连续退火过程带钢稳定通板综合控制技术研究

摘要

近年来，随着家用电器、汽车、电子、建筑、造船、军工、航天等行业的迅速发展，板带需求量急剧增加。而经过冷轧后的钢板无法直接进行冲压等成型加工，必须经过退火工序使其形核、再结晶以达到减少晶格缺陷的目的，之后才能用于进一步的深加工。连续退火机组由于采用了快速加热、高温退火、快速冷却、过时效处理等技术，能够将清洗、退火、平整、精整等四个工序合而为一，在较低的成本下生产出平直度好、性能均匀、表面清洁度高的产品，因而获得了迅速的发展。与此同时，连续退火过程中带钢的稳定通板是保证机组连续、高速生产的关键，作为连退领域的重大难题，跑偏和瓢曲已经成为制约连退工艺进一步发展的瓶颈。
　　首先，本文充分结合连退机组的设备与工艺特点，在对连续退火过程带钢横向张力分布进行了科学系统分析的基础上，研究了带钢横向温度差、来料板形、炉辊辊型以及炉辊水平方向与垂直方向误差对带钢内部单元变形的影响，建立了一套适合于连续退火过程的带钢内部张力横向分布模型，给出了相应的计算策略，定量分析了各个因素对连续退火过程带钢内部张力横向分布的影响规律，并推导出了炉内板形变化计算模型。
　　然后，以带钢张力横向分布的不对称性为切入点，建立了带钢“跑偏”评价体系，深入分析了各因素对带钢“跑偏”的影响规律；同时，针对带钢的“瓢曲”缺陷，考虑到不同工艺段内设定张力与温度的变化，并结合炉辊旋转对带钢产生的力学作用，推导出了带钢条元横向压应力模型及临界失稳的力学条件，在首次提出了“瓢曲指数”概念的基础上，开发出了连退带钢“瓢曲”定量预报技术，详细阐述了带钢在不同工艺段内的“瓢曲”发生规律。
　　随后，针对带钢连续退火过程的跑偏、瓢曲及板形控制等问题，从张力及辊型两方面入手，首次提出了一个适合连续退火过程的带钢稳定通板综合控制指标，并以此为基础，将带材跑偏及瓢曲等缺陷作为约束条件，同时兼顾带材板形及拉窄问题，建立了一套适用于连续退火过程的张力综合优化设定技术。针对炉辊表面粗糙度衰减导致张力下跌的问题，开发了相应的张力补偿技术；同时，结合传统辊型在防治带材跑偏与瓢曲方面的优势与不足，设计了一套全新的炉辊辊型曲线。
　　最后，通过现场试验对本文相关研究理论与技术成果进行了验证。试验结果表明：不对称来料板形是导致带钢跑偏的直接因素；经过对各工艺段的张力综合优化及张力补偿，带钢跑偏趋势明显降低，同时板形质量在一定程度上得到改善。相关技术理论与实际生产的契合度较高，具备很强的实用性。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 连续退火简介

1.2 连续退火过程的工艺特点及缺陷

1.3 连续退火稳定通板技术的国内外研究现状

1.4 课题来源、背景及主要研究内容

第2章 连续退火过程带钢横向张力分布的研究

2.1 连续退火过程带钢内部张力横向分布模型的建立

2.2 连续退火过程带钢内部张力横向分布影响因素分析

2.3 连续退火过程中板形在线预报模型及控制技术

2.4 本章小结

第3章 连续退火过程带钢稳定通板模型及影响因素研究

3.1 连续退火过程带钢跑偏预报模型

3.2 连续退火过程带钢跑偏影响因素分析

3.3 连续退火过程带钢瓢曲预报模型

3.4 连续退火过程带钢瓢曲指数影响因素分析

3.5 本章小结

第4章 连续退火过程带钢稳定通板综合控制技术研究

4.1 连续退火过程张力综合优化设定技术

4.2 连续退火过程炉辊粗糙度衰减模型及张力补偿技术

4.3 连退炉内炉辊辊型综合优化技术

4.4 连续退火工艺制度的优化

4.5 本章小结

第5章 连续退火过程带钢稳定通板综合控制技术的现场应用

5.1 初始来料板形对带钢跑偏影响的现场实验

5.2 稳定通板综合控制技术的应用效果分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