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D0I:10.13374/i.i8sn1001-t53.2010.08.019 第32卷第9期 北京科技大学学报 Vol 32 No 9 2010年9月 Journal of Un iversity of Science and Techno lgy Beijing Sp2010 双锥度辊辊形参数对带钢瓢曲变形的影响 杨 静唐荻苏岚江海涛杨荃 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083 摘要根据连续退火生产实际情况，运用MARC有限元软件，定量计算了连退炉内双锥度辊辊形参数对带钢瓢曲的影响. 模拟发现在双锥度辊锥肩处，带钢张应力和横向应力发生突变，并且带钢横向压应力和等效应力都具有最大值，此处最先发 生瓢曲变形，这与现场观测到的带钢瓢曲出现的位置完全吻合·随着总锥度和锥度比的增大，以及平直段长度和直径的减少， 带钢发生瓢曲变形的概率都会增加·其中平直段长度对带钢发生瓢曲变形的影响最大，总锥度和锥度比其次，平直段直径的 影响最小。 关键词带钢：退火：双锥度辊；瓢曲：数值分析 分类号TG156.2 Effect of double taper roller shape on the waved surface of strips in continuous annea lig process YANG Jing TANG Di SU Lan JIANG Hai-tao YANG Quan National Engineering Research Center of Advanced Rolling University of Seience and Technology BeijingBeijing 100083 China ABSTRACT The fmnite ekmentmethod is applied to quantitatively analyze the effect of double taper roller shape on the waved sur face of strips in continuous annealing process Accomding to the siulation results the waved surface initially occurs in the strip area on the taper shoulers at which the tensile stress and transverse stress experience a dramatic change and the transverse compressive stress and equivalent stress have the largest values in the area This finding is consistent w ith the real case The occurrence probability of waved surfaces enlarges w ith the total taper-to-taper ratio increasing as well as w ith the length and diameter of the roller's flat section decreasing Among the factors the length of the flat section has the most significant nfluence on the waved surface of strips then the total taper and the taper ratio and finally the diameter of the flat section KEY W ORDS strips annealing double taper rolles waved surface numerical analysis 冷轧薄板连续退火生产线由于具有生产周期 辊辊形是导致带钢瓢曲变形的一个重要原因，受炉 短、机组产量高、品种范围广、生产稳定和优质高效 辊锥度的影响，带钢上产生不均匀分布的张应力和 等特点，近年来得到飞速发展，连续退火炉是连续 横向压应力，从而发生屈曲变形.在炉辊的转动过 退火机组的核心部分，也是机组稳定运行的关键， 程中，带钢受炉辊表面摩擦的影响，其屈曲变形程度 根据工艺需求，连退炉可分为预热段、加热段、均热 增大，当塑性变形积累到一定程度时，带钢上出现 段、缓冷段、快冷段、时效段和终冷段，带钢靠炉辊 褶皱，称为瓢曲变形.相关研究表明，连退带钢 转动的驱动，在温度不同的各个炉段运行时，常常会 屈曲变形时，带钢并未发生塑性变形，但是带钢屈曲 发生瓢曲变形，严重影响了带钢的稳定运行，带钢 变形和带钢瓢曲变形是密切相关的，即带钢越容易 的瓢曲变形本质是薄板的屈曲变形和后屈曲变 发生屈曲变形，也就越容易发生瓢曲变形， 形1-.学者对连退炉内带钢瓢曲研究-]发现，炉 从20世纪90年代起，国内外的学者就通过实 收稿日期：2009-12-14 基金项目：“十一五国家科技发展支撑计划资助项目(No2005BAE03A13) 作者简介：杨静(1982)，女，博士研究生，Email usth-yangjing163cm:唐获(1955)男，教授，博士生导师第 32卷 第 9期 2010年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．9 Ｓｅｐ．2010 双锥度辊辊形参数对带钢瓢曲变形的影响 杨 静 唐 荻 苏 岚 江海涛 杨 荃 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心北京 100083 摘 要 根据连续退火生产实际情况运用 ＭＡＲＣ有限元软件定量计算了连退炉内双锥度辊辊形参数对带钢瓢曲的影响． 