带钢在连续退火过程中的板形屈曲变形原因分析
冷轧带罩式炉退火后容易出现的问题原因及解决措施
冷轧带钢经罩式炉退火后容易出现的问题原因及解决措施退火后容易出现氧化，高温氧化及保护气体不纯氧化。
带钢过硬或软，带钢粘结可以降低出炉温度，Q料易氧化。
保温时间短升温速度快都会导致带钢硬。
轧机张力大会影响粘接，还有板型卷型等都有影响冷轧带钢在退火过程中发生哪些组织性能变化?退火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理[1]工艺。
目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。
退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。
1、金属工具使用时因受热而失去原有的硬度。
2、把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时间后，使缓慢冷却。
退火可以减低金属硬度和脆性，增加可塑性。
也叫焖火。
退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度（退火温度），大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础（图1）。
各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度，视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一温度。
各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。
重结晶退火应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。
其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或以内的某一温度。
加热和冷却都是缓慢的。
合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶，故称为重结晶退火，常被简称为退火。
这种退火方法，相当普遍地应用于钢。
钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（共析钢或过共析钢）以上30～50℃，保持适当时间，然后缓慢冷却下来。
通过加热过程中发生的珠光体（或者还有先共析的铁素体或渗碳体）转变为奥氏体（第一回相变重结晶）以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶，形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。
热轧带钢板形的常见影响因素与措施
热轧带钢板形生产中，容易出现板形不良，其主要的影响因素及控制措施：1、板坯加热及冷却由于加热时间不足，或是轧制过程中除磷水、冷却水的不均匀分布，造成钢坯的表面与中心、边部与中部的温度分布不均匀，在板坯长度方向，断面宽向及厚向的温差直接影响轧制力和内应力的分布，造成轧制过程中带钢延伸不均，板形不良。
2、轧辊1)轧辊热凸度。
轧辊沿长度方向加热和冷却不均，轧辊的热膨胀也不一样，一般工作辊中部比边部的热膨胀大，使工作辊产生一定的热凸度，直接影响最终板形。
2)轧辊磨损。
轧件与工作辊之间以及工作辊与支撑辊之间的摩擦会造成轧辊的不均匀磨损。
3、AGC大幅动作AGC过大幅度下压或上抬容易加剧带钢跑偏程度，造成板形的剧烈变化。
4、轧机间隙轧机间隙增大，会引起轧辊的横向及轴向窜动，会影响设备精度，最终影响板形控制精度。
5、轧件跑偏如果开始咬入时，轧件存在跑偏量，如未能及时消除，轧制后便会产生整体板形不良的现象。
6、轧机刚度轧机两侧刚度的差异，造成轧机实际弹跳值与模型设定值存在较大差异，在轧钢过程中带钢两侧存在一定厚度偏差，影响轧制稳定性。
改进措施：1、严格加热及冷却生产中要保证坯料在炉加热时间，根据轧制节奏合理控制各段炉温，严格控制板坯水印在15℃以内，保证各温度监测点的实测温度准确。
生产中要定期对轧辊冷却系统进行检查维护，保证轧辊冷却系统沿辊身长度方向冷却的均匀性。
2、轧辊及时更换轧辊是避免轧辊过度磨损，改善带钢板形的有效手段，同时，应合理选择轧辊材质，减少轧辊表面磨损，尽可能减少有害变形区的不利影响。
