正在加载图片...
.182 北京科技大学学报 第30卷 上，第s条元上的位移为 效应力增大；：负凸度板廓则导致带钢边部层间压应 fa aal ppd 力增加，从而使等效应力增大，因此，合理调整卷取 工艺张力大小以及气刀边部锌层厚度是有效控制带 2+1(ri,j+1-r阿)bd0/2] (23) 钢卷取过程中边部板形缺陷的方法 将式(20)、(21)带入上式可以得： 320 2 ◆一第1层 ·第25层 _iH1一r 270 (Q时一Qk+1,可) ★一第50层 一第100层 2b 米一第200层 ·一第300层 (24) 这样钢卷在每卷一层后，其半径都发生了变化，从而 应力也随着重新分布. 70 (9)横向温差和板形等效计算，实际生产现 92 0.3 0.4 0.5 06 场，带钢宽度方向存在约5℃的温差，中间高边部 厚度，h/mm 低，根据热力学公式有，热应力△σ(k)为： 图6厚度对等效应力的影响（初始卷取张力40kN) △o(k)=Ea△T (25) Fig.6 Effect of strip thickness on equivalent stress 式中，a为带钢热膨胀系数，取1.2×10-5℃1 根据相同温差和板形的延伸率等效一致，可以 120 ◆第1层 推导出： 100 ,第50层 1.2IU=e1℃ (26) 第100层 第200层 式中，IU为板形描述指标，1IU=10-5,e1c为1℃ 第300层 40 500层 温差导致的延伸率变化· +-第600层 4第700层 根据温差和延伸率分布（板形）对应关系，可以 30 35 40 45 50 考虑各种浪形下对应的初始张力分布形式，原则是 初始卷取张力kN 各种温度和板形所引起的总张力为零，在此采用余 图7初始卷取张力对等效应力的影响(n=750,h=0.8mm) 弦函数进行描述 Fig.7 Effect of initial coiling tension on equivalent stress 3结果分析和现场实验验证 120 一第1层 *一第200层 100 ★一第350层 3.1结果分析 日一第20层 --第50层 4一第450层 80 从钢卷发生板形屈曲的满足条件来看，凡是导 b一第100层 60 致卷取张力过大、带钢横向张力不均匀的因素都将 e 40. 导致钢卷时板形屈曲的发生，运用上述计算程序比 20 较了卷取层数、卷取张力、带钢厚度以及负凸度四因 素对钢卷内部等效应力的作用规律，这里采用米赛 4 半板宽横向条元，3 斯屈服准则， 从图5一8可以看出：带钢越薄，初始卷取张力 图8负凸度对等效应力的影响（△h=0.013mm,B/2) 越大，卷径越大，越容易导致卷取过程中钢卷内部等 Fig.8 Effect of minus crown on equivalent stress 85 ◆一 3.2现场实验结果与生产应用 ◆一第1层 ±第100层 量-第50层 -X-第200层 (1)消除带钢边部过镀锌现象.基于上述仿真 分析得出，卷取过程中带钢受到一定卷取张力作用， 40 ★ 卷取张应力的不均匀分布是完全能够导致带钢局部 25 区域板形缺陷，而本机组镀锌环节出现带钢边部过 一军 300 400 500 600 700800 镀锌现象而导致带钢凸度下降甚至变负是导致卷取 卷取层数，n 张应力横向分布不均匀的主要因素，因此，通过调 图5卷取层数对等效应力影响（初始卷取张力40kN,h=0.8 节气刀两侧与带钢的垂直距离、气刀高度以及开口 mm) 度等工艺参数，带钢边部过镀锌现象得到了有效抑 Fig.5 Effect of the number of coiling layers on equivalent stress 制，彩涂入口板形质量明显得到了改善，同时也证实上第 s 条元上的位移为： f sij＝ ∑ n k＝1 ask ［ pkij＋1rkij＋1b·dθ— pkijrkijb·dθ＋ 2σkij＋1（ rkij＋1— rkij） b·dθ／2］ （23） 将式（20）、（21）带入上式可以得： f sij＝ ∑ n k＝1 ask — r 2 kij＋1— r 2 kij 2b （ Qkij— Qk＋1ij） （24） 这样钢卷在每卷一层后其半径都发生了变化从而 应力也随着重新分布． （9） 横向温差和板形等效计算．实际生产现 场带钢宽度方向存在约5℃的温差中间高边部 低根据热力学公式有热应力Δσ（ k）为： Δσ（ k）＝ EαΔT （25） 式中α为带钢热膨胀系数取1∙2×10—5℃1． 根据相同温差和板形的延伸率等效一致可以 推导出： 1∙2IU＝ε1℃ （26） 式中IU 为板形描述指标1IU ＝10—5ε1℃为1℃ 温差导致的延伸率变化． 根据温差和延伸率分布（板形）对应关系可以 考虑各种浪形下对应的初始张力分布形式原则是 各种温度和板形所引起的总张力为零．在此采用余 弦函数进行描述． 3 结果分析和现场实验验证 图5 卷取层数对等效应力影响（初始卷取张力40kNh＝0∙8 mm） Fig．5 Effect of the number of coiling layers on equivalent stress 3∙1 结果分析 从钢卷发生板形屈曲的满足条件来看凡是导 致卷取张力过大、带钢横向张力不均匀的因素都将 导致钢卷时板形屈曲的发生．运用上述计算程序比 较了卷取层数、卷取张力、带钢厚度以及负凸度四因 素对钢卷内部等效应力的作用规律．这里采用米赛 斯屈服准则． 从图5～8可以看出：带钢越薄初始卷取张力 越大卷径越大越容易导致卷取过程中钢卷内部等 效应力增大；负凸度板廓则导致带钢边部层间压应 力增加从而使等效应力增大．因此合理调整卷取 工艺张力大小以及气刀边部锌层厚度是有效控制带 钢卷取过程中边部板形缺陷的方法． 图6 厚度对等效应力的影响（初始卷取张力40kN） Fig．6 Effect of strip thickness on equivalent stress 图7 初始卷取张力对等效应力的影响（ n＝750h＝0∙8mm） Fig．7 Effect of initial coiling tension on equivalent stress 图8 负凸度对等效应力的影响（Δh＝0∙013mmB／2） Fig．8 Effect of minus crown on equivalent stress 3∙2 现场实验结果与生产应用 （1） 消除带钢边部过镀锌现象．基于上述仿真 分析得出卷取过程中带钢受到一定卷取张力作用 卷取张应力的不均匀分布是完全能够导致带钢局部 区域板形缺陷而本机组镀锌环节出现带钢边部过 镀锌现象而导致带钢凸度下降甚至变负是导致卷取 张应力横向分布不均匀的主要因素．因此通过调 节气刀两侧与带钢的垂直距离、气刀高度以及开口 度等工艺参数带钢边部过镀锌现象得到了有效抑 制彩涂入口板形质量明显得到了改善同时也证实 ·182· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