中厚板坯连铸坯连轧连轧连接件的优化设计.docxVIP

中厚板坯连铸坯连轧连轧连接件的优化设计 0 中厚板的发展及其质量要求 中厚板是经济和建设中的重要原材料。它是工业过程和发展过程中不可或缺的钢铁品种。广泛应用于船舶、桥梁、石化、锅炉、压力容器、高层建筑和军事应用等行业。世界钢铁工业的发展历程表明,中厚板的生产水平和产品质量标志着一个国家的钢铁工业发展水平。 随着科学技术的发展,中厚板生产制造水平不断提高,品种日益增多,应用范围和领域不断扩大,用户在对其内在性能严格要求(高强度、高韧性、可焊性等)的同时,对其外观质量也提出了更高的要求(平直的板型、光洁的表面、高精度尺寸等)。作为中厚板生产线上平直度控制的重要环节,辊式矫直设备的性能对成品钢板的外观质量起着决定性的作用,其先进与否在很大程度上反应了中厚板厂的技术装备水平。 1 产生厚板直度缺陷的机理和分类 1.1 钢板的内应力发生快 中厚板在加热、轧制、快速冷却、剪切以及热处理过程中,常出现板带材的纵向纤维在宽度或厚度方向上长度不相等的现象(即存在小的长度差)。由于纤维变形的不相等,在钢板内部产生了内应力,如果此内应力超过了钢板的临界屈服应力,就容易导致板面沿纵向或横向弯曲,形成平直度缺陷。 平直度实际上是指钢板实际形状与其理想的平直状态的偏差值,用不平度表示。它是衡量钢板质量好坏的一个很直观、很重要的指标。 1.2 中间波浪、边部波浪 常见的平直度缺陷大体分为两类。一是板面瓢曲,包括长度和宽度方向瓢曲;二是板型不良,包括中间波浪、边部波浪、侧弯等。 通常所见到的缺陷是其中的一种或两种以上的组合。如长度方向联合瓢曲又叫马鞍形瓢曲;中间波浪包括中波、中线波两种;边部波浪包括双边浪、单边浪等。 对于存在的种种平直度缺陷,只能依靠矫直手段予以改善。辊式矫直机作为中厚板生产过程中的重要设备,主要用来消除轧制和轧后冷却过程中产生的瓢曲和波浪缺陷,保证钢板平直精度、消除残余应力,使其符合国家标准或满足用户要求。 2 现代辊式弯曲技术的特点及典型结构 2.1 钢板矫直的缺陷 在中厚板生产中,由于多数被矫钢板上的原始曲率的大小与方向均是随机的,所以通常采用的矫直策略是:钢板在矫直机中经过交错排列的矫直辊的多次反向弯曲,使其在横向断面外层金属产生一定的屈服变形,长度较短或绷得较紧的部分伸长,原始曲率的不均匀度逐渐减小,从而获得所需的平直度和较小的残余应力。 2.2 辊式机床产品的优缺点 随着控轧控冷技术(TMCP)等新技术在中厚板生产中的广泛应用,传统矫直机存在的刚性差、矫直钢板厚度范围窄、功能少、换辊费工费时等缺点,已经很难适应生产的要求。为满足强冷后高强度钢板的低温矫直以及用户对产品质量的高精度要求,各大冶金设备商陆续推出以“全液压、高负荷、高刚性、多功能”为特征的现代矫直机,该类型矫直机一经出现,便以其优良的矫直性能快速推广应用到中厚板生产中,其典型特征如下: 2.2.1 辊缝和矫直力设置 传统矫直机上的电机调整系统在设定位置时由于存在精度不高、再现性和动态响应差等缺点,很难满足现代矫直的要求。矫直机上装备液压调整系统,可以有效克服电机调整系统的缺点。 液压辊缝调整系统由位置控制回路(带伺服控制的设定单元)和位移传感器(反馈实际位置值)组成。辊缝和矫直力设定通过4个设置在上框架上的液压辊缝控制液压缸来完成。辊缝控制的原则是在整个矫直过程中保持辊缝恒定,补偿钢板头部、中间和尾部在牌坊间的拉伸变形。由于4个液压缸可分别控制调整,辊系还具有整体前后倾动、左右倾动功能。 前后倾动功能实现自入口至出口矫直辊缝逐渐递增的调节,在入口的1～3号矫直辊给钢板提供大的矫直曲率,使钢板得到较大程度的矫直,之后矫直弯曲曲率逐渐减小,消除入口矫直辊对轧件产生的强制弯曲,使其回到弹性变形范围,最终减少或消除残余应力。倾动的优点是既能保证钢板得到大的矫直变形,同时又可以避免过大的矫直力。 左右倾动功能调节使操作侧和传动侧得到不同的辊缝值。在轧件两边延伸不等的情况下可使用倾斜功能,即轧件厚度大的一侧采用小辊缝,厚度小的一侧采用大辊缝,通过矫直减小轧件两侧的厚度差,达到矫平的效果。 2.2.2 钢板弯辊的分类 带有中浪或边浪等板型缺陷的钢板,纵向纤维长度不一致,这类钢板无弯辊矫直时,一般需要多道次矫直才可满足不平度要求。装备弯辊装置的矫直机,由于矫直辊的弯曲可沿钢板宽度方向施加大小不同的压弯量,使钢板的纵向纤维在矫直过程中承受不同的应力变化,短纤维受拉,长纤维受压,最终达到延伸一致而使钢板平直,矫直效率大大提高。 目前常见的弯辊形式见图1。第一类弯辊形式:矫直辊上受力架分为左右两部分,中部有铰接点,液压缸通过偏心轴和该铰接点可对上辊系进行弯辊。第二类弯辊形式:由设置在横梁和辊座之间的8个液压缸来调节补偿矫直过程中矫直辊的偏差。 在矫直设定中,矫直机根据钢板浪形特点,自动提