3、AGC在保证成品厚度满足要求前提下适当降低AGC调整限幅。
4、减小轧机间隙定期检查牌坊滑板、轴承座衬板、轧辊挡板、支承辊垫板等的磨损情况，对磨损严重的及时进行修补更换，并保证轧辊装配到位，使轧制过程中轧辊不出现横向、轴向窜动。
5、轧件对中对于轧件跑偏问题，通过提高加热炉出钢精度，更换磨损严重的辊道，减小轧件初始跑偏量，同时根据现场来料跑偏情况配合动态调整粗轧机前立辊中心线，提高轧件对中程度，避免跑偏造成的板形较大变化。
连续退火机组退火炉内的纠偏技术应用
刘 洪 张 华 连 退 机 退 炉 的 偏 术 爱 续 火组 火 内纠技 应
即使带 钢 在转 向辊 上 无 侧 向滑 移 ， 遇 到带 在
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张 力 ， 使带 钢在 辊面 上 向张力 小 的右侧滑 ， 促 带钢在 辊 面 上 的右 移 量 更 加增 大 。不过 ， 炉 因
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梅 山科技
２ １ 年第 ３期 ０１
连 续 退火 机 组 退 火 炉 内的 纠 偏技 术 应 用
刘 洪 张 爱华 ２０ ３ ） １０ ９
（ 山钢 铁 公 司冷轧 厂 南京 梅
摘
要： 主要 针 对连 续退 火机 组退 火炉 内带钢 跑偏 的原 因进 行 了分析 ， 并介 绍 了退 火炉 中
（ ｏ ｏ ｉｇＰａ ｔ ｆ ｉ ａ ｏ Ｃ ｌ Ｒ ｌｎ ｌｎ ｏ ｓ ｎＩ ｎ＆ Ｓｅｌ ｏ ， ａｊ ｇ １ ０ ９ ｄ ｌ Ｍｅ ｈ ｒ ｔｅ Ｃ ． Ｎ ｎｉ ０ ３ ） ｎ ２
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钢镰刀弯时也会 出现带钢偏斜进入转 辊
匕 下转向辊相距较远 ， 向纠偏辊摆角又不大 ， 转 偏
辊偏摆而使带钢在辊面上产生太大滑移量 ， 通常
可 以只考 虑螺旋 纠偏 作用 。
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冷轧 板 带产 品是 广泛应 用 于 国 民经济各 部 门
的重 要原 材料 ， 几 年来 ， 近 随着 汽车 板 、 电 、 装 家 包
连续退火炉炉辊变形原因
随着汽车工业的发展，汽车用钢尤其是薄钢 板的需求量不断增长，汽车板市场前景非常广阔， 国内各大钢厂都在相继建设汽车板生产线。连续 退火炉作为汽车板生产线的核心部分，炉辊的表 面状况直接影响到带钢的表面质量［１］。
退火炉一般由预热段、加热段、均热段、缓冷
张春青 高级工程师 １９７７年生 １９９９年毕业于华东理工大学 现从事冷轧连续退火炉技术研究 电话 １３７６４６０２７００ Ｅｍａｉｌ ｚｈａｎｇｃｈｕｎｑｉｎｇ＠ｂａｏｓｔｅｅｌ．ｃｏｍ
段、冷却段等组成。在加热段，炉温一般为 ８５０～ ９００℃，炉辊约 ３０～４０根，炉辊的材料为 ＳＣＨ２２ 耐热钢，该材料在高温下具有较高的强度和热疲 劳寿命，但是炉辊长期在超过 ８００℃的温度下受 到钢带的张力、自身的重力，以及进入炉内的低温 带钢对炽热炉辊的热冲击作用，会导致炉辊材料 在高温下的微观组织和力学性能退化，从而造成 炉辊本体发生变形。本文以某连续退火机组 ５９ 根炉辊（ＳＣＨ２２材料）为例，分析使用 １０年后部 分炉辊发生变形的原因，提出判断炉辊失效的方２６宝 钢 来自 术２０１９年第 ５期
法，为炉辊的更换提供指导依据。
１ 炉辊变形失效的外观特征
变 形 炉 辊 外 观 如 图 １ 所 示，炉 辊 直 径 ８００ｍｍ，辊身长 ２３００ｍｍ。分两条母线 Ｌｉｎｅ１和 Ｌｉｎｅ２测量变形炉辊的辊形，用辊形仪检测，发现 炉辊 的 辊 面 已 发 生 严 重 变 形，在 辊 面 中 心 线 （Ｌｉｎｅ３）及两侧距中心线 ４００和 ５００ｍｍ 位置处 （Ｌｉｎｅ４和 Ｌｉｎｅ５）发生的变形最大。根据辊形测 量结果，对 Ｌｉｎｅ３、Ｌｉｎｅ４和 Ｌｉｎｅ５处 进 行 跳 动 测 量，发现所有位置的辊面都不再保持圆形。辊面 中心线位置（Ｌｉｎｅ３）处最大跳动 ０．８ｍｍ，圆度≥ ０．６ｍｍ；距中心线 ４００ｍｍ位置（Ｌｉｎｅ４）处辊面最 大跳 动 ０．４６ ｍｍ，圆 度 ≥ ０．７ ｍｍ；距 中 心 线 ５００ｍｍ位置（Ｌｉｎｅ５）处辊面最大跳动 ０．６ｍｍ，圆 度≥０．３９ｍｍ。同时从辊面可以看出有波浪形的 色差，这是由辊面变形后与带钢接触不均造成的。 因此，如果炉辊变形严重，仅从外观颜色上就可以 初步判断炉辊是否有变形发生。
