一种退火炉内带钢冷瓢曲模型及控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115563823A(43)申请公布日2023.01.03(21)申请号202211151647.5(22)申请日2022.09.21(71)申请人马鞍山钢铁股份有限公司地址243000安徽省马鞍山市九华西路8号(72)发明人黄冉章一樊许翔刘伟周晟王茹玉李虹云王天天(74)专利代理机构马鞍山市金桥专利代理有限公司34111专利代理师王益西(51)Int.Cl.G06F30/23(2020.01)C21D1/26(2006.01)C21D11/00(2006.01)C21D9/573(2006.01)C21D9/52(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种退火炉内带钢冷瓢曲模型及控制方法(57)摘要本发明公开了一种退火炉内带钢冷瓢曲模型及控制方法，属于冶金工业生产技术领域。本发明在炉辊室与冷却室之间设置隔热板，减少冷却室对炉辊室的影响，还在闪冷段的顶辊室和底辊室两端安装电加热器，把炉辊两端的温度升高，提高炉辊室温度，减小炉辊长度方向温度分布的不均匀，降低炉辊短时间的附加热凸度的影响，从而减轻带钢冷瓢曲的倾向，通过建立简化的几何模型，结合有限元分析对主要影响因素及作用机制进行现场跟踪和计算，综合优化并协调这些工艺参数，寻找最佳的参数组合，建立冷瓢曲经验模型，并借助模型提供现场缓解冷瓢曲的方法，可以对薄宽带钢冷瓢曲系统计算、监控，有效预判和缓解冷瓢曲缺陷的产生。CN115563823ACN115563823A权利要求书1/2页1.一种退火炉内带钢冷瓢曲模型，其特征在于，包括隔热板(1)、电加热器(2)、炉辊(3)、板温扫描仪(4)和带钢(5)；所述隔热板(1)设置在炉辊室与冷却室之间；所述电加热器(2)安装在闪冷段(6)的顶辊室和底辊室两端，用于提高炉辊(3)两端的温度；所述闪冷段(6)设有板温扫描仪(4)，板温扫描仪(4)相对于带钢(5)正面中心设置，用于扫描带钢(5)沿宽度方向上的五个位置点的温度。2.如权利要求1所述的一种退火炉内带钢冷瓢曲模型，其特征在于，所述电加热器(2)为电辐射加热管。3.一种如权利要求1所述的退火炉内带钢冷瓢曲模型的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在闪冷段(6)内建立由隔热板(1)、电加热器(2)、炉辊(3)、板温扫描仪(4)和带钢(5)组成的带钢冷瓢曲模型；S2：记录板温扫描仪(4)在带钢(5)的五个位置点温度，分别为操作侧边部温度T1、操作侧1/4温度T2、中部温度T3、传动侧1/4温度T4、传动侧边部温度T5，并将带钢(5)单元宽度上i点和中部温度点T3的带钢温度差绝对值记录为│ΔTi,3│，i为1、2、4、5位置点；S3：以T3作为基准温度，Ti点与T3横向温差值│ΔTi,3│温度越大，炉辊(3)表面i点对应的温差越大，炉辊(3)温度达到稳态前i点的热凸度变形越大，对炉辊(3)温度场模拟的计算：条件1：炉辊(3)的材质为GX40CrNi25‑20，炉辊(3)的热膨胀系数取值为1.7×10‑5/℃；热态下炉辊(3)位置点i凸度变化值δi,3＝热膨胀系数*直径D*温度变化│ΔTi,3│；(a)条件2：带钢(5)材料为DC06，高温下带钢(5)力学性能屈服极限的计算：σs＝459.62exp(‑0.0044t)，σs为带钢的屈服强度，MPa；t为带钢温度，℃；(b)E(t)＝208639.8‑0.21t2；式中，E(t)为带钢的弹性模量，MPa；(c)条件3：选用直径D＝900mm，长度2400mm的单锥度辊，炉辊(3)SL平直段为400mm，TL锥度3段1000mm，炉辊(3)凸度值δi,3，辊面摩擦系数μ＝0.3,带钢(5)密度7800kg/m，带温t＝300℃，规格0.7*1850mm,弹性模量189.74GPa,泊松比0.3；结合有限元分析对主要影响因素：包括热态下炉辊(3)凸度值δi,3、炉辊(3)和带钢(5)尺寸、带钢(5)的材料特性、辊面摩擦系数、热膨胀系数及作用机制进行现场跟踪冷瓢曲临界张力和热态下炉辊凸度值之间经验模型为：式中：λ为带钢(5)冷瓢曲临界应力，MPa；X为现场跟踪获得的系数；D为炉辊(3)半径，mm；α为热膨胀系数；σS为材料的屈服强度，MPa；E为带钢(5)的弹性模量，MPa；h为带钢(5)的厚度，mm；δi,3为热态下i点炉辊(3)凸度变化值；u为带钢(5)与炉辊(3)之间的摩擦系数；W为带钢(5)的宽度，mm；SL为炉辊(3)平直段的长度，mm，T为单位张力，MPa；S4：系统检测和反馈：板温扫描温度仪(4)扫描带钢(5)沿宽度方向上的五个位置点的温度，包括操作侧边部温度T1、操作侧1/4温度T2、中部温度T3、传动侧1/4温度T4、传动侧边部温度T5，数据信息