D0I:10.13374/i.issn1001053x.2002.03.061 第24卷第3期 北京科技大学学报 Vol.24 No.3 2002年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing JuD.2002 冷连轧机硅钢板形控制目标的改进 贾生晖12张杰》曹建国》何安瑞》顾云舟》黄涛12 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)武汉钢铁股份有限公司，武汉430080 摘要提出了冷连轧机硅钢板改进板形控制目标的方法，并为此计算了实测带钢横向温度 分布，用4次多项式可较准确描述附加应力的补偿，提高了板形控制目标曲线设定精度. 关键词无取向硅钢；板形目标曲线；附加应力补偿；冷连轧 分类号 TG335.12 1 板形控制与板形测量Ⅲ 板形调节机构（如弯辊和轧辊分段冷却等），使 表示两者差距的评价函数达到最小值.这个评 11轧制工艺对板形的要求 价函数J可以表示为： 板形控制不仅要满足轧机本身及其成品对 J=f八c。-oage) (1) 板形精度的要求，而且也要考虑到后步工序在 其中，o,为代表带钢板形的张应力分布，Nmm2; 对无取向硅钢进一步处理时对板形的要求.如 ows为设定的目标应力分布，Nmm2.如前所述， 在连续退火线上，要求来料带微中浪，保持带钢 实测张应力分布中，不仅包含了表示板形的， 在炉内具有合理的张力分布，防止跑偏和断带. 另外还有附加应力oA,即： 因此，准确控制连轧机出口板形，对硅钢产 O;-G,+Ox (2) 品的生产具有十分重要的意义. 式中：o为实测张应力分布，Nmm2;o为附加 1,2附加因素对板形测量的影响 应力，Nmm2. 武钢1700mm冷连轧机末架出口安装了 在构成附加应力σ的各个因素中，温度分 ABB公司的接触式板形仪，由板形检测辊测量 布不均的影响最为显著，需要在板形控制过程 带钢的横向张力分布，以反映带钢的板形缺陷 中加以补偿 .在测量的张力分布中，除了有表示板形缺陷 将(2)式代入(1)式，得： 的部分外，还常常伴有多种附加成分.这些附加 J=fG。-Or-0uge卢 成分有的来自带材，有的来自测量辊本身，例 f八-(urge+)=fc-di) (3) 如：测量辊表面轴向温度分布不均匀、带材横向 式中，为由温度分布不均引起的附加张应力分 温度分布不均匀、测量辊挠曲变形、卷取机轴线 布，N·mm2;oou+or为增加了温度补偿项后 偏斜、带卷外廓凸度变化、带材边缘对最外侧测 的月标张应力分布，Nmm2. 量区覆盖不完全等.大量的分析表明，在所有的 (3)式与(2)式形式相同，只是用实测张应力 附加应力中，以带钢横向温度分布不均匀产生 分布，取代了表示板形的张应力分布o,用修正 的影响最为显著，必须进行适当的补偿仰 后的目标张力分布代替了设定目标张力分 2板形控制目标的温度补偿B刀 布o。本文采用实际测量带钢温度分布的方 法，构造温度补偿项σ， 在板形闭环控制系统中，板形仪测量机架 2.1带钢横向温度分布的测量 出口处带钢的横向张应力分布，与事先设定的 使用瑞典AGEMA公司的THV550手持式 板形目标进行比较，得出两者的差别，然后驱动 红外热像仪，在武钢1700冷连轧机出口对带钢 温度分布进行了多工况连续测量.由于热像仪 收稿日期2001-12-18贾生晖男，33岁，高工 可以给出带钢完整的温度场，所以能很好地反 *国家“九五”科技攻关项目No.95-527-01-02-04)
第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 小 。 冷连轧机硅钢板形控制 目标的改进 贾生 晖 ’， 张 杰 ” 曹建 国 ” 何安瑞 ” 顾 云 舟 ” 黄 涛 ’， 北京科技大学机械工程学院 ， 北京 武汉钢铁股份有限公司 ， 武汉 摘 要 提 出了冷连轧机硅钢板改进板形控制 目标的方法 ， 并为此计算了实测带钢横 向温度 分布 ，用 次多项 式可较准确描述附加应力 的补偿 ， 提高了板形控制 目标 曲线设定精度 关键词 无取 向硅 钢 板形 目标 曲线 附加应力 补偿 冷连轧 分类号 板形控制与板形测量 轧制工艺对板形的要求 板形控制不 仅要 满足 轧机本身及其成 品对 板形精度 的要求 ， 而且也要 考虑到后 步工序在 对无取 向硅钢进一 步处理时对板形 的要求 如 在连续退火线 上 ， 要求来料带微 中浪 ， 保持带钢 在炉 内具有合理的张力分布 ， 防止跑偏和断带 因此 ， 准确控制连轧机 出 口 板形 ， 对硅钢产 品的生 产具有 十分重要 的意义 附加 因素对板形测 的影响 武 钢 冷 连 轧 机末 架 出 口 安 装 了 公 司 的接触式板形仪 ， 由板形检测辊测 量 带钢的横 向张力分布 ， 以 反 映带钢 的板形缺 陷 在测量 的张力分布 中 ， 除了有 表示 板形缺 陷 的部分外 ， 还 常常伴有多种附加成分 这些 附加 成分有 的来 自带材 ， 有的来 自测 量辊本身 ， 例 如 测量辊表面轴 向温度分布不 均匀 、 带材横 向 温度分布不均匀 、 测量辊挠 曲变形 、 卷取机轴线 偏斜 、 带卷外廓凸度变化 、 带材边缘对最外侧测 量 区覆盖不 完全等 大量 的分析表 明 ， 在所有 的 附加应 力 中 ， 以带钢横 向温度分布不 均匀产生 的影 响最 为显著 ， 必须进行适 当的补偿 ’ 板形控制 目标的温度补偿 ’ 一 ， 在板 形 闭环 控制系统 中 ， 板形仪测量 机架 出 口 处带钢的横 向张应力分布 ， 与事先设定 的 板形 目标进行 比较 ， 得 出两者的差别 ， 然后 驱动 收稿 日期 一 一 贾生 晖 男 ， 岁 ， 高工 国家 “ 九五 ” 科技攻关项 目 。 