專利名稱：鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及一種用于鋼板矯直的板形控制方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種鋼板矯直板形控制中對來料板形進行分類處理的方法。
背景技術(shù)：
在冶金領(lǐng)域，在對鋼板進行矯直時，為保證其矯直效果，必須對來料板形進行合理劃分，進而采取不同的矯直策略。例如，對于寬厚板而言，其生產(chǎn)流程一般需經(jīng)過連鑄、加熱、粗軋、精軋、預(yù)矯、快速冷卻、熱矯、熱處理、溫矯、冷矯等多道工序。由于用戶對產(chǎn)品的組織性能、尺寸精度和表面質(zhì)量的越來越高的要求，尤其是板形指標一般要達到8mm/m，對于極限規(guī)格產(chǎn)品的板形指標 要求小于3mm/m。在其生產(chǎn)流程中涉及了多次的加熱冷卻過程，同時軋制道次很多(一般多于20道次)，因此，鋼板的板形控制難度大。目前，各國冶金企業(yè)使用的鋼板矯直機設(shè)計均采用多輥模式，S卩，通過鋼板在上下兩排矯直輥組成的輥縫中運行，實施往復(fù)彎曲以達到矯直鋼板的目的。如圖I所示，在鋼板矯直的實際板形控制中，采用彎輥、擺動、傾斜、單輥位置調(diào)整等手段都是有效的板形控制手段。即，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。但這些控制手段均受限于矯直機結(jié)構(gòu)(尤其受限于矯直輥輥徑和間距)，也受限于矯直機(尤其是輥系)和傳動系統(tǒng)的安全性。由此，在來料板形不確定的情況下無法充分發(fā)揮矯直機能力，從而無法保證矯直成功率，更無法提高其板形控制精度。本領(lǐng)域已達成共識來料板形情況對于矯直后板形精度和矯直成功率至關(guān)重要，是一個矯直設(shè)定的重要的參數(shù)。但是，鋼板矯直前涉及工序很多，尤其是在溫矯和冷矯，矯直來料的板形是變化的，通常根據(jù)加熱、冷卻、軋制等工藝條件、材料情況、設(shè)備情況等而會在一定范圍內(nèi)波動。對此，國內(nèi)外有關(guān)專利或公開資料檢索，均沒有相關(guān)技術(shù)的介紹。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋼板矯直板形控制中對來料板形進行分類處理的方法，所述對來料板形進行分類處理的方法系一種鋼板矯直板形設(shè)定計算來料板形的分類和處理方法。該分類方法是對來料板形進行合理的分析和處理，使板形控制手段設(shè)定后計算時采用此相對板形值，使板形設(shè)定計算結(jié)果更加準確。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，包括鋼板長度方向翹曲度的分類方法，計算方法及其處理方法，其特征在于，首先，根據(jù)目視鋼板翹扣頭程度確認是否打開矯直機進行輥縫操作；當鋼板翹扣頭高度H滿足下式時，需完成打開矯直機輥縫的操作翹頭時，丑丨扣頭時，H <H2\其中，H1為矯直機允許的鋼板翹頭最大高度，一般為H1 = 100 150mm ；H2為矯直機允許的鋼板扣頭最大高度，一般為H2 = -100 -50_，負號表示鋼板彎曲方向向下，即扣頭方向；若鋼板最大翹曲度λ L小于ΑΓΧ，則確定一道次矯直(即鋼板經(jīng)過一次矯直機即可若鋼板實際最大翹曲度λL大于ΑΓΧ，則確定多道次矯直方案。所述一道次矯直即指鋼板經(jīng)過一次矯直機即可。根據(jù)鋼板生產(chǎn)工藝流程和鋼板材料性能，確定矯直前鋼板的板形范圍，即鋼板的最大翹曲度值λ y具體計算方法參見3.2。根據(jù)矯直機能力和鋼板材料性能確定鋼板一道次矯直的板形控制范圍，即矯直機 可矯平的鋼板最大翹曲度2ΓΧ。根據(jù)上述本發(fā)明的一種鋼板矯直板形控制中對來料板形進行分類處理的方法，其特征在于，當Ai>αΛ1 X/Lr時，采用大變形矯直方案；當Ai< αλλ X /ITx時，采用小變形矯直方案；其中，α λ1為一道次矯直采用大變形矯直方案時的臨界鋼板翹曲度倍數(shù)，可取值為-α λ1 = O. 62-0. 65。根據(jù)本發(fā)明，所述大變形矯直方案，即第一個矯直單元(矯直輥上下交叉布置，3個輥組成一個矯直單元)采用大的彎曲變形，使被矯直鋼板經(jīng)過第一個矯直單元后在長度方向上獲得均一的板形，以方便后續(xù)矯直單元的矯直。大變形矯直方案一般用于修正來料板形較明顯的情況，其前兩個矯直單元所涉及的矯直輥負荷明顯增加。