冷轧带钢板形屈曲变形失稳限的有限元分析
由于冷轧薄板结构的特殊性，当∆σcr<<σs 时，已 经发生失稳变形，因此，不必考虑材料的非线性特
图 2 中浪形式载荷图 Fig.2 Loads of long center
点[13−14]。计算中的主要参数有轧件宽度、厚度及截取 的半波长 L。根据实践经验，半波长 L 一般在宽度的 0.25~1.25 之间变动，因此，在这个范围内分别截取不 同的长度进行求解，以找到最小临界失稳限及半波长。 ANSYS 提供的分析结构屈曲失稳的技术是通过逐渐 增加载荷的非线性静力分析方法来获得结构发生失稳 的临界载荷。在计算中，如果模型的原始状态为平坦 的，并且所加载荷也在平面内，将不会产生屈曲变形， 也不会得到屈曲结果[18−20]。所以，在计算前，通过对 平坦的板带模型加入适当静态初始位移，使模型产生 预变形，从而达到屈曲变形的目的。利用非线性计算中 的 BUCKLING 模块求解出薄板模型在不带张力情况下 的屈曲失稳限。中浪形式模型屈曲变形如图 3 所示。 2.1 临界失稳限的计算与分析
长为板宽的 50%~60%，中浪与单边浪为 80%左右，对称双边浪约为 70%；在同样载荷下，随着厚宽比或张应变 的增加，临界失稳限呈增长趋势，并且复杂浪形的临界失稳限增长速度明显大于简单浪形的增长速度。
关键词：冷连轧机；带钢；屈曲；有限元分析
中图分类号：PG335.11
文献标识码：A
文章编号：1672-7207(2007)06−1157−05
收稿日期：2007−03−10；修回日期：2007−05−08 基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(59835170)；北京科技大学科技发展专项基金资助项目(20050311890) 作者简介：王 澜(1978−)，男，浙江长兴人，工程师，从事板形控制、板带轧制技术及自动化研究 通信作者：曹建国，男，博士，副教授；电话：010-62332835；E-mail: geocao@
钢材受热变形的原因及解决办法
钢材受热变形的原因及解决办法钢材受热变形的原因及解决办法摘要：钢结构加工制作过程中，焊接变形的影响因素比较多，如环境条件、施工材料以及各种人为因素（焊工的技能）等，而钢结构一旦出现变形问题，则会严重影响整个工程项目的施工质量，甚至会引发更为严重的后果。
本文将对钢结构焊接变形的主要原因进行分析，并提出相应的预防措施与解决方法。
关键词：钢结构、焊接、应力集中、变形0引言在建筑工程施工过程中，结构较为复杂、多样的钢结构焊接工作量非常大，这为钢结构焊接过程中的变形控制工作来带了压力；同时，钢结构焊接变形会对施工质量产生不利影响、造成严重的人员伤亡，因此加强对钢结构焊接变形问题的研究，具有非常重大的现实意义。
1受热变形的原因1.1胀缩应力焊接时，焊缝及热影响区受热而膨胀，但由于受到周围金属的阻碍而不能自由膨胀，此时产生压应力；冷却时，焊缝及热影响区要收缩，但又受到周围金属刚性的牵扯而不能自由收缩，而产生拉应力。
由于以上所述两种应力的存在使焊件产生了变形。
1.2金属组织的转变焊接后，焊缝及热影响区的金属，由珠光体转变为奥氏体，在连续冷却时，奥氏体是在一温度范围内进行转变，因此往往得到混合式组织。
随着温度的降低，转变产物的硬度随之提高，延伸率和断面收缩率也随之增大，因此产生了收缩，焊件产生变形。
1.3错边变形钢结构焊接人员在实际操作施工过程中，如果对钢结构加热不均匀，则钢结构构件就会产生不同程度的收缩，以至于焊缝位置的构件尺寸不相同，从而形成错边变形。
1.4焊接顺序焊接过程中因钢结构焊接顺序、施工方法不当而言产生的焊接变形。
在钢结构焊接过程中，不同位置、顺序的焊接操作，可能会导致焊接变形。
实践中可以看到，由于钢结构焊缝位置载力存在着一定的差异，因此如果先焊承载力相对较小一些的钢结构，则大负荷会将钢结构压至扭曲、出现焊接变形现象。
2防止钢结构变形措施铆工在实际工作中，取得了许多丰富的经验，有效的防止了焊件的变形，概括起来大致有：反变形法、对称受热法、热量集中法和缩小温差法等。
相变对两相区连续退火带钢温度和屈曲变形的影响