夕 一 一 一 一 板形调 节机构 如弯辊 和 轧辊分段冷却等 ， 使 表示 两 者差距 的评价 函数达 到最 小值 这个评 价 函数 可 以表示 为 介抓几一 响 其 中两为代表带钢板形 的张应力分布 ， · 一 ， 口‘ 为设定的 目标应力分布， · 一 ， 如前所述 ， 实测 张应力分布中 ， 不 仅包含 了表示 板形 的氏 ， 另外还有 附加应力 ， 即 试勺产氏 式 中 试为实测 张 应 力 分布 ， · 一 ， 氏 为 附加 应力 ， · 一 在构成 附加应力 的各个 因素 中 ， 温度分 布不 均 的影 响最为显 著 ， 需要 在板形 控制过程 中加 以补偿 将 式代人 式 ， 得 ‘ 片八成一 厉一 呱 端一 氏 “ 汁 醉一 硫刘 式 中 ，价为 由温度分布不 均 引起 的附加张应力分 布 ， · 一 ， 硫叫 呱 价为增加 了温度补偿项后 的 目标 张应力分布 ， · 一 式与 式形式 相 同 ， 只是 用实测 张应力 分布试取代 了表示 板形 的张应力分布‘ ， 用 修正 后 的 目标张 力分布扁 代替 了设定 目标 张力 分 布呱 本文采 用 实际测 量 带钢温度 分布 的方 法 ， 构造温度补偿项氏 带钢横向温度分布的测量 使用瑞典 公 司 的 手持式 红外热像仪 ， 在武钢 冷连轧机 出 口 对带钢 温度分布进行 了多工况连续测 量 由于 热像仪 可 以 给 出带钢完整 的温 度场 ， 所 以 能很好地反 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．03．061
304 北京科技大学学报 2002年第3期 映出轧制过程中带钢横向温度的分布规律.通 表明，在不同的阶段，带钢横向温度分布并不相 过对轧机不同冷却条件带钢横向温度分布的测 同，如图1所示.因此，理想的方法是按不同的 试与分析，得出温度分布的基本规律 阶段，采用不同的补偿方案.在不能兼顾的情况 2.2不同阶段的带材横向温度分布 下，补偿的重点应放在中部稳定轧制阶段，因为 实际的轧制过程分为3个阶段：带头升速 它是轧制过程的主体 轧制、中部稳定轧制、带尾降速轧制.实测结果 100(a)带头升速轧制 (b)中部稳定轧制 (c)带尾降速轧制 90 80 0 50 -1.0-0.5 0 0.51.0-1.0-0.5 0 0.51.0-1.0-0.5 0 0.5 1.0 带钢宽度方向/m 图1带钢不同轧制速度下的横向温度分布示意图 Fig.1 Cross-section temperature distributtion delineation of strip in different speed 23温度补偿函数的确定 86 由于带材的横向温度分布是变化的，所以， 84 理想的温度补偿方法是在线检测带钢温度并进 82 行温度分布的动态补偿.但在不具备在线测温 呢 手段的情况下，只能采用固定的补偿函数.该补 878 偿函数依据稳定轧制阶段的情况确定，可以适 76 应95%以上的轧制过程. 74 通过对带钢温度分布测量结果进行分析， 72 发现用4次多项式可以较准确地描述带钢的横 70 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 向温度分布Tx),同时采用4次多项式作为温度 带钢宽度方向血 补偿函数又与板形仪的目标设定函数有相同的 图2无取向硅钢温度分布图 形式，容易在生产中实现.因此，带钢的横向温 Fig.2 Temperature distribution of non-tropism silicon steel 度分布可表示为： 性模量，Nmm2 Tx)-=ao+ax+axx'+ax' (4) 实测结果的统计分析表明，带钢温度基本 式中x为以带钢中点为原点的坐标；a,a2,a,ao为 上呈对称分布，故上式中的1次项可视为零.只 系数.通过对带钢温度测量结果进行处理得到. 考虑2次和4次项的系数.实测的无取向硅钢温 由温度分布x)不均引起的附加张应力为： 度分布如图2所示，附加张应力具有以下的形式： o(x)=arE·(Tx)-T0)F orx)=Axx+Axx (6) arE.(axtax'tax) (5) 附加了温度补偿部分后的板形目标曲线如图3 式中，a为带钢的线膨胀系数，℃-'；E为带钢的弹 所示. 10 6 121314151617 1819 -10 带钢宽度方向m 图3元取向硅钢板形目标曲线 Fig.3 Flatness object curve of non-tropism silicon steel
Vol.24 贾生晖等：冷连轧机硅钢板形控制月标的改进 305 3 应用效果 3王国栋板形控制和板形理论[M.北京：治金工.业出 版社，1986.11 将补偿后的目标曲线投人无取向硅钢生产，4杨茎，张清东，陈先霖.轧制带材的瓢曲生成路径) 工作稳定可靠.2001年共生产无取向硅钢6万 北京科技大学学报，1994,16()：53 吨，均获得了满意效果 5杨荃，张清东，陈先霖.冷轧带钢翘曲形状分析与浪 形函数[.钢铁，1993,28(6)：4 参考文献 6杨荃.宽带钢轧机板形控制技术的发展和创新的解 1陈先寐.新一代高技术宽带钢轧机的板形控制.北决方案).钢铁，1997,32（增）：861 京科技大学学报，1997,19（增）：1 7管克智主编.冶金机械自动化M).