根據(jù)本發(fā)明，所述小變形矯直方案，則主要針對來料板形較為良好的情況，通過設(shè)定較小的彎曲變形即可滿足矯直要求。根據(jù)上述本發(fā)明的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于，當夾> X ΑΓΧ時，進行3道次矯直，且前兩道次需采用大變形矯直方案；當人^A2Xzirx時，進行3道次矯直，且第一道次需采用大變形矯直方案；當Ai> /ITx時，進行2道次矯直，且第一道次需采用大變形矯直方案；其中，aA3為需經(jīng)3道次矯直時最大鋼板翹曲度倍數(shù)，一般為aA3 = I. 8 3. O ;aA2為需經(jīng)過3道次矯直時最小鋼板翹曲度倍數(shù)，aA2 = I. 32 I. 8。根據(jù)上述本發(fā)明的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，上述aA3等系數(shù)范圍確定依據(jù)為來料的厚度規(guī)格和強度是決定初始矯直機輥縫設(shè)定的主要因素。而由于受前工序加工作用來料鋼板會產(chǎn)生變形不均勻。一般地，對于鋼板矯直機而言，來料的厚度規(guī)格和強度是決定初始矯直機輥縫設(shè)定的主要因素。而由于受前工序加工作用來料鋼板會產(chǎn)生變形不均勻(例如軋制過程鋼板上下變形不同和冷卻過程溫度不均勻)，嚴重時會導(dǎo)致翹扣頭現(xiàn)象，這將嚴重影響鋼板的咬入。
根據(jù)上述本發(fā)明的一種鋼板矯直板形控制中對來料板形進行分類處理的方法，其特征在于，冷矯直來料長度方向的最大翹曲度λ ^計算方法如下Al — Alh + Xlc其中，Xui的正負號與λ 相同，λ μ的正負號與λ 相反。根據(jù)本發(fā)明，采用熱矯直機出口鋼板長度方向最大翹曲度Xui作為冷矯直前鋼板的板形基準值，采用熱矯直機出口鋼板溫度分布(其上下表面最大溫度差Tm，一般Tui< IOO0C )作為鋼板的溫度基準值，λ M為 冷床及輸送輥道附加板形計算的翹曲度，Alc = aX AtX Λ TX (L+b)其中，AT為反映過程中冷卻速度的鋼板上下表面溫度差，一般可設(shè)定為Tm+20 80°C ; At為反映鋼板上下表面穩(wěn)定達到環(huán)境溫度所需的時間，一般可設(shè)定為10 30min ；L為鋼板長度，單位m ;a為與鋼板材料物性有關(guān)的系數(shù)，一般取值為O. 7 3X10_9(s*m*°C Γ1 ；b為反映鋼板厚度影響的系數(shù)，可設(shè)定為(10 120) X鋼板厚度，單位m0λ μ為冷床及輸送輥道附加板形計算的翹曲度，在鋼板上表面為空冷狀態(tài)，鋼板下表面由于與冷床和輥道接觸為接觸換熱，因此鋼板在此過程中產(chǎn)生的附加板形可表示為
入LC。根據(jù)上述本發(fā)明的一種鋼板矯直板形控制中對來料板形進行分類處理的方法，其特征在于，鋼板附加板形表示為λ LC, λ LC的計算起始點應(yīng)設(shè)在中間工序，即λ LH和Tui需修正為中間工序的相應(yīng)值?？紤]到鋼板生產(chǎn)流程中可能涉及退火、溫矯直等中間工序，λ LC的計算起始點應(yīng)設(shè)在中間工序，即λ λ !^需修正為中間工序的相應(yīng)值。這是因為，考慮到鋼板生產(chǎn)流程中可能涉及退火、溫矯直等中間工序，λ LC的計算起始點應(yīng)設(shè)在中間工序，即λ LH和Tm需修正為中間工序的相應(yīng)值。根據(jù)本發(fā)明的一種鋼板矯直板形控制中對來料板形進行分類處理的方法，需考慮到矯直機中鋼板的變形特點，故僅需對每塊鋼板的最大板形值進行分類處理即可。同時，本發(fā)明采用翹曲度λ表示鋼板板形程度，λ ^表示鋼板長度方向的翹曲度，正值為鋼板翹頭，負值為鋼板扣頭。根據(jù)上述本發(fā)明的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于，翹曲度λ計算方法如下λ = Rv/Lv其中，Rv為板形的幅值(mm)，Lv為板形的波長(mm)，如圖2所示。這是因為，本發(fā)明的實現(xiàn)，需考慮到矯直機布置的具體位置。根據(jù)鋼板生產(chǎn)流程，矯直機主要有預(yù)矯直機、熱矯直機、溫矯直機和冷矯直機。鋼板長度方向板形分類計算流程總結(jié)本發(fā)明的鋼板長度方向板形——最大翹曲度λ ^的分類和技術(shù)方法，其計算流程如圖3所示，其中分類處理方法如圖4、圖5所示。