现场生产情况，充分结合镀铝锌机组的设备特点，通过对机组连退炉内带钢上下表面温度收集，有效解决了带钢在连退炉内由温差产生的翘曲预报问题，为镀铝锌机组板形的温度治理技术提供了基础；2)经过该方法进行带钢上下表面温度差优化设定，镀铝锌机组C翘缺陷得到有效改善，厚度1.2～2.5mm镀铝锌带钢退火后上C翘缺陷得到大幅度改善，上C翘曲量由之前的35～40mm下降到12-17mm范围内。
附图说明
图1热镀铝锌机组基于带钢C翘防治的温度优化设定方法流程图；
图2为温度变化示意图；
图3为本发明整体流程示意图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1-图3，一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，所述方法包括以下步骤：
A)收集镀铝锌机组连退炉内关键设备参数，包括来料带钢宽度B，来料带钢厚度H，连退炉内带钢上表面温度Ts，连退炉内带钢下表面温度Tx；
B)收集带钢的材料特性参数，包括常温下带钢的弹性模量E，常温下带钢的屈服强度σs，材料线膨胀系数αt；
C)计算高温下材料的弹性模量折减系数χT：
式中，χT——高温下钢材的弹性模量折减系数；
Tc——连退炉内的温度(℃)；
D)计算带钢在高温下的弹性模量ET：
ET＝χTE
式中，ET——温度Tc时钢材的初始弹性模量(N/mm2)；
E——常温下钢材的弹性模量(N/mm2)；
E)计算高温下材料的屈服强度折减系数ηT：
式中，ηT——高温下材料的屈服强度折减系数；
Tc——连退炉内的温度(℃)；
F)计算带钢在高温下的屈服强度σs：
σsT＝ηTσs
σs——在常温下钢材的屈服强度(N/mm2)；
ηT——高温下钢材的屈服强度折减系数。
G)计算带钢任意厚度单元延伸率差值：
式中，ΔT——单元温度变化量；
ΔTj——第j层温度；
ΔTj+m——第j+m层温度；
αt——材料线膨胀系数；
εj——第j层延伸率；
εj+m——第j+m层延伸率；
εemj——第j层弹性延伸率；
εem(j+m)——第j+m层弹性延伸率
εpj——第j层塑性延伸率；
εp(j+m)——第j+m层塑性延伸率；
Δεp(j,j+m)——第j层与第j+m层塑性延伸率差值：
H)计算带钢最大塑性应变差εB：
式中，εB——带钢最大塑性应变差；
I)计算带钢上下表面温差引起的翘曲量：
式中，wmax——带钢翘曲量；
H——带钢厚度；
B——带钢宽度；
k1——工艺修正系数；
k2——设备修正系数；
J)输出由带钢上下表面温差产生的翘曲量，完成镀铝锌机组带钢表面温差对C翘的影响预报。
应用实施例1：参见图1-图3，一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，所述方法包括以下步骤：
首先在步骤A)中，收集镀铝锌机组连退炉内关键设备参数，包括来料带钢宽度B，来料带钢厚度H，连退炉内温度Tc，连退炉内带钢上表面温度Ts，连退炉内带钢上表面温度Tx；
表1镀铝锌机组设备参数
随后在步骤B)中，收集带钢的材料特性参数，包括常温下带钢的弹性模量E＝212GPa，常温下带钢的屈服强度σs＝235MPa，材料线膨胀系数αt＝14.6X10-6/℃；
随后在步骤C)中，计算高温下材料的弹性模量折减系数χT：
式中，χT——高温下钢材的弹性模量折减系数；
Tc——连退炉内温度(℃)；
随后在步骤D)中，计算带钢在高温下的弹性模量ET：
ET＝χTE
式中，ET——温度Ts时钢材的初始弹性模量(N/mm2)；
E——常温下钢材的弹性模量(N/mm2)；
随后在步骤E)中，计算高温下材料的屈服强度折减系数ηT：
式中，ηT——高温下材料的屈服强度折减系数；
Tc——连退炉内的温度(℃)；
随后在步骤F)中，计算带钢在高温下的屈服强度σs：
σsT＝ηTσs
σs——在常温下钢材的屈服强度(N/mm2)；
ηT——高温下钢材的屈服强度折减系数。
随后在步骤G)中，计算带钢任意厚度单元延伸率差值：
式中，ΔT——单元温度变化量；
ΔTj——第j层温度；
ΔTj+m——第j+m层温度；
εj——第j层延伸率；
εj+m——第j+m层延伸率；
εemj——第j层弹性延伸率；
εem(j+m)——第j+m层弹性延伸率
εpj——第j层塑性延伸率；
εp(j+m)——第j+m层塑性延伸率；
Δεp(j,j+m)——第j层与第j+m层塑性延伸率差值：
随后在步骤H)中，计算带钢最大塑性应变差εB：
式中，εB——带钢最大塑性应变差；
随后在步骤I)中，计算带钢上下表面温差引起的翘曲量：
式中，wmax——带钢翘曲量；
H——带钢厚度；
B——带钢宽度；
k1——设备修正系数；
k2——工艺修正系数；
最后步骤J)中，输出由带钢上下表面温差产生的翘曲量，完成镀铝锌机组带钢表面温差对C翘的影响预报。
表2实施例1中带钢翘曲预报值与实测值对比
预报值 实测值 误差
翘曲量/mm 1.3393 1.4228 7.27％
应用实施例2：参见图1-图3，一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，所述方法包括以下步骤：
首先在步骤A)中，收集镀铝锌机组连退炉内关键设备参数，包括来料带钢宽度B，来料带钢厚度H，连退炉内温度Tc，连退炉内带钢上表面温度Ts，连退炉内带钢上表面温度Tx；
表3镀铝锌机组设备参数
