[发明专利]一种连铸机辊列曲线设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域。具体说，涉及一种连铸机辊列曲线设计方法。

背景技术

由于连铸机中高拉速技术的推广应用，使得铸坯的弯曲和矫直都是在未完全凝固状态下进行的。为了降低铸坯内裂纹产生的倾向，必须把铸坯在整个弯曲区和矫直区产生的弯曲应变和矫直应变控制在一定范围内，这就需要精确控制连铸机辊列曲线的设计。在连铸机辊列曲线设计中，常用的有一点弯曲矫直，多点弯曲矫直，连续弯曲矫直。连续弯曲矫直曲线的曲率是连续的，可使铸坯在弯曲和矫直两个区间长度内比较均匀的连续变形，比一点和多点弯曲矫直有明显的优越性。

连续矫直理论一般借助材料力学的方法将变形的主流简化为一根连续弯曲的等截面梁，在“小挠度”（y’=0）的假设条件下求解微分方程，得到三次抛物线

y=x36R0S0---(1)]]>

这是工程中熟知的Concast连续矫直公式

曲率

K=y′′(1+y′2)3/2]]>

弯矩M与曲率导数的关系为

k′=-M|M|n-1vcIcn]]>

其中v_c为拉速，I_c为蠕变惯性矩，n为蠕变计算系数，一般n=5.

从上式可以看出弯矩和曲率导数直接相关。连续矫直的曲率导数是不连续的，图1a是连续弯曲矫直方式下板坯c曲率和曲率导数的示意图，连续矫直方式下板坯c曲率导数在矫直段变化比较剧烈，且在矫直段结束的地方有一个向上突起的部分，此向上突起的部分导致了弯矩的突变，如图2a所示，图2a是连续弯曲矫直方式下板坯c的弯矩示意图，连续矫直的弯矩在矫直段末端又一个非常大的突变，突变的截面弯矩会放大震荡的剪力，而震荡的剪力会导致震荡辊子的反力，辊间弯矩会增大，会导致辊子受力急剧变化，辊子和轴承使用寿命下降。而且会使铸坯表面应变变大，容易产生裂纹。

另外，对于连铸机辊列曲线，弯曲矫直方式对铸坯和辊子受力影响较大，连续矫直对铸坯的鼓肚力和辊子所受的反力、总力都比较大，如图3a和4a所示，图3a是连续弯曲矫直方式下板坯c反力示意图，图4a是连续弯曲矫直方式下板坯c鼓肚力和辊子总力示意图，连续弯曲矫直方式容易造成铸坯和辊子的变形，降低设备的寿命。