一種多道次曲率遞減式矯直工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種多道次曲率遞減式矯直工藝，所述矯直工藝根據(jù)待矯直鋼板信息，利用模型計(jì)算待矯直鋼板矯直所需的最大嚙合量，并結(jié)合矯直機(jī)矯直能力確定矯直道次，分配各道次入口輥縫和出口輥縫設(shè)置量，利用彈復(fù)變形模型計(jì)算出口邊輥設(shè)定量，避免鋼板頭尾出現(xiàn)翹曲，保證各道次矯直銜接順利，使鋼板實(shí)現(xiàn)多道次曲率遞減式的矯直。利用此矯直工藝能夠拓寬矯直機(jī)原有設(shè)計(jì)矯直范圍，同時(shí)降低了鋼板矯直后沿厚度方向上的應(yīng)力分布均勻性，提高了鋼板的板形質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種多道次曲率遞減式矯直工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷矯直工藝，具體地說(shuō)是一種采用多道次曲率遞減式以提高矯直機(jī)矯直能力和矯直質(zhì)量的冷矯直工藝，屬于軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]軋材在軋制過(guò)程或在以后的冷卻和運(yùn)輸過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生種種形狀缺陷，諸如棒材、型材和管材的彎曲，板帶材的彎曲、波浪、瓢曲等。因此，需通過(guò)各種矯直工序使彎曲等缺陷在外力作用下得以消除，使產(chǎn)品達(dá)到合格的狀態(tài)。
[0003]矯直機(jī)便是對(duì)金屬型材、棒材、管材、線材等進(jìn)行矯直的設(shè)備，矯直機(jī)通過(guò)矯直輥對(duì)棒材等進(jìn)行擠壓使其改變直線度。矯直輥數(shù)越多，鋼板在矯直過(guò)程中的彎曲次數(shù)越多，并且彎曲曲率遞減梯度越小，使矯直后鋼板外觀更加平整，內(nèi)應(yīng)力分布更加均勻。但矯直輥數(shù)增加致使矯直機(jī)制造成本增加，為節(jié)約制造成本，矯直機(jī)生產(chǎn)廠家會(huì)盡量在滿足用戶需求的前提下，選用最少矯直輥的設(shè)計(jì)方案。但伴隨鋼廠軋制品種的不斷升級(jí)，鋼板的強(qiáng)度和厚度范圍不斷拓寬，原有矯直機(jī)的矯直范圍逐漸不能滿足新產(chǎn)品的需求，經(jīng)矯直后鋼板的平直度達(dá)不到用戶需求。為了最大限度矯直超出矯直機(jī)原有設(shè)計(jì)能力的鋼板，多數(shù)矯直機(jī)用戶采用加大入口側(cè)矯直輥壓下量的方法，增加鋼板的塑性變形量，提高矯直后鋼板的平直度，但此種做法存在兩個(gè)問(wèn)題:首先，當(dāng)出口側(cè)輥縫設(shè)置為待矯直板厚度后，受矯直機(jī)最大傾斜量限制，矯直機(jī)入口壓下量達(dá)到一定極限后將不能繼續(xù)下壓，因此，僅通過(guò)加大入口側(cè)矯直機(jī)壓下量無(wú)法從根本上提高鋼板的矯直質(zhì)量；其次，當(dāng)矯直機(jī)在過(guò)大的傾斜量狀態(tài)下矯直鋼板時(shí)，其矯直后的鋼板沿板厚方向的內(nèi)應(yīng)力變化梯度過(guò)大，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力分布均勻性變差，鋼板在使用切割過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生再次瓢曲，從而影響用戶使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種利用多道次曲率遞減式矯直方法，提高輥式矯直機(jī)矯直能力范圍、改善鋼板矯直質(zhì)量的矯直工藝。
[0005]本發(fā)明的目的，將通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):一種多道次曲率遞減式矯直工藝，包括以下步驟:1、根據(jù)待矯直鋼板信息，建立矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型以確定待矯直鋼板矯直所需的最大嚙合量；
[0006]I1、結(jié)合矯直機(jī)矯直能力確定矯直道次，并分配各道次入口輥縫及出口輥縫的設(shè)置量，使鋼板實(shí)現(xiàn)多道次曲率遞減式的矯直；
[0007]II1、對(duì)矯直機(jī)出口邊輥進(jìn)行各參數(shù)設(shè)置后，將待矯直的鋼板沿矯直機(jī)的基座放入矯直機(jī)內(nèi)，并按照參數(shù)設(shè)定值，使待矯直的鋼板通過(guò)基座上均勻設(shè)置的兩排矯直輥，進(jìn)行不少于三個(gè)道次的矯直工序，完成矯直工序。
[0008]進(jìn)一步的，前述多道次曲率遞減式矯直工藝，步驟I中建立的矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型為:根據(jù)板材彎曲塑性變形率計(jì)算模型η =1-^r (式I)和Shirshov定理

P1 u
的輥式矯直機(jī)曲率半徑計(jì)算模型p=7^ + ^f (式2)，建立矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型