根據(jù)本發(fā)明的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，本根據(jù)鋼板生產(chǎn)流程，通過采納熱矯后可顯示的板形值與估算鋼板冷卻和運輸過程中可能產(chǎn)生的附加板形相結(jié)合，給出了冷矯直機來料的板形，可有效地保證冷矯來料板形估算的精度。同時，根據(jù)冷矯直機結(jié)構(gòu)特點確定的矯直范圍，發(fā)明了來料板形(最大翹曲度)的分類方法，為冷矯直機矯直模式的給定和工藝參數(shù)設(shè)定，提供了重要依據(jù)，保證了設(shè)定計算的準確性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的主要特點是可以根據(jù)來料的生產(chǎn)工藝、材料性能和規(guī)格獲取其板形指標，使冷矯直機的輥縫設(shè)定與來料板形相匹配，從而保證矯直后的板形指標。同時，本發(fā)明無需在冷矯直機增加復(fù)雜且昂貴的測量儀表，減少了投入成本。


圖I為鋼板矯直機矯直方式不意圖(以7棍矯直為例)。
圖2A，B分別為鋼板板形表示圖。圖3為鋼板長度方向板形的分類處理流程。圖4為多道次矯直鋼板長度方向板形分類處理模式。圖5為一道次矯直鋼板長度方向板形分類處理模式。
具體實施例方式針對經(jīng)過熱矯后鋼板，經(jīng)過冷床和輸送輥道后最終到達冷矯直機，其間無其它熱處理、冷卻以及矯直工序。冷矯直機極限矯直規(guī)格如下最大鋼板厚度，300mm,最大鋼板長度,20，000mm,最大鋼板屈服強度，1200MPa。需矯直鋼板規(guī)格如下鋼板厚度，20mm，鋼板長度，15，000mm，鋼板屈服強度，lOOOMPa，該規(guī)格矯直機矯直能力，^ax= 38.5152mm/m。實施例I由于該生產(chǎn)流程中工藝控制精度和物流管理相對較差，則分類處理流程如下第一步，確定鋼板最大翹曲度入l。根據(jù)熱矯出口板形顯示可知，XLH = 25mm/m,根據(jù)熱矯出口溫度控制要求，考慮現(xiàn)場物流組織順暢和現(xiàn)場管理及工藝控制水平，則有，入 w = -20. 53784mm/m,可得，Xl=X LH-X LC = 25+20. 53784 = 45. 53784mm/m。第二步，判斷來料板形，分類處理，制定相應(yīng)矯直規(guī)程。由于1.32xArx >4> Ar，則需2道次矯直，且第一道次需采用大變形矯直方案。實施例2鋼板及冷矯直機參數(shù)同上。考慮到本實施例采用對象為西馬克的最新設(shè)計，其鋼板生產(chǎn)流程中各工序的控制精度較高，可忽略來料翹扣頭高度超過限制的要求。該鋼板長度方向板形的分類處理流程如下第一步，計算鋼板最大翹曲度入p
根據(jù)熱矯出口板形顯示可知，Aui = 20mm/m,根據(jù)熱矯出口溫度控制要求，考慮現(xiàn)場物流組織順暢和現(xiàn)場管理及工藝控制水平，則有，Alc = -5. 1543mm/m,Al=入 lh-入 lc = 20+5. 1543 = 25. 1543mm/m,第三步，判斷來料板形，分類處理，制定相應(yīng)矯直規(guī)程。由于/ITx > /Ii >0.62X Arx，則需一道次大變形矯直即可糾正該板形缺陷。根據(jù)本發(fā)明的一種鋼板矯直板形控制中對來料板形進行分類處理的方法，根據(jù)鋼板生產(chǎn)流程，通過采納熱矯后可顯示的板形值與估算鋼板冷卻和運輸過程中可能產(chǎn)生的附加板形相結(jié)合，給出了冷矯直機來料的板形，可有效地保證冷矯來料板形估算的精度。同時，根據(jù)冷矯直機結(jié)構(gòu)特點確定的矯直范圍，發(fā)明了來料板形(最大翹曲度)的分類方法，為冷矯直機矯直模式的給定和工藝參數(shù)設(shè)定，提供了重要依據(jù)，保證了設(shè)定計算的準確性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的主要特點是可以根據(jù)來料的生產(chǎn)工藝、材料性能和規(guī)格獲取其板形指標，使冷矯直機的輥縫設(shè)定與來料板形相匹配，從而保證矯直后的板形指標。同時，本發(fā)明無需在冷矯直機增加復(fù)雜且昂貴的測量儀表，減少了投入成本。
權(quán)利要求
