热轧微合金高强钢卷冷却过程温度场数值模拟

 钢卷冷却过程中温度的变化对组织的形成、二次相的析出以及晶粒尺寸起着至关重要的作用,因此,获得钢卷冷却过程的温度场变化规律有重要的现实意义。计算符合实际冷却工艺的比热容及建立钢卷内表面换热系数和钢卷层与层之间热阻的模型,采用Deform-2D软件对微合金高强钢卷自然空冷过程进行数值模拟。比较模拟温降曲线与试验数据,验证了该模型的正确性,并研究分析了钢板厚度和卷取温度对钢卷冷却温度场的影响。结果表明,钢板厚度越大,钢卷温度分布越不均匀,卷取温度越高,钢卷发生相变的时间越长,但钢卷各部位冷速不会因此而改变。     

热轧带钢卷取及其冷却过程热模拟研究

分析了热轧钢卷冷却的传热过程，建立了钢卷冷却过程的传热模型。利用该模型研究了某钢卷在自然冷却、空气强制冷却、水 空气雾化冷却等不同冷却条件下的温度场分布。计算所得该钢卷中心部位在上述3种不同冷却方式冷却下相应的最大冷却速度分别为0．006℃／s、0．013℃／s和0．037℃／s左右。模拟结果表明，该模型对于普碳钢钢卷冷却中的传热过程模拟研究有较好的适应性。     

带钢卷取温度与铁素体晶粒长大模拟

建立了Q235热轧带钢卷取后冷却过程中的传热模型，考虑了钢卷导热系数的正交各向异性与导热系数在冷却过程中随温度的变化，用ABAQUS软件对钢卷冷却过程中的温度场进行了模拟，确定了钢卷不同位置的冷却曲线。以钢卷不同位置的温度演变为基础，用自行开发的热轧过程组织性能预报软件ROLLAN对带钢沿长度方向的铁素体晶粒尺寸进行模拟，通过现场开卷取样和大量的定量金相实验，测试分析了沿带钢长度和宽度方向铁素体晶粒尺寸的变化。模拟与实验结果吻合良好。     

热轧钢卷卷取后强制冷却工艺的研究

本文研究了热轧钢卷强制冷却方式,探讨了钢卷强制冷却工艺制度对带钢表面质量、机械性能等的影响,认为间断式强制冷却方式可取,对表面质量不带来有害影响,机械性能有一定上升,大大缩短了钢卷库存时间,为按周交货的生产方式提供了有利的条件.     

镀铬机组成品带钢冷却过程钢卷内部温度分布

针对镀铬钢卷内部温度分布无法准确预报而导致在厂区存放中钢卷结露锈蚀的现象,在大量理论研究与现场试验的基础上,采用钢卷三维温度模型的分析方法,通过建立导热微分方程,进而建立了一套新的钢卷冷却过程内部温度分布模型,并分析了多种环境条件下对模型的计算精度,在此基础上,编制出了"镀铬机组成品带钢冷却过程钢卷内部温度预报软件",并将其推广应用到某钢厂镀铬机组的生产实践,解决了现场镀铬钢卷结露锈蚀的缺陷问题,为厂区钢卷存放措施的制定提供了一定的理论依据与数据支撑,具有进一步推广应用的价值。     

热轧钢卷强制冷却中的应力腐蚀分析

阐述了应力腐蚀和冲刷腐蚀机理，提出了适用于热轧钢卷强制冷却过程出现的应力腐蚀现象的滑移－－锈蚀理论，可以很好地解释热轧钢卷冷却后出现的腐蚀缺陷，采用ANSYS有限元分析热轧钢卷强制冷却过程的热应力状态，说明在腐蚀缺缺陷区域存在100MPa以上的拉应力，诱发了热轧钢卷的应力腐蚀。     

