不锈钢带钢拉矫过程的变形行为分析

基于通用有限元软件(Abaqus/Standard)建立了不锈钢带钢拉伸弯曲矫直过程的有限元模型。考虑到实际不锈钢带钢拉矫过程的辊系及运动特点,该有限元模型将带钢在拉矫工艺段按照其所处的位置分为7段,针对带钢厚度方向的变形特点,沿带钢厚度方向将带钢分为7层。通过对带钢拉矫过程特征位置点经过各辊组的应力应变分析表明:带钢延伸率主要由1号弯曲辊组提供,而2号、3号矫直辊组对延伸率的贡献不明显。该研究得到的不锈钢带拉矫过程变形行为、延伸率产生机理可为拉矫工艺参数确定和优化提供理论基础。     

含磷高强钢板拉矫破鳞过程的氧化皮剥离机理

 为提升含磷高强钢板的拉矫破鳞效率,采用弯曲试验模拟拉矫过程中超低碳含磷高强钢板表面氧化铁皮的剥离过程,并以中点位置的压下量表征拉矫机弯曲辊的插入深度。通过表面微观检测可知,附着于带钢基体上的氧化铁皮在压应力下呈现块状剥离,拉应力下则主要表现为裂纹扩展。同时,采用ImageJ开源图像识别软件进行氧化铁皮剥离率及破裂度统计计算,发现两种应力状态下的带钢表面氧化铁皮剥离率及破裂度随着压下量的增加都趋于饱和,但饱和点却有较大差异。由于残余压应力的存在、内外侧表面应力状态及带钢基底与氧化铁皮材料属性的差异,导致氧化铁皮在带钢两侧的剥离形式截然不同。采用MARC有限元软件仿真了插入深度对拉矫伸长率的影响,并结合弯曲试验及微观分析结果可知,伸长率并不能完全表征破鳞效果,需要结合应力状态来综合评价。     

不锈钢带拉矫过程变形行为的数值模拟研究

建立了不锈钢拉伸弯曲矫直过程的有限元仿真模型,该模型针对不锈钢拉矫机辊组配置和旋转压下的特点,采用了窄条三维壳单元对带钢进行特征建模。为提高计算效率,带钢网格进行了局部细化。对304不锈钢典型规格带钢拉矫过程进行模拟,伸长率计算值与实测值吻合较好。对带钢拉矫过程特征位置点经过各辊组的应力应变分析表明:带钢伸长率主要由1号弯曲辊组提供,而2号、3号矫直辊组对带钢伸长率的贡献不明显。该研究得到的不锈钢带拉矫过程变形行为可为拉矫工艺参数确定和优化提供理论基础。     

带钢拉矫工艺的有限元仿真

以带钢为研究对象,通过设定各种工况,运用MARC有限元软件对带钢的实际拉伸弯曲矫直过程进行弹塑性仿真,得出了带钢延伸率与拉矫工艺张应力和弯曲辊插入深度等之间的关系,为进一步优化拉矫机工艺参数奠定基础.     

邯钢冷轧带钢表面水印分析研究

冷硬卷表面水印色斑是1种较严重的冷轧带钢表面质量缺陷,会导致电镀锌带钢表面出现色差,影响冷轧产品质量档次。通过对带钢表面水印色斑的物理研究分析,查明了冷硬卷表面产生水印色差斑缺陷的原因。结合实验室试验与现场生产实践,提出了减少水印色斑缺陷的方法,同时为优化轧制油配方提供了指导思路。     

镀锌机组拉矫工艺参数的优化

针对C320热镀线上的拉矫机存在的没有充分发挥拉矫机组对带钢板形的改善能力导致彩涂基板形质量较差等问题,围绕拉矫机的机理以及拉矫机与板形的相互关系展开了深入的研究,对拉矫机工艺参数进行优化,大大提高了板形质量。     

关于带钢拉矫纹的探讨

对拉矫机组在生产中带钢出现皱纹（折纹）、拉矫纹的现象进行了理论分析，并提出了解决办法。     

镀锌板光整过程表面粗糙度控制技术

 热镀锌带钢是高端汽车板的主要原料，用户对其表面质量控制提出了较高要求。首钢某热镀整机组的镀锌带钢出现了上下表面粗糙度分布不均匀，表现为带钢下表面粗糙度值高于上表面。针对此问题进行了大量的现场试验和理论研究。分析认为，光整过程的非对称因素是造成镀锌带钢表面缺陷的主要原因。以非线性有限元软件ABAQUS为仿真平台，建立二维平整轧制有限元模型，通过非对称仿真计算验证了镀锌带钢表面缺陷的产生原因，并且提出了优化光整轧制力 张力配比、辅助辊调整的改进措施，从而圆满地解决了镀锌带钢的表面质量问题，研究结果对生产实践具有借鉴意义。     