随后在步骤B)中，收集带钢的材料特性参数，包括常温下带钢的弹性模量E＝212GPa，常温下带钢的屈服强度σs＝235MPa，材料线膨胀系数αt＝14.6X10-6/℃；
随后在步骤C)中，计算高温下材料的弹性模量折减系数χT：
式中，χT——高温下钢材的弹性模量折减系数；
Tc——连退炉内温度(℃)；
随后在步骤D)中，计算带钢在高温下的弹性模量ET：
ET＝χTE
式中，ET——温度Ts时钢材的初始弹性模量(N/mm2)；
E——常温下钢材的弹性模量(N/mm2)；
随后在步骤E)中，计算高温下材料的屈服强度折减系数ηT：
式中，ηT——高温下材料的屈服强度折减系数；
Tc——连退炉内的温度(℃)；
随后在步骤F)中，计算带钢在高温下的屈服强度σs：
σsT＝ηTσs
σs——在常温下钢材的屈服强度(N/mm2)；
ηT——高温下钢材的屈服强度折减系数。
随后在步骤G)中，计算带钢任意厚度单元延伸率差值：
式中，ΔT——单元温度变化量；
ΔTj——第j层温度；
ΔTj+m——第j+m层温度；
εj——第j层延伸率；
εj+m——第j+m层延伸率；
εemj——第j层弹性延伸率；
εem(j+m)——第j+m层弹性延伸率
εpj——第j层塑性延伸率；
εp(j+m)——第j+m层塑性延伸率；
Δεp(j,j+m)——第j层与第j+m层塑性延伸率差值：
随后在步骤H)中，计算带钢最大塑性应变差εB：
式中，εB——带钢最大塑性应变差；
随后在步骤I)中，计算带钢上下表面温差引起的翘曲量：
式中，wmax——带钢翘曲量；
H——带钢厚度；
B——带钢宽度；
k1——设备修正系数；
k2——工艺修正系数；
最后步骤J)中，输出由带钢上下表面温差产生的翘曲量，完成镀铝锌机组带钢表面温差对C翘的影响预报。
表4实施例2中带钢翘曲预报值与实测值对比
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (8)

1.一种镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A)收集镀铝锌机组连退炉内关键设备参数；
B)收集带钢的材料特性参数；
C)计算高温下材料的弹性模量折减系数；
D)计算带钢在高温下的弹性模量；
E)计算高温下材料的屈服强度折减系数；
F)计算带钢在高温下的屈服强度；
G)计算带钢任意厚度单元延伸率差值；
H)计算带钢最大塑性应变差；
I)计算带钢上下表面温差引起的翘曲量；
J)输出由带钢上下表面温差产生的翘曲量；
其中，H)计算带钢最大塑性应变差εB：
式中，εB——带钢最大塑性应变差；
I)计算带钢上下表面温差引起的翘曲量：
式中，wmax——带钢翘曲量；
H——带钢厚度；
B——带钢宽度；
k1——工艺修正系数；
k2——设备修正系数。
2.根据权利要求1所述的镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，其特征在于，
A)收集镀铝锌机组连退炉内关键设备参数，包括来料带钢宽度B，来料带钢厚度H，连退炉内带钢上表面温度Ts，连退炉内带钢下表面温度Tx。
3.根据权利要求1所述的镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，其特征在于，
B)收集带钢的材料特性参数，包括常温下带钢的弹性模量E，常温下带钢的屈服强度σs，材料线膨胀系数αt。
4.根据权利要求1所述的镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，其特征在于，
C)计算高温下材料的弹性模量折减系数χT：
式中，χT——高温下钢材的弹性模量折减系数；
Tc——连退炉内的温度(℃)。
5.根据权利要求1所述的镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，其特征在于，
D)计算带钢在高温下的弹性模量ET：
ET＝χTE
式中，ET——温度Tc时钢材的初始弹性模量(N/mm2)；
E——常温下钢材的弹性模量(N/mm2)。
6.根据权利要求1所述的镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，其特征在于，
E)计算高温下材料的屈服强度折减系数ηT：
式中，ηT——高温下材料的屈服强度折减系数；
Tc——连退炉内的温度(℃)。
7.根据权利要求1所述的镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，其特征在于，
F)计算带钢在高温下的屈服强度σs：
σsT＝ηTσs
σs——在常温下钢材的屈服强度(N/mm2)；
ηT——高温下钢材的屈服强度折减系数。
8.根据权利要求1所述的镀铝锌机组带钢表面温差对C翘影响预报方法，其特征在于，G)计算带钢任意厚度单元延伸率差值：
式中，ΔT——单元温度变化量；
ΔTj——第j层温度；
ΔTj+m——第j+m层温度；
αt——材料线膨胀系数；
εj——第j层延伸率；
εj+m——第j+m层延伸率；
εemj——第j层弹性延伸率；
εem(j+m)——第j+m层弹性延伸率
εpj——第j层塑性延伸率；
εp(j+m)——第j+m层塑性延伸率；
Δεp(j,j+m)——第j层与第j+m层塑性延伸率差值。
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