16/7 4
ν3(?-η>￡_ Λ/3(?-η>￡(式3);且當(dāng)彎曲曲率與彈復(fù)曲率相等時(shí)，鋼板的
2σν 、 2σν4
塑性變形量為O，式3中的塑性變形量為O時(shí)，建立使鋼板彎曲曲率等于彈復(fù)曲率的輥縫嚙合量計(jì)算模型丑2=(式4);其中，η:塑性變形量；P:鋼板彎曲的
2σ,.叭 2σν」4
曲率半徑；σ y:鋼板的屈服強(qiáng)度；E:鋼板的彈性模量；t:鋼板的厚度；P:矯直機(jī)的工作輥輥距訊:矯直機(jī)的輥縫嚙合量；H2:塑性變形量為零時(shí)矯直機(jī)的輥縫嚙合量。
[0009]進(jìn)一步的，前述多道次曲率遞減式矯直工藝，根據(jù)矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型
z V30-r|>￡_ V^l~η>￡ _Ρ_ (式3)，得出使鋼板發(fā)生必要塑性變形量所需要的
2σ,.2σν4
輥縫嚙合量，當(dāng)出口輥縫設(shè)定為鋼板厚度的前提下，矯直機(jī)的傾斜量SnMd =氏。
[0010]進(jìn)一步的，前述多道次曲率遞減式矯直工藝，各設(shè)置量包括:各道次出口邊輥的設(shè)置量:〃4=〃二+〃 結(jié)合矯直機(jī)設(shè)置最大傾斜量(Smax);所需矯直道次:N = [SneedSmax]+1 ;各道次入口棍縫:K = -(N +1 -1\sneed /N) + t ,出口棍縫:HL, = -(N -1\sneed /N) + t。
[0011]本發(fā)明，其突出效果為:本發(fā)明依據(jù)待矯直鋼板的具體參數(shù)，利用模型計(jì)算，待矯直鋼板矯直所需的最大嚙合量，并結(jié)合矯直機(jī)矯直能力確定矯直道次，分配各道次入口輥縫和出口輥縫設(shè)置量，利用彈復(fù)變形模型計(jì)算出口邊輥設(shè)定量，避免鋼板頭尾出現(xiàn)翹曲，保證各道次矯直銜接順利，使鋼板實(shí)現(xiàn)多道次曲率遞減式的矯直。利用此矯直工藝能夠拓寬矯直機(jī)原有設(shè)計(jì)矯直范圍，同時(shí)降低了鋼板矯直后沿厚度方向上的應(yīng)力分布均勻性，提高了鋼板的板形質(zhì)量。
[0012]以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的矯直機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明待矯直鋼板的傾斜度示意圖。
[0015]其中，1、3、5、7、9為矯直機(jī)邊輥，2、4、6、8為矯直機(jī)矯直輥，10為矯直機(jī)入口側(cè)輥縫，11為矯直機(jī)出口側(cè)輥縫，12為矯直機(jī)上輥盒傾斜角，13為矯直鋼板所需嚙合量，14為矯直鋼板所需傾斜量，15為單道次傾斜量，16為矯直鋼板厚度。

【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
[0017]一種8mm屈服強(qiáng)度為950MPa的耐磨鋼，其彈性模量為205800MPa，該種鋼材的矯直工藝使用的矯直輥輥距為230mm，邊輥輥距為320mm，計(jì)算使用的邊輥輥距為410mm (2* (邊輥輥距-矯直輥輥距/2))，矯直機(jī)上輥盒最大使用傾斜量為5mm。
[0018]本實(shí)施例采用一塊厚度為8mm的耐磨鋼為矯直對(duì)象，鋼板尺寸為8*2400*8000mm，屈服強(qiáng)度為950MPa，矯直前鋼板的最大平直度為20mm/2m，要求矯直后鋼板的通板平直度小于4mm/2m,具體過(guò)程如下:
[0019]第一步，根據(jù)待矯直鋼板的具體信息，建立矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型以確定待矯直鋼板矯直所需的最大嚙合量；該計(jì)算模型根據(jù)板材彎曲塑性變形率計(jì)算模型
4ρσο2 τι
rI = 1-石及(式I)和Shirshov定理的棍式矯直機(jī)曲率半徑計(jì)算模型p+ j (式
2),推導(dǎo)獲得矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型H1 =頓—掏—η)$(式3)，

2σ,.f 」4當(dāng)彎曲曲率與彈復(fù)曲率相等時(shí)鋼板的塑性變形量為0，且式3中的塑性變形量為O時(shí)，建立使鋼板彎曲曲率等于彈復(fù)曲率的輥縫嚙合量計(jì)算模型H2(式4)。


2σ, Il 2σν J 4
其中，H:塑性變形量；P:鋼板彎曲的曲率半徑；oy:鋼板的屈服強(qiáng)度；E:鋼板的彈性模量:鋼板的厚度；P:矯直機(jī)的工作輥輥距訊:矯直機(jī)的輥縫嚙合量；H2:塑性變形量為零時(shí)矯直機(jī)的輥縫嚙合量
[0020]II1、對(duì)矯直機(jī)出口邊輥進(jìn)行各參數(shù)設(shè)置后，將需矯直的鋼板沿矯直機(jī)的基座放入矯直機(jī)內(nèi)，并按照參數(shù)設(shè)定值通過(guò)基座上均勻設(shè)置的兩排矯直輥，完成矯直工序。首先利用
[0021]第二步，根據(jù)矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型/Z1 =MznM-ηK上