中厚板中间坯冷却过程中晶粒长大及控制方法

为控制中厚板中间坯长时间待温导致的晶粒长大,研究了中间强制水冷却对奥氏体组织的影响.通过对Q345B钢和含Nb-Ti钢采用1050℃变形后快冷至1050~950℃预定温度保温的热模拟方法,确定了中间坯冷却过程中的晶粒尺寸变化规律,提出了中厚板冷却过程中晶粒长大的控制方法,建立了Q345B钢和含Nb-Ti钢在中间冷却过程中的晶粒长大模型.在中间冷却过程中,Q345B钢晶粒稳定性较差,而含Nb-Ti钢晶粒稳定性良好,归因于以铌为主的析出相对奥氏体晶界的钉扎作用.中间坯的强制冷却可控制奥氏体晶粒长大,63mm厚中间坯强制冷却可有效减小平均晶粒尺寸约20μm.在实际生产中,经中间强制冷却后16 mm厚度Q345B钢板的冲击韧性提高25%~70%.      

退火炉在线测试与传热模型研究

在线对退火炉内退火过程进行了热电偶插片实验,得到了钢卷内部温度分布的实际参数,讨论了退火炉内传热边界条件和径向热导率的确定方法。根据炉内氢气分流比例数据和在线采集的循环风机参数,计算实际工况下钢卷表面的对流传热系数;采用内罩温度简化算法,计算以炉台温度为基准的辐射换热系数;测试和ANSYS仿真计算结果表明,等效热导率在加热和冷却过程中差别较大,采用变化热导率计算结果与实测结果吻合较好。     

NVE36船板钢连续冷却转变行为及动力学回归模型

采用热膨胀仪对船板钢NVE36进行了连续冷却转变曲线(CCT曲线)的测定,并用显微镜观察其室温组织,用维氏硬度仪测定了组织硬度.利用Matlab软件平台对实验数据进行处理,建立了相变点温度-冷却速率关系模型及动力学回归模型,回归计算得到该钢种的最优模型系数.最后对比了NVE36钢在连续冷却过程中实验和回归模拟的动力学行为.结果表明计算值与实验值吻合很好,证明所建立模型的合理性及数据处理方法的可行性.     

全氢罩式炉退火过程中钢卷温度场计算模型

 针对某厂全氢罩式炉机组在退火过程中,由于钢卷冷热点温差过大且保温时间过长而出现产品质量问题的现象,建立了该机组退火过程传热数学模型。在钢卷导热系数、对流换热系数中加入修正因子,并研究了各系数的处理方法,经过大量实测数据的修正,得到了较优的修正因子。应用有限差分法求解数学模型,以某组第3卷钢卷计算结果为例,与实测数据对比,结果表明,热点温度计算值中92%的温度点的误差为5.12%以下,冷点温度计算值中90%的温度点的误差为5.05%以下。说明本文的数学模型和计算方法可靠,可用于该厂全氢罩式炉机组退火过程中温度场的预测分析,对退火工艺制度的优化有一定指导意义。     

Constraint Cooling of Hot Rolled Coil

The layer thermal conductivity during constraint cooling of hot rolled coil was dcscribed by using equivalent thermal conductivity model and finite element method. Two radial stress concentration zones in constraint cooled coil were shown by numerical analysis, and the tension stress was assumed to be the main factor to induce stress corrosion. The experimental results show that the longer the water cooling time is, the smaller the grain size and the more uniform the grains are.     

Effects of Technological Parameters on Microstructures and Properties of Low Cost Hot Rolled Dual-Phase Steel on CSP Line

The effects of technological parameters on microstructures and properties of low cost hot rolled dual-phase steel was researched by design different finish rolling temperature,mid cooling temperature between laminar cooling and UFC (ultra fast cooling) and stable UFC rate on the same gauge strips with the same chemistry composition during the manufacture process.It is the key for controlling coil temperature to control finish rolling temperature and mid cooling temperature between laminar cooling and UFC that based on stable UFC rate precondition.The lower finish rolling temperature,with mid cooling temperature between laminar cooling and UFC,the better to form martensite is.The foundation of developing the similar productions on the similar product line was supplied.It is good to technological advancement of developing high affixation value production as hot rolled DP steel,TRIP steel etc.in CSP line.     

