不锈钢带钢拉矫过程的变形行为分析.docx

不锈钢带钢拉矫过程的变形行为分析蔡永跃,邬军盛(宁波宝新不锈钢有限公司,浙江宁波315807)摘要:基于通用有限元软件(Abaqus/Standard)建立了不锈钢带钢拉伸弯曲矫直过程的有限元模型。考虑到实际不锈钢带钢拉矫过程的辊系及运动特点,该有限元模型将带钢在拉矫工艺段按照其所处的位置分为7段,针对带钢厚度方向的变形特点,沿带钢厚度方向将带钢分为7层。通过对带钢拉矫过程特征位置点经过各辊组的应力应变分析表明:带钢延伸率主要由1号弯曲辊组提供,而2号、3号矫直辊组对延伸率的贡献不明显。该研究得到的不锈钢带拉矫过程变形行为、延伸率产生机理可为拉矫工艺参数确定和优化提供理论基础。关键词:不锈钢;拉伸弯曲矫直;延伸率doi:10.3969/j.issn.1672-9587.2010.05.005AnalysisofdeformationofstainlesssteelstripduringtensionlevellingprocessCAIYongyue,WUJunsheng(NingboBaoxinStainlessSteelCo.,Ltd.,Ningbo315807,Zhejiang,China)Abstract:AfiniteelementmodeloftensionlevellingprocessforstainlesssteelstripisestablishedbasedonthegeneralfiniteelementsoftwareAbaqus/Standard.Inviewoftheactualrollerlayoutandkineticfeaturesoftensionlevellingprocessforstainlesssteel,thatfiniteelementmodeldividesthesteelstripwithinthetensionlevllingprocesszoneintosevensectorsaccordingtotheposition.Alsothestripisdivided,accordingtothedeformationfeatures,intosevenlayersalongthethicknessdirection.Stress2strainanalysisismadeonthecharacteristicpointspassingthrougheachrollerunit.Resultsshowthatstripelongationismainlyattributedtotheactionofthefirstbendingrollerunitwhilethesecondandthirdbendingrollerunitshavelesseffectonstripelongation.Thedeformationbehaviorofstainlesssteelstripduringtensionlevellingprocessandthemechanismofelongationderivedfromthisstudycanbeatheoreticalbasisfordeterminingandoptimizingtheparametersoftensionlevellingprocess.Keywords:stainlesssteel;tensionlevelling;elongation0前言不锈钢带以其高强度、抗蚀性和光泽明亮的表面等优良特性,在各行业有着越来越广泛的应用。由于不锈钢带钢特殊的生产工艺,使得不锈钢经过冷轧、退火、平整后表现出较为严重的板形缺陷(浪形、翘曲等),因而通常以不锈钢连续拉弯矫直工艺(简称拉矫工艺)作为最后消除板形缺陷的精整工艺。该工艺思路是使带钢在远小于材料屈服极限的平均张应力作用下通过几组相互交错的辊子而产生宽向不均匀分布的塑性变形,达到矫正板形缺陷的目的,成为不锈钢带钢生产消除板形缺陷的关键工序。然而不锈钢变形抗力大,塑性延伸困难,使得不锈钢拉矫工艺和拉矫装备与常规碳钢不同。目前国内外学者针对不锈钢带钢拉矫所做的研究较少,对不锈钢带拉矫过程经过各个辊组时带钢的变形特点还不清楚,无法对不锈钢拉矫生产进行有效的指导。对于拉矫过程变形行为的研究,最早是采用解析方法[1]。但由于简化过多,近年来国内外的许多研究人员都采用有限元仿真来研究拉矫过程,并取得了令人满意的精度[2-5]。如张清东等曾对带钢拉矫过程进行了仿真建模[4,5],Huh等采用弹塑性有限元方法对拉矫过程进行了研究[1]。由于不锈钢力学性能及其拉矫机结构的特点,对不锈钢拉矫过程还未见报道。本文以某不锈钢带精整线的“一弯两矫”式世界钢铁·27·拉矫机为对象,运用Abaqus有限元软件