2σν I 2σ.ν 」4
(式3)計(jì)算使鋼板發(fā)生必要塑性變形量所需要的輥縫嚙合量為=14.4_，當(dāng)出口輥縫設(shè)定為鋼板厚度的前提下，矯直機(jī)的傾斜量=14.4mm ;(如圖2所示)，同時(shí)結(jié)合矯直機(jī)設(shè)計(jì)最大傾斜量(5_)，確定出所需矯直道次=3。分配各道次入口輥縫及出口輥縫的設(shè)置量，各道次入口輥縫(Η\η )和出口輥縫(H-)的設(shè)定量分別為:H1in =_
11 IIJ -TJ -『1:Jj
6.4mm， =-1.6mm； m =-1.6mm, ,wi =4.8mm； in =4.8mm, <M =8mm；
使鋼板實(shí)現(xiàn)多道次曲率遞減式的矯直。并計(jì)算出各道次出口邊輥的設(shè)置量(77-)為:
111Il^Jj、
=2.6mm； 'f,A =9mm； 4 = 12.21111110
[0022]第三步，對(duì)矯直機(jī)出口邊輥進(jìn)行各參數(shù)設(shè)置后，將待矯直的鋼板沿矯直機(jī)的基座放入矯直機(jī)內(nèi)，并按照參數(shù)設(shè)定值，使待矯直的鋼板通過(guò)基座上均勻設(shè)置的兩排矯直輥，進(jìn)行三個(gè)道次矯直工序，完成矯直工序；完成后鋼板的平直度小于3mm/2m，達(dá)到要求。
【權(quán)利要求】
1.一種多道次曲率遞減式矯直工藝，其特征在于:包括以下步驟:.1.根據(jù)待矯直鋼板信息，建立矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型以確定待矯直鋼板矯直所需的最大嚙合量； I1、結(jié)合矯直機(jī)矯直能力確定矯直道次，并分配各道次入口輥縫及出口輥縫的設(shè)置量，使鋼板實(shí)現(xiàn)多道次曲率遞減式的矯直； II1、對(duì)矯直機(jī)出口邊輥進(jìn)行各參數(shù)設(shè)置后，將待矯直的鋼板沿矯直機(jī)的基座放入矯直機(jī)內(nèi)，并按照參數(shù)設(shè)定值，使待矯直的鋼板通過(guò)基座上均勻設(shè)置的兩排矯直輥，進(jìn)行不少于三個(gè)道次的矯直工序，完成矯直工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多道次曲率遞減式矯直工藝，其特征在于:所述步驟I中建立的矯直機(jī)輥縫嚙合量計(jì)算模型為:根據(jù)板材彎曲塑性變形率計(jì)算模型η =(式




EtI)和Shirshov定理的輥式矯直機(jī)曲率半徑計(jì)算模型P +.(式2)，建立矯直機(jī)輥


. 16/7 4Γ ,-|2縫嚙合量計(jì)算模型/Z1 = AO —ν30—η),￡(式3);且當(dāng)彎曲曲率與彈復(fù)曲 . 2σν I 2σ.ν 」4率相等時(shí)，鋼板的塑性變形量為0，式3中的塑性變形量為O時(shí)，建立使鋼板彎曲曲率等于彈復(fù)曲率的輥縫嚙合量計(jì)算模型盡=⑩(式4);其中，n:塑性變形量；-2σ ν ^ 2σ ν J 4P:鋼板彎曲的曲率半徑；σ y:鋼板的屈服強(qiáng)度；E:鋼板的彈性模量；t:鋼板的厚度；P --矯直機(jī)的工作輥輥距:矯直機(jī)的輥縫嚙合量；H2:塑性變形量為零時(shí)矯直機(jī)的輥縫嚙合量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多道次曲率遞減式矯直工藝，其特征在于:根據(jù)矯直機(jī)輥縫
_ — _ — 2哨合量計(jì)算模型孖i =掏-咖(式3)，得出使鋼板發(fā)生必要塑性
. 2σ,.乳 2σν J 4變形量所需要的輥縫嚙合量，當(dāng)出口輥縫設(shè)定為鋼板厚度的前提下，矯直機(jī)的傾斜量Snrad=H1O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多道次曲率遞減式矯直工藝，其特征在于:所述各設(shè)置量包括:各道次出口邊輥的設(shè)置量:hImb ^ Ku, +H2.結(jié)合矯直機(jī)設(shè)置最大傾斜量(Smax);所需矯直道次:N = [Sneed/Sfflax]+1 ;各道次入口輥縫:K =-(\+\N) +r.出 口輥縫:Kf-1N-U + t。
【文檔編號(hào)】B21D1/06GK104209373SQ201410407277
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】安豐輝, 王道遠(yuǎn), 劉春 , 吳俊平, 趙顯鵬, 王凡 申請(qǐng)人:南京鋼鐵股份有限公司