超音速微粒轰击纳米化拉矫辊表面形貌与力学性能研究

采用超音速微粒轰击方法（USPP）对宝钢某机组拉矫辊进行了表面纳米化处理,利用扫描电镜（SEM）、粗糙度仪和显微硬度计对其表面形貌和力学性能进行了表征分析,结果表明,轰击后拉矫辊表面随机分布大量的冲击坑,表面粗糙度可在1.5-2.5之间调整;拉矫辊表层晶粒尺寸明显细化。纳米化处理后拉矫辊表层硬度可达到HV 920。工作气体温度和压力是影响酸洗拉矫辊表面粗糙度和显微硬度的主要因素。     

拉矫液钢带表面残留改善

拉矫机组是金属钢带表面板型处理的最后一道工序,拉矫液对核心部位拉矫机起冷却、清洗和润滑的效果。目前拉矫液喷淋装置喷淋量较大,进入带钢通道无法挥发干净,经常造成白印质量卷。经过设计将拉矫液喷淋改为喷雾方式,有效地减少了喷涂量,拉矫液钢带表面残留得到了彻底解决。     

连续热镀锌退火炉的数学模型开发

针对大型冷轧带钢连续热镀锌退火过程模型化及控制这一实际工业难题，以及目前国内最先进的定钢热镀锌退火生产线中存在的大量实际问题，开发了适宜于实时控制的两类新颖的数学模型：带温分布模型和带温跟踪模型，研究了模型的实际、稳定性和辨识等问题，仿真和工业应用效果良好。     

辊式矫直机矫直板带浪形的有限元仿真分析

 辊式矫直机的矫直功能是中厚板生产线上保证板带板形的重要手段,其矫直过程可以消除或均匀板带内部残余应力,对提高板带综合质量具有重要意义。为了分析矫直机对带有边浪的板带的矫直过程以及矫直效果,首先建立了板带弯曲挠度的计算模型,为确定矫直辊的压弯量奠定了基础。在矫直模型作为压弯量设定的基础上,参考现场实际设备尺寸,通过借助大型商用有限元软件ANSYS建立了11辊的辊式矫直机有限元仿真模型,并针对研究目标设计了相应的仿真工况,将模型的矫直过程调整为采用上辊系整体压下倾斜的设置,对不同浪高的板带进行仿真分析。将有限元模型计算出的矫直力与生产实际设备的矫直力进行对比,有限元模型的矫直力计算偏差约为8.3%,满足计算精度要求。设置边浪浪高分别为5、10、20 mm的板带作为仿真工况,对其矫直过程进行仿真计算,提取仿真结果中的相关数据进行分析,发现在不采用弯辊的条件下,矫直过程同样具有消除板带不平度的作用。结果表明,在浪高较大时,矫直过程消除不平度的作用明显,但是矫直后板带并不能达到最终的平整度要求;在浪高较小时,矫直过程对不平度的消除能力较弱,但矫直后板带不平度可以达到最终的平整度要求。在分析的基础上,在工业现场的实际设备中进行相关试验,试验数据表明,仿真结果与试验结果趋势相同。     

镀锡板开平线矫直机插入量对板形控制的影响

基于镀锡板开平线矫直机结构形式，分析了矫直机结构特点及带材矫直机理。通过建立开平线矫直机有限元仿真模型，研究带材矫直过程的变形机理，分析各矫直辊组插入量对板形质量的影响。结合带材矫直过程仿真分析规律，建立了不同规格开平线矫直机插入量参数优化表，并针对不同来料板形制定矫直参数。参数优化后，带材浪形及翘曲缺陷基本消除，实现了镀锡板开平后板形质量的大幅提升，取得了良好的实用效果。     

薄规格镀锌板的生产

南方镀锌线在开工初期 ,生产薄规格带钢中出现的断带、褶皱、外观差、喇叭口等问题 ,通过研究薄规格带钢运行特点 ,突破常规的镀锌工艺 ,制定出薄规格产品的最佳工艺制度和控制参数 ,总结出生产高质量薄规格镀锌板的成功经验 .     