热轧带钢控制冷却技术的发展

新钢种开发和用户对板带产品质量越来越严格的要求使得轧后控制冷却得到高度重视,不但要求实现目标卷取温度控制,冷却速度控制还要求实现冷却路径控制和微观组织结构和性能控制.从冷却换热形式、数学模型、控制策略、质量控制思想四个方面阐述了控制冷却技术的发展.     

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In order to solve the problems of time-consuming and intense vibration during the calculation process of inverse heat conducting problem (IHCP) with conjugate gradient method (CGM), a non-iterative model was developed based on finite element method (FEM) and related program code was compiled with Fortran. This non-iterative method was then applied to IHCP of laminar cooling process of hot rolled steel plate to calculate the convective heat transfer coefficient in the boundary. Through comparison of the convective heat transfer coefficient obtained by both CGM and the non-iterative method, the results were shown to be consistent with each method. Furthermore, the computing result of the non-iterative method were more stable, and had an obviously faster speed, which eventually cut down the whole computing by 76%. The new method could retain high sparsity of the matrix, which is more concise than the exiting non-iterative method. Besides, the new non-iterative method could also be an efficient way to calculate the heat flux and wall temperature at the same time, which made it possible for real-time output of boundary conditions during laminar cooling process of hot rolled steel plate.     

Self-Learning and Its Application to Laminar Cooling Model of Hot Rolled Strip

The mathematical model for online controlling hot rolled steel cooling on run-out table （ROT for abbreviation） was analyzed, and water cooling is found to be the main cooling mode for hot rolled steel. The calculation of the drop in strip temperature by both water cooling and air cooling is summed up to obtain the change of heat transfer coefficient. It is found that the learning coefficient of heat transfer coefficient is the kernel coefficient of coiler temperature control （CTC） model tuning. To decrease the deviation between the calculated steel temperature and the measured one at coiler entrance, a laminar cooling control self-learning strategy is used. Using the data acquired in the field, the results of the self-learning model used in the field were analyzed. The analyzed results show that the self-learning function is effective.     

板带钢快速冷却后表层返红现象

 热轧板带钢轧后冷却过程中,由于骤冷后表面与中心的温差导致轧件内部的热量传向表面,出现表面返红现象。对返红过程进行实验研究,实测了轧件在水冷后表层和内部温度的变化。用有限元法对不同规格轧件经历不同冷却条件下的返红情况进行模拟,分析钢板表面返红的原因,确定了发生返红的临界条件,得到了不同条件下返红引起的温升量和返红时间。结果表明,随着厚度和冷却速度的增大,水冷后心表温差增加,返红温升量增大,返红时间也增加。     

热轧带钢在冷却过程中的内应力解析

针对热轧带钢的冷却过程,开发了温度、相变的内应力的耦合解析模型,该模型采用有限元法,同时考虑了相变的温度依存性、相变潜热、相变膨胀。通过该数值解析模型,能够模拟热轧带钢在冷却过程中温度一组织内应力的演变过程,计算结果与实测值符合良好。     

带高压水除鳞换热的带钢粗轧过程温度场数值模拟

热带钢在轧制前通常需用高压水去除氧化铁皮。随着高压水对带钢表面冲击强度的增加,除鳞效果明显增强,带钢的温度也显著降低。影响带钢温度变化的因素复杂多变,其中尤以高压水的影响较显著,因此研究带钢在高压水除鳞过程中的温度场分布,对于了解带钢粗轧过程中的温度变化、合理制定后续精轧工艺非常必要。笔者将有限元数值解法与实验结果相结合,研究了高压水冲击强度与带钢换热系数之间的对应关系,得出了换热系数计算模型。将该模型应用于宝山钢铁集团公司2050mm热带钢粗轧机组进行模拟计算。结果表明模拟值与现场实测值吻合良好。