相变对两相区连续退火带钢温度和屈曲变形的影响吴雯;米振莉;苏岚;孙蓟泉;陈银莉【摘要】Low-carbon Al-killed steel was selected and finite element method (FEM) was used to investigate the influence of phase transformation on strip temperature distribution and buckling in the heating and slow cooling sections of the continuous annealing furnace. The results show that in the heating section, phase transformation can inhibit the increase of transverse compressive stress caused by thermal stress and reduce temperature and transverse temperature difference of strip effectively, and thus it is helpful to prevent the strip buckling. Inhibition of phase transformation on strip buckling firstly increases and then decreases when annealed at 760−820 ℃. In the slow cooling section, phase transformation weakens the decrease of transverse compressive stress caused by thermal stress and reduces temperature of strip, which promotes the probability of strip buckling. Strip buckling is more likely to occur at higher annealing temperature.%以低碳铝镇静钢对研究对象，利用有限元数值模拟方法，分别对连退炉内加热段和缓冷段中带钢相变对带钢温度分布和带钢屈曲变形的影响进行研究。
冷轧带钢的退火缺陷及原因分析
冷轧带钢的退火缺陷及原因分析粘结、氧化色和性能不合是冷轧薄板退火工序中存在的三大问题，尤其是粘结与氧化色这两种缺陷较为突出。
一、造成粘结的原因1、张力过大。
张力是引起钢卷粘结的主要原因之一。
张力包括轧机的轧制张力和卷取张力。
张力过大时，会使保护气体的气流循环不好而产生热阻滞，使钢板发生粘结。
2、板形不良，板形不好会使带钢在纵向上出现两边厚，中间薄或两边薄，中间厚或边浪、中间浪，多条浪及周期性局部浪形等，经高温退火后，都能产生粘结。
3、卷取时出现参差不齐的溢出边，带钢卷取不齐，特别是较薄的板子，容易产生粘结。
4、乳化液不纯。
乳化液中有杂物，经退火蒸发后残留于钢板与钢板之间，如吹除不净，也会产生粘结。
5、超温。
如果炉内出现严重超温时，也必然会引起粘结。
主要原因是，测量温度热电偶失控。
6、炉内保护气体循环不良。
由于装炉堆垛不符合要求，致使保护气体在炉内循环不好，使炉温不均匀，个别部位形成热阻滞严重，温差大而发生粘结。
7、对流板变形，表面平整度、光洁度差而影响钢卷边缘的气体循环，形成粘结。
8、堆垛过重。
主要指极薄板，如果堆压太多则极可能带来粘结。
9、退火参数选择不当。
针对不同规格、钢种的钢卷应采取不同的退火工艺参数。
二、造成氧化的原因1、系统不封闭。
2、保护罩“鼓肚”、破裂及法兰盘变形。
3、密封圈老化与破损。
4、冷却器破裂。
5、高温出炉。
如果不按工艺要求生产，抢产量而高温出炉，也是会使钢卷氧化的。
6、温控系统故障。
无论是测量、变送、记录，只要一个环节有问题，退火曲线所记录的温度就不会准确，这也是氧化的重要因素。
7、保护气体吹洗不充分，内罩里和外部快冷系统里的空气排除不干净。
另外，如果是残留乳化液过多或湿度较大的钢卷，则吹洗时间应比一般情况下要多一些，否则也达不到光亮退火。
8、在刚开始喷淋快速冷却时，分流的保护气体由于冷却后其体积突然缩小而造成炉内压力差引起内罩负压，而导致空气侵入。
9、保护气体露点高。
露点高的，说明保护气体中含水量高，这必然会给退火钢卷带来氧化色。
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Δεpcr
=
1 Fe
[ Fε1 f + 6
(δ/ b) 2 (1 - μ2)
×
( F1F2 - μF3 + (1 - μ) F4) ]
(1)
屈曲临界应力为 :
Δσcr = EΔεpcr
(2)
