中厚板宽板轧制中边浪的产生机理与抑制措施

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1、Vol.42No.12December2014第42卷第12期2014年12月华南理工大学学报（自然科学版）JournalofSouthChinaUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)文章编号：l〇〇〇-565X(2014)12-0064-06中厚板宽板轧制中边浪的产生机理与抑制措施戴杰涛1李烈军1张祖江2刘金波2(1.华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640;2.宝钢集团广东韶关钢铁有限公司，广东韶关512123)摘要：针对中厚板生产过程中出现的边浪问题，采用高次三角函数对其

2、浪形函数进行了描述，更好地反映了中厚板边浪未覆盖全板宽的实际情况.在此基础上应用能量法通过解析计算获得了中厚板边浪产生的临界屈曲条件，同时比较了现场实际边浪板材的计算结果与实测数据，发现其实测的凸度大于边浪发生屈曲的临界凸度值，表明文中对于边浪的解析计算过程正确.为了解决高次形式的边浪问题，在对边浪解析计算结果的基础上设计了i次辊形曲线，仿真结果表明其对边浪问题的控制能力有了明显提高.此外，对机组工作辊的弯辊力制定了新的投入制度.上述工艺改进措施在现场获得了实际应用，效果显著，验证了中厚板轧制过程边浪产生机理阐述的正确性•关键词：中厚板；边

3、浪；屈曲；辊形；弯辊力中图分类号：TG333.7doi：10.3969/j.issn.1000-565X.12.010万方数据万方数据收稿日期：2014-06-11*基金项目：中国博士后科学基金资助项目（2014M562168);国家科技支撑计划项目（2011BAE13B05)作者简介：戴杰涛（1982-)，男，工程师,博士后，主要从事冶金机械力学行为和板带钢板形的机理分析与控制研究.E-mail:djt66008@163.com钢铁薄规格板材的经济效益越来越明显，针对此种情况，国内各生产厂家纷纷拓展产品规格，薄规格板材（厚度12mm)在中

4、厚板(4.5mm矣/i客25mm)生产过程中占的比重越来越大[13].但随着薄规格中厚板板材的生产，薄规格板形问题也曰趋严重，在轧制过程中产生了大量边浪或者中浪抑或边中复合浪等缺陷.薄规格板材生产过程中的浪形问题越来越成为制约产品质量提高的一个重要问题.但是针对中厚板板形瓢曲问题的研究相对较少，且其对板形问题的研究也主要集中在如何采用现场措施对其进行改进[45]，对于机理方面的研究几乎没有.20世纪60年代末，WiStreich[6]提出板带的板形缺陷可以归结为弹性薄板稳定性问题，随后，国内外大量的学者对热冷连轧轧后板材的板形缺陷进行了深入

5、的研究，认为浪形产生的主要原因是由于轧制过程中板材沿宽度方向上的纵向延伸不均匀，会导致乳后板材产生各种浪形形式>13],其中文献[7-8]认为边浪产生的原因是带钢边部的纵向延伸大于中部从而导致边部受压产生边浪，围绕边浪产生的力学原因，文献[9-14]对于边浪的解析研究过程进行了研究，但对于边浪浪形函数的描述均采用较低次的板形挠度函数，如低次的三角函数、多项式形式或者样条函数，这些低次的浪形函数形式能较好地反映全板宽的纵向板形屈曲问题,而对于中厚板宽板坯轧制过程中产生的未完全覆盖板坯宽度的边浪形式，如果采用上述的低次挠度函数进行计算，得到的屈

6、曲条件显然不准确，因此,文中对薄宽规格的中厚板轧制过程中出现的边浪浪形函数进行了重新定义，采用了更符合现场实际情况的高次三角函数，并对其屈曲临界条件进行了能量法[1517]求解.在对薄规格中厚板边浪问题进行解析计算的基础上对某钢铁厂出现的薄规格中厚板边浪问题提出了改进措施，并取得了理想的应用效果.万方数据第12期戴杰涛等：中厚板宽板轧制中边浪的产生机理与抑制措施691薄规格中厚板边浪产生的力学机理1.1中厚板边浪的挠度函数根据现场薄规格中厚板边浪的实际表现形式，边浪挠度函数需要满足以下边界条件.(1)约束条件从边浪浪形的位移模态可知，挠度函

7、数需满足如下边界条件：dWW(0,y)=0,—=0(1)Sxx=±b式中为钢板的半板宽，;c为钢板的宽度方向,y为钢板的长度方向.根据现场带钢边浪的浪形模态形式，并使其满足边界条件，取带钢双侧边浪的形式如下：数;‘为待定常数.考虑到产品板形质量的现场衡量往往是进行离线检查，因此载荷边界需要满足内应力自平衡条件，即广crvdr=0(5)由此可以求出式(4)中的待定常数1.2屈曲临界条件值求解万方数据第12期戴杰涛等：中厚板宽板轧制中边浪的产生机理与抑制措施69W(x,y)=A(1_cos^)"cos^⑵式中为边浪的半波长，〃为幂指数，不同的

8、》值反映不同的起浪宽度.此时其明显起浪宽度区域为（-6,-62)U(62,6),当^在区间（-~，~)时满足如下表达式：(1-cos"矣0•05(3)Zb即沿宽度方向的（-~j2