模拟发现在双锥度辊锥肩处带钢张应力和横向应力发生突变并且带钢横向压应力和等效应力都具有最大值此处最先发 生瓢曲变形这与现场观测到的带钢瓢曲出现的位置完全吻合．随着总锥度和锥度比的增大以及平直段长度和直径的减少 带钢发生瓢曲变形的概率都会增加．其中平直段长度对带钢发生瓢曲变形的影响最大总锥度和锥度比其次平直段直径的 影响最小． 关键词 带钢；退火；双锥度辊；瓢曲；数值分析 分类号 ＴＧ156∙2 Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｏｕｂｌｅｔａｐｅｒｒｏｌｌｅｒｓｈａｐｅｏｎｔｈｅｗａｖｅｄｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｔｒｉｐｓｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ａｎｎｅａｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ＹＡＮＧＪｉｎｇＴＡＮＧＤｉＳＵＬａｎＪＩＡＮＧＨａｉ-ｔａｏＹＡＮＧＱｕａｎ ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＲｏｌｌｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇＢｅｉｊｉｎｇ100083Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｏｕｂｌｅｔａｐｅｒｒｏｌｌｅｒｓｈａｐｅｏｎｔｈｅｗａｖｅｄｓｕｒ- ｆａｃｅｏｆｓｔｒｉｐｓｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｎｎｅａｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｔｈｅｗａｖｅｄｓｕｒｆａｃｅｉｎｉｔｉａｌｌｙｏｃｃｕｒｓｉｎｔｈｅｓｔｒｉｐａｒｅａｏｎ ｔｈｅｔａｐｅｒｓｈｏｕｌｄｅｒｓａｔｗｈｉｃｈｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｓｔｒｅｓｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｄｒａｍａｔｉｃｃｈａｎｇｅａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓａｎｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓｈａｖｅｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｖａｌｕｅｓｉｎｔｈｅａｒｅａ．Ｔｈｉｓｆｉｎｄｉｎｇｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｒｅａｌｃａｓｅ．Ｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｗａｖｅｄｓｕｒｆａｃｅｓｅｎｌａｒｇｅｓｗｉｔｈｔｈｅｔｏｔａｌｔａｐｅｒ-ｔｏ-ｔａｐｅｒｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｓｗｅｌｌａｓｗｉｔｈｔｈｅｌｅｎｇｔｈａｎｄｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｒｏｌｌｅｒ’ｓｆｌａｔｓｅｃｔｉｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｆｌａｔｓｅｃｔｉｏｎｈａｓｔｈｅｍｏｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｗａｖｅｄｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｔｒｉｐｓｔｈｅｎｔｈｅ ｔｏｔａｌｔａｐｅｒａｎｄｔｈｅｔａｐｅｒｒａｔｉｏａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｆｌａｔｓｅｃｔｉｏｎ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｓｔｒｉｐｓ；ａｎｎｅａｌｉｎｇ；ｄｏｕｂｌｅｔａｐｅｒｒｏｌｌｅｒ；ｗａｖｅｄｓｕｒｆａｃｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ 收稿日期：2009--12--14 基金项目：“十一五 ”国家科技发展支撑计划资助项目 （Ｎｏ．2006ＢＡＥ03Ａ13） 作者简介：杨 静 （1982— ）女博士研究生Ｅ-ｍａｉｌ：ｕｓｔｂ—ｙａｎｇｊｉｎｇ＠163．ｃｏｍ；唐 荻 （1955— ）男教授博士生导师 冷轧薄板连续退火生产线由于具有生产周期 短、机组产量高、品种范围广、生产稳定和优质高效 等特点近年来得到飞速发展．连续退火炉是连续 退火机组的核心部分也是机组稳定运行的关键． 根据工艺需求连退炉可分为预热段、加热段、均热 段、缓冷段、快冷段、时效段和终冷段．带钢靠炉辊 转动的驱动在温度不同的各个炉段运行时常常会 发生瓢曲变形严重影响了带钢的稳定运行．带钢 的瓢曲变形本质是薄板的屈曲变形和后屈曲变 形 ［1--4］．学者对连退炉内带钢瓢曲研究 ［5--12］发现炉 辊辊形是导致带钢瓢曲变形的一个重要原因．受炉 辊锥度的影响带钢上产生不均匀分布的张应力和 横向压应力从而发生屈曲变形．在炉辊的转动过 程中带钢受炉辊表面摩擦的影响其屈曲变形程度 增大．当塑性变形积累到一定程度时带钢上出现 褶皱称为瓢曲变形．相关研究 ［10］表明连退带钢 屈曲变形时带钢并未发生塑性变形但是带钢屈曲 变形和带钢瓢曲变形是密切相关的即带钢越容易 发生屈曲变形也就越容易发生瓢曲变形． 从 20世纪 90年代起国内外的学者就通过实 DOI :10．13374／j．issn1001—053x．2010．09．019