式中δ— 带钢厚度
b —带钢半宽度
μ—带钢泊松比
εf ─平均张应变 ;
Fe 、F1 、F2 、F3 、F4 ─5 个由数值积分法得
小 , 比常温态下更容易发生板形屈曲 。
为分析研究方便 , 将连续退火工艺段分三段
分别来考虑 : 退火炉入口段 (炉前) 、退火炉内 、
退火炉出口段 (炉后) 。
311 退火炉入口段
在退火炉入口段 , 带钢的屈曲问题为一般的
板形屈曲问题 。开卷后 , 在张力作用下 , 带钢内
部原存在的纵向纤维不均匀延伸 , 导致带材上有
【摘要】 现场跟踪发现 , 带钢经过连续退火炉的板形变化复杂多样 , 而且其程度不亚 于轧制过程 。为此运用带钢的板形屈曲及后屈曲理论 , 分析了退火炉内高温态下带钢的板形 屈曲临界条件 , 结合板形生成理论 , 指出退火炉内带钢板形发生变化的原因和主要相关因 素。
【关键词】 连续退火 带钢 板形 屈曲/ 后屈曲
如果不考虑炉辊辊形对带钢张力分布的直接 影响 , 退火炉内带钢各纵向纤维沿横向的分布不 均系由原始板形和横向温差共同决定 , 理想情况 是横向温差正好弥补了原始板形的延伸不均 , 如 图 2 。此时退火炉内带钢各纵向纤维沿横向的分 布均匀 , 表现出良好板形 , 但当带钢出了退火炉 或温差消失后原始板形缺陷会重新呈现出来 。然 而 , 一般情况是带钢各纵向纤维沿横向的分布不 均导致张力分布严重不均 , 使带钢宽向上呈受拉 和受压两个区域 , 在受拉区域如果张应力大于屈 服应力可能会产生塑性延伸 , 在受压区域如果张 应力大于屈曲临界应力值将产生屈曲变形 。
求解高温带钢的板形屈曲临界应力 。采取和常温
下相同的带钢屈曲临界应力求解思路 , 即在一定
的板内纵向应力形式下 , 先对带钢给出一个形态
与实际后屈曲的位移形态和约束条件相同的微小
初始变形 , 然后用能量原理去决定使这种形态的
变形成为无限快的条件 , 从而求出屈曲应力 。其
中考虑温度的影响 。
由于求解过程相对复杂 , 需要数值计算 。特 别选 取 εf = 315I 和 211I , B = 1025mm , h = 0129mm , μ= 0122 的典型工况代入计算 。计算结
RESEARCH ON STRIP PROFIL E BUCKL ING DEFORMATION D URING CONTINUOUS ANNEAL ING PROCESS
Zhang Qingdong Liu Yunyun Zhou Xiaomin Zou Yuxian Huang Xialan Peng J un
根据数据统计和分析 , 带钢板形在退火炉发 生了永久变化 , 也即带钢在退火炉中可能发生了 塑性变形 , 尤其是局部宽度的塑性拉伸变形 , 见 表 1 ; 此机组退火炉中存在着能使带钢板形发生 变化的因素和力学过程 , 而且其变形较常温态板 形屈曲更为复杂 。
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
(Mechanical Engineering School , UST Beijing)
(Baoshan Iron & Steel Co. , Ltd. )
【Abstract】 According to the examining data from a CAPL in Baosteel , the strip shape varied
【 Key Words】 Continuous Annealing , Strip , Shape , Buckling/ Post2Buckling
1 引言 连续退火机组集带钢的清洗 、退火 、平整 、
精整等工艺于一体 , 具有生产效率高 、成本低 、 质量高 、品种多样化等许多优点 。但生产中经常 出现带钢经过退火炉时板形从一种浪形形态变为 另一种完全不同甚至相反的浪形形态 , 变化复杂 多样且显著 , 对板形控制和生产稳定都构成严重 挑战 。 2 带钢板形变化现场跟踪
其次 , 相对而言 , 较厚或较软带钢易发生塑 性延伸 ; 较薄或较硬带钢易发生屈曲变形 。 313 退火炉出口段
在连续退火炉出口 , 与退火 (下转第 33 页)
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
果表明 , 对于取定的平均张应变和各种最常见的
板形缺陷形式 , 一致表现为温度升高显著降低发
生板形屈曲的临界应力 , 见图 1 。
(2) 带钢横向温差
一般 , 张力自动控制系统可以在带钢发生弹
性或塑性延伸时维持总张力基本稳定于工艺设定