北京：治金T业出 2王祖城，汪家才，弹性和塑性理论及有限单元法M 版社，1997 北京：冶金工业出版社，1983.11 Flatness Object Curve for Non-tropism Silicon Steel Rolling in 5-stand Tandam Cold Rolling Mill JIA Shenghuil2,ZHANG Jie",CAO Jianguo",HE Anrui,GU Yunzhou",HUANG Tao2 1)Mechanical Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Wuhan Steel Processing Co.,Ltd,Wuhan 430080,China ABSTRACT A method of improving flatness object curve for nontropism silicon steel rolling is proposed. The actual strip transverse temperature distribution can be accurately described with a biquadratic mulnormal. The add-stress compensation is calculated and the preseting precision of flatness object curve is improved. KEY WORDS non-tropism silicon steel;flatness object curve;add-stress compensation;cold rolling 望ees堂望堂saa5a堂a里理堂sa堂宜0堂e堂as望望e SCC Susceptibility of Steel 16Mn in Nitrate Solution and Its Mechanism Yinshun Wu"Bei Cao",Zhi Fang? 1)Corrosion and Protection Center,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Medtronic Energy and Component Center,MN55430,USA Abstract:The SCC(stress corrosion cracking)susceptibility of steel 16Mn in nitrate solution was studied.The results showed that applied potential polarization would accelerate (anodic polarization)or retard(cathodic polarization)the SCC process.The study on phase electrochemistry revealed that there was significant differ- ence in electrochemical performance between ferrite and pearlite of steel 16Mn.Pearlite preferentially corro- ded under the action of galvanic cell.The observation on time and in situ showed that corrosion started first at the phase boundary between ferrite and pearlite,and the pearlite gradually corroded until disappeared,and then corrosion crossed the phase boundary extending into the ferrite phase.According to this,an anodic dissolution mechanism of SCC was proposed,on which pre-existing active path and phase electrochemistry(PEAP-PEC) jointly came into action(SCC mechanism of PEAP-PEC). Key words:SCC susceptibility;SCC mechanism of PEAP-PEC;steel 16Mn;nitrate solution;phase electro- chemistry [Journal of University Science and Technology Beijing(English Edition)20029(1).31
】 一 贾 生 晖等 冷连 轧机硅 钢 板形控制 目标 的改进 · 应用效果 将补偿后 的 目标 曲线投人无取 向硅钢生产 ， 工 作稳定可 靠 年共生 产无取 向硅钢 万 吨 ， 均获得 了满意效果 参 考 文 献 陈先霖 新一代高技术宽带钢轧机 的板形控制 北 京科技大学学报 ， ， 增 王祖城 ， 汪 家才 弹性和 塑性理论及有限单元法 北京 冶金工业 出版社 ， 王 国栋 板形控制和板形理论〔 北 京 冶金工业 出 版社 ， 杨荃 ， 张清东 ， 陈先霖 轧制带材 的瓢 曲生 成路径 北 京科技大学学报 ， ， 杨荃 ， 张清东 ， 陈先霖 冷轧带钢翘 曲形状 分析与浪 形 函数 钢铁 ， ， 杨荃 宽带钢轧机板形控制技术 的发展 和创新 的解 决方案 钢铁 ， ， 增 管克智 主编 冶金机械 自动化 』北 京 冶金 工业 出 版社 ， 一 一 刀讨 ” ， ，，， 只刃 ，， ，，， 刀 ，， ，， ， ，，， ， ， ， 运 ， ， ， 一 一 一 ” 刀国 脚 ，， 为 ， 心 ， 几 宜， ， 勺 ， ， ， 勿 ， ， ， ， 一 一 一 一 粉 人 多 ， 儿到 入五刁“ 么夕 几川