连续镀锌退火炉内带钢表面碳沉积机理

热浸镀锌是1种应用广泛的提高钢制件耐腐蚀性能的工艺,采用改良的Sendzimir法连续热镀锌,其机组退火炉内带钢表面容易出现碳沉积现象,从而导致镀锌层附着性差,严重时产生脱锌现象.本文采用电子探针X射线微量分析(EPXMA)方法检测镀锌带钢试样Fe/Zn界面附近各元素的分布,利用FactSage软件计算连续镀锌生产线中...     

全硬薄宽镀锌带钢的拉伸弯曲矫直工艺

建筑用全硬彩涂薄宽钢板是一种具有高附加值和高技术含量的高等级冷轧板带产品,但其在热镀锌工序中的板形控制是一个生产技术难题.通过对全硬钢的力学性能的测定和拉矫变形行为的有限元仿真,发现屈服应力大、屈强比高以及断裂时塑性延伸小等特性是造成镀锌后全硬带钢拉矫困难和板形难以控制的根本原因.基于仿真分析和现场调试,提出了针对全硬钢生产的包括拉矫参数设定的全套工艺对策,取得了良好的效果,可以稳定生产多种宽度和厚度规格的全硬彩涂钢板.     

基于有限元法的拉伸弯曲矫直过程板形控制分析

 板形是带钢质量的重要判定指标,常见的板形缺陷有边浪、中浪、1/4浪等,其实质是残余应力在带宽上的分布不均。拉伸弯曲矫直机通过张力辊组、弯曲辊组和较真辊组的共同作用,使带钢在低于屈服强度的张力作用下发生塑性延伸,从而有效消除浪形缺陷,改善板形,提高带钢质量。然而在拉伸弯曲矫直机的设计和使用过程中,对拉伸弯曲矫直机参数的调整多基于经验,缺少理论指导。为了定量分析拉伸弯曲矫直机参数对浪形缺陷的改善效果,使拉伸弯曲矫直机在实际生产中发挥更好的作用,以某1 450 mm带钢酸洗冷轧生产线上的拉伸弯曲矫直机为研究对象,使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA基于三维弹塑性有限元法建立了拉伸弯曲矫直机模型,对拉伸弯曲矫直机矫直过程进行了模拟,分析了张力和插入深度对初始浪形分别为边浪和中浪的带钢矫直后板形的影响规律。结果表明,经过拉伸弯曲矫直的带钢浪形缺陷得到显著改善;插入深度和张力对初始浪形缺陷分别为边浪和中浪的带钢板形的影响规律一致;3个辊组中矫直辊组的插入深度是影响带钢板形的主要因素,随着矫直辊组插入深度增大,带钢矫直后板形由边浪转变为平直,且随着矫直辊插入深度进一步增大,板形又由平直转变为边浪;随着入口张力增大,带钢矫直后板形由边浪转变为中浪。     

Influence of Air-Knife Wiping on Coating Thickness in Hot-Dip Galvanizing

 In hot-dip galvanizing process, air jet wiping control is so crucial to decide the coating thickness and uniformity of the zinc layer on the steel strip. The mathematical models developed predict the zinc coating thickness as a function of pressure and shear stress. The required pressure and shear stress profile on the strip surface were calculated using regression analysis, and carried out using numerical simulation as FLUENT, a finite element analysis software. The influences of the outlet pressure, the nozzle to strip distance, the slot opening, the edge baffle plate, as well as the tilting angle of air knife were discussed. Combining with these results and regression analysis on the practical data, four first-order polynomial multi-parameter models were established for different targeted coating thicknesses with better regression coefficients. The validated model was used to carry out sensitivity analysis to determine the favorable controlling regime for the air jet wiping process.     

高强IF钢冷轧边部条带缺陷机理分析与控制

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析以及酸洗模拟等方法,研究了高强IF钢HC250IF表面条带缺陷的产生原因、结构特点和控制措施。结果表明,氧化铁皮沿带钢宽度方向的不均匀分布以及拉矫破碎效果不充分导致了带钢边部比中部更容易发生过酸洗。在磷元素表面富集和晶界偏聚作用下,基体晶界处优先发生选择性侵蚀,侵蚀裂纹沿晶界从表面向内部扩展,形成具有厚度差的多孔区和粗糙区结构。冷轧过程中,缺陷部位变形撕裂,产生了大量表面微裂纹,增大了局部粗糙度差异,进而在带钢边部形成条带缺陷。以优化匹配热轧和酸洗工艺参数、改善热轧带钢表面状态为基础,通过控制酸洗进程、提高酸洗质量均匀性等措施,能够有效减少这类缺陷的发生。