1.一種鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，包括鋼板長度方向翹曲度的分類方法，計算方法及其處理方法，其特征在于， 首先，根據(jù)目視鋼板翹扣頭程度確認是否打開矯直機進行輥縫操作； 當鋼板翹扣頭高度H滿足下式時，需完成打開矯直機輥縫的操作 翹頭時，丑 >丑1 扣頭時，H <H2\ 其中，H1為矯直機允許的鋼板翹頭最大高度，一般為H1 = 100 150_ ； H2為矯直機允許的鋼板扣頭最大高度，一般為H2 = -100 -50mm， 負號表不鋼板彎曲方向向下，即扣頭方向； 若鋼板最大翹曲度λ L小于ΑΓΧ，則確定一道次矯直； 若鋼板實際最大翹曲度λL大于ΑΓΧ，則確定多道次矯直方案。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于， 當/Li >αλλ X/ITx時，采用大變形矯直方案； 當夾<αλλ X ΑΓΧ時，采用小變形矯直方案； 其中，aA1為一道次矯直采用大變形矯直方案時的臨界鋼板翹曲度倍數(shù)，可取值為aA1=O. 62-0. 65。
3.如權(quán)利要求I所述的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于， 當夾> αλ3 X ΑΓΧ時，進行3道次矯直，且前兩道次需采用大變形矯直方案； 當人2 X ΑΓΧ時，進行3道次矯直，且第一道次需采用大變形矯直方案； 當夾2 ΑΓΧ時，進行2道次矯直，且第一道次需采用大變形矯直方案； 其中， aA3為需經(jīng)3道次矯直時最大鋼板翹曲度倍數(shù)，一般為aA3 = I. 8 3. O ; βΛ2為需經(jīng)過3道次矯直時最小鋼板翹曲度倍數(shù)，aA2 = I. 32 I. 8。
4.如權(quán)利要求I所述的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于，冷矯直來料長度方向的最大翹曲度λ,計算方法如下義L =又LH +義LC 其中，λ LU的正負號與相同，λ LC的正負號與Al相反。
5.如權(quán)利要求I所述的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于， 采用熱矯直機出口鋼板長度方向最大翹曲度λ LH作為冷矯直前鋼板的板形基準值，采用熱矯直機出口鋼板溫度分布作為鋼板的溫度基準值，λ LC為冷床及輸送輥道附加板形計算的翹曲度， ALC = aXAtXATX (L+b), 其中， Δ T為反映過程中冷卻速度的鋼板上下表面溫度差，一般可設(shè)定為Tm+20 80°C ； At為反映鋼板上下表面穩(wěn)定達到環(huán)境溫度所需的時間，一般可設(shè)定為10 30min ；L為鋼板長度，單位m; a為與鋼板材料物性有關(guān)的系數(shù)，一般取值為 ·O. 7 3Xl(T9(s*m*。。Γ1 ； b為反映鋼板厚度影響的系數(shù)，可設(shè)定為(10 120) X鋼板厚度，單位m。
6.如權(quán)利要求I所述的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于， 鋼板附加板形表示為入…λ μ的計算起始點應(yīng)設(shè)在中間工序，即Au^PTm修正為中間工序的相應(yīng)值。
7.如權(quán)利要求I所述的鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于，翹曲度λ計算方法如下 入=Rv/Lv 其中，Rv為板形的幅值(_)，Lv為板形的波長(mm)。
全文摘要
一種鋼板冷矯直機來料長度方向板形的分類處理方法，其特征在于，所述鋼板長度方向翹曲度的分類方法如下當鋼板翹扣頭高度不滿足輥縫打開條件時，采用步驟如下根據(jù)鋼板生產(chǎn)工藝流程和鋼板材料性能，確定矯直前鋼板的板形范圍，即鋼板的最大翹曲度值λL；根據(jù)矯直機能力和鋼板材料性能確定鋼板一道次矯直的板形控制范圍，即矯直機可矯平的鋼板最大翹曲度若鋼板最大翹曲度λL小于則確定一道次矯直當時，采用大變形矯直方案；當時，采用小變形矯直方案；若鋼板實際最大翹曲度λL大于則確定多道次矯直方案。該分類方法是對來料板形進行合理的分析和處理，使板形控制手段設(shè)定后計算時采用此相對板形值，使板形設(shè)定計算結(jié)果更加準確。
文檔編號B21D1/02GK102784815SQ201110131148
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者恒正琦, 李山青, 王英杰, 王英睿 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司