[发明专利]一种热轧钛带横向翘曲板形缺陷的控制方法

说明书

本发明提供一种钛带热轧过程中C翘板形缺陷的控制方法，属于金属板带热轧过程控制领域。所述方法通过以下步骤来进行：首先进行C翘挠度的表征与测量；然后结合现场实际设备和工艺数据建立有限元仿真模型，对非对称摩擦状态下钛带的C翘挠度进行计算，并对相同轧制条件下不同工作辊辊径差下的C翘挠度进行求解；再对不同厚度规格钛带工作辊辊径差和C翘挠度调控量之间的关系进行拟合；最后根据热轧工业生产现场实际钛带C翘挠度缺陷，计算需要调整的工作辊辊径差，通过合理的工作辊上下辊径配比，达到改善热轧钛带的C翘板形缺陷，提高钛带成品板形质量的目的。

技术领域

本发明属于金属板带热轧过程板形控制领域，具体涉及一种热轧钛带横向翘曲板形缺陷的控制方法。

背景技术

钛及钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等许多特性，是最具发展前途的新型结构材料。不仅在航空航天工业中有着十分重要的应用，而且已开始在化工、石油、轻工、冶金、发电等许多工业部门中广泛应用。

钛带由于其有别于带钢的高温材料特性，在热连轧过程中不进行轧制润滑，使钛带上下表面与上下工作辊之间的接触摩擦状态难以保持一致，会存在上下表面一方摩擦系数偏大，而另一方摩擦系数偏小的现象，这种上下非对称摩擦状态会导致轧件垂向的不对称变形，进而导致出口轧件呈现横向翘曲板形，即C翘板形缺陷。而这种板形缺陷难以通过拉矫进行有效的矫直，且增加了后续板形处理工艺的难度和成本。目前难以通过有效的方式直接对上下辊件间的摩擦状态进行控制，需要提出易操作且可实施性强的调控措施，来调控由非对称摩擦状态导致的钛带横向翘曲板形缺陷，改善热轧钛带板形质量。

在C翘控制方面，文献1(张清东，戴杰涛.带钢板形翘曲变形行为的仿真[J].北京科技大学学报，2011，33(08)：1006-1012)利用有限元温度场模型对平整过程在线带钢横向翘曲变形进行了仿真计算，结果表明厚度方向横向应变的最大差值越大，带钢发生横向翘曲的翘曲量越大。文献2(卢兴福.钢板带板形瓢曲与翘曲变形行为研究[D].北京：北京科技大学，2015)对拉矫平整过程中的横向翘曲缺陷进行了力学行为分析并建立了求解模型及算法。文献3(专利CN104117541A)公开了一种热轧马氏体不锈钢横向翘曲的控制方法，建立了层冷段上下冷却水喷水量比例与翘曲量、带钢厚度的关系，通过合理设定上下冷却水出水量比例的方式来控制带钢横向翘曲程度。分析可知，当前针对板带C翘板形缺陷的控制方法研究主要集中在带钢的层冷和后处理工艺，但由于钛带轧制过程中的工艺限制，该方法难以取得较好效果。因此，需要针对钛带提出一种轧制过程中C翘板形缺陷的控制方法，来提高热轧钛带成品的板形质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明在对工业钛带实际热轧生产现场设备参数及生产数据采集的基础上，经过大量理论分析研究和工业实践，建立了一种通过调整上下工作辊辊径差，实现C翘缺陷调控的有效方法，所述方法通过测量的C翘挠度和实际设备工艺数据建立有限元仿真模型，对非对称摩擦状态下钛带的C翘挠度进行计算，并对相同轧制条件下不同工作辊辊径差下的C翘挠度进行求解；再对不同厚度规格钛带工作辊辊径差和C翘挠度调控量之间的关系进行拟合；最后根据热轧工业生产现场实际钛带C翘挠度缺陷，计算调整工作辊辊径差，完成对C翘板形缺陷的控制；

本发明提供一种钛带热轧过程中C翘板形缺陷的控制方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：进行C翘挠度的表征与测量；

步骤2：结合现场实际设备和工艺数据建立钛带轧制过程有限元仿真分析模型；

步骤3：以步骤1中的表征与测量结果为计算目标，对非对称摩擦状态下钛带的C翘挠度进行计算，并对相同轧制条件下不同工作辊辊径差下的C翘挠度进行求解，得到工作辊辊径差和C翘挠度调控量之间的对应关系；

步骤4：对不同厚度规格钛带工作辊辊径差和C翘挠度调控量之间的关系进行拟合；

步骤5：根据热轧工业生产现场实际钛带C翘挠度缺陷和步骤4的拟合结果，计算需要调整的工作辊辊径差；