值 , 但横向温差引起的纵向纤维不均匀延伸会改
变带钢张力沿横向的分布 。
第27卷 第 4 期 2005年7月
上 海 金 属 SHANGHAI METALS
Vol127 , No14 27
July , 2 0 0 5
带钢在连续退火过程中的板形屈曲变形原因分析
张清东 刘 周晓敏
(北京科技大学机械工程学院 , 北京 100083)
邹玉(贤宝钢 股黄份夏公司兰冷 轧彭厂) 俊
如果首先在受拉区域发生了塑性延伸 , 那么 各纵向纤维沿横向分布的不均匀程度随即降低 、 张应力横向分布也趋于均匀 , 同时降低张应力值 和压应力绝对值 , 所以受压区域不可能再发生屈 曲变形 , 受拉区域的塑性延伸也将减弱或停止 。 如果首先在受压区域发生了屈曲变形 , 那么由于 翘曲过程中的 “应力松弛”现象 , 各纵向纤维沿 横向 分 布 的 不 均 匀 程 度 被 翘 曲 浪 形 部 分 “消 化”[4] , 张应力横向分布也趋于均匀 , 同时降低 张应力值和压应力绝对值 , 所以受拉区域不可能 再发生塑性延伸 , 受压区域的后屈曲变形将停止 于一定大小的浪形 。因此 , 带钢不会在受拉区域 和受压区域同时分别发生塑性延伸和屈曲变形 。
complicatedly and markedly while passing through the continuous annealing furnace , nearly to the extent of the rolling process. The buckling criteria of the strip profile deformation at high temperature in the continuous annealing furnace was analyzed by the theories of strip buckling and post2buckling ; the reason and correlative influencing factors of the strip shape variation in continuous annealing furnace were presented on the basis of the shape creation principle.
在现场跟踪了某连续退火机组生产的大量钢 卷 , 通过分类统计定量说明这种板形变化的普 遍 、剧烈和大致规律[1] 。
带钢从连续退火炉前到炉后的板形变化的分 类统计见表 1 , 从中可以看出各种规格的带钢在 连续退火机组炉前炉后板形的对应性较差 , 能对 应的只占总体的 4719 % , 确存在板形的大小和
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第4期
张清东等 : 带钢在连续退火过程中的板形屈曲变形研究
29
图 1 临界应力与温度的关系
到的常数[3 ] 。
运用薄板弹性小位移理论 , 根据能量原理和
变分法可以求解各种板形应力形式下的屈曲发生
界限 , 但不能得到关于屈曲临界条件的显式表达
式 , 必须通过数值计算才能求得各种工况下的屈
曲临界应力值 。
312 退火炉内
在退火炉内 , 带钢的板形屈曲在高温下进
行 , 高温将降低带钢的屈服应力值和屈曲临界应
的部分受拉应力 , 有的部分受压应力 。当压缩部
分的压应力超过一定临界值时 , 该部分的带材将
会出现受压失稳 , 带材产生某种形式就是源自于冷轧带钢
的原始板形缺陷 。这是一个薄宽板的屈曲与后屈
曲力学问题 , 可以求得其屈曲临界条件[2 ,3] 。
冷态屈曲临界延伸率差为 :
钢规格 、材质 、温度 、原始板形 、横向温差 、炉 辊辊形和工艺张力等因素 。
受压区域是否发生屈曲变形主要取决于压应 力大小和屈曲临界应力值 。对于确定的炉辊辊形 和工艺张力 , 带钢承受压应力 (纵向纤维相对较 长) 的区域宽度越窄 , 承受张应力 (纵向纤维相 对较短) 的区域宽度越宽 , 则压应力绝对值越 大 , 也即此压应力大小与原始板形和横向温差有 关 。屈曲临界应力值与带钢的规格 、材质 、温 度 、工艺张力以及可能的屈曲模态都有关 。因 此 , 是否发生屈曲变形取决于带钢规格 、材质 、 温度 、原始板形 、横向温差 、炉辊辊形和工艺张 力等因素 。
28
上 海 金 属
第 27 卷
3 连续退火炉内带钢的板形屈曲机理
带钢产生板形屈曲的根本动因是带钢各条纵
向纤维长度不相等 (沿宽向的不均匀轧制或延伸