热轧带钢层流冷却的离散化边部遮蔽策略研究

层流冷却会导致高强度热轧带钢板形缺陷,合理的边部遮蔽策略有助于冷却后板形改善.针对卷取温度为500℃的12 mm厚度X70管线钢热轧带钢,建立层流冷却过程的热-力-相变耦合有限元模型,对比模拟了在常规层流冷却和离散化边部遮蔽策略下冷却过程中带钢宽度上的温度场、相变和内应力分布.结果表明:在常规层流冷却过程中,带钢边部25 mm范围内会产生塑性变形,水冷后半段的前期带钢板形有边浪的趋势,后期板形有转向中浪的趋势;而层流冷却采用离散化边部遮蔽策略时,带钢宽度方向上温差显著减小,使得贝氏体转变量和残余应力沿宽度方向上分布更均匀.这种遮蔽策略有效消除了带钢边部的塑性变形,改善了冷却板形.     

板带层流冷却过程控制方法

针对现有板带层流冷却系统中卷取温度预测模型及前馈、反馈控制算法存在的问题，研究了板带层流冷却过程控制方法；提出了基于层流冷却过程动态模型的预设定模型和卷取温度预报模型；为了增强前馈控制能力，尽量减少反馈调节作用，在预设定模型的基础上增加前馈补偿模型．仿真实验结果表明该方法是有效的．     

升速轧制对热轧带钢层流冷却出口温度的影响

采用传热学原理建立了层流冷却温度有限差分模型,并用现场实测数据对水冷换热系数进行了自适应修正.对德盛1 150 mm热轧带钢层流冷却过程的温度变化进行了数值模拟,建立了一套层流冷却温度仿真系统,分析和研究升速轧制时带钢在层流冷却中温度变化的趋势.结果表明,层冷出口温度受带钢的速度影响较大,在升速过程中,如果不采用集管动态喷水调节,带钢温度出现前低后高的现象,并且随着加速度的增加带钢前后温差越大.以此为依据,现场过程自动化系统L2级硬件采用过程服务器,基础自动化系统L1级硬件采用西门子PLC,L2级和L1级软件分别在C++和Step7V5.4下编程实现,并采用了带钢头尾宏跟踪和过程自动化系统采用带钢样本微跟踪的控制策略,对处于变速及高速运动中的带钢沿长度方向逐点实施控制,用动态调节的冷却集管系统来保证在速度变化期间带钢层流冷却出口温度的稳定性.     

低残余应力热轧带钢层流冷却工艺的数值模拟

通过建立厚度为3.0 mm的Q345热轧带钢在层流冷却过程中的温度与相变耦合计算有限元模型,计算了热轧带钢冷却后在宽度方向上温度、组织转变、内应力的分布,分析了采用2种冷却工艺下带钢宽度方向上的温度、相变和内应力的差别.结果表明:带钢经过中凸型水流分布的层流冷却后,沿带钢宽度方向温度趋于一致,从而使得相变后得到的铁素体及珠光体沿宽度方向上均匀分布.与常规均匀流量分布层流冷却相比,中凸水流量分布层流冷却后,带钢边部压应力减少80 MPa;带钢在宽度方向上的应变差变小,从原来的7.69×10-6减少到3.71×10-6,降低幅度为51.7%,有利于获得更好的板形。     

X70管线钢热轧钢卷冷却过程中的相变与应力变化

为了分析钢卷冷却对带钢板形的影响,运用有限元方法研究了层流冷却后的X70管线钢热轧钢卷冷却过程,建立了热轧钢卷热力耦合模型,计算了卷取温度分别为500℃和550℃时冷却过程中的钢卷温度、相变体积分数、残余应力.模型考虑了钢卷径向层间接触对传热的影响,以及钢卷内径壁、外径壁和2个端面的换热系数的差异.结果表明:冷却过程中,钢卷的温度和相变不均匀使得钢卷的切向上边部受拉应力,而中部受压应力;钢卷在550℃卷取后,带钢边部20 mm以内的拉应力超过基体的屈服应力,板形有边浪趋势;降低带钢的卷取温度至500℃促进相变充分进行,有利于钢卷冷却后残余应力的降低.开卷后X70管线钢的边浪和横向C型弯曲板形是不均匀的层流冷却和不均匀钢卷冷却共同作用的结果.     

热连轧带钢层流冷却过程温度场模拟

轧后冷却过程中,卷取温度对带钢最终的微观组织和力学性能有重要影响。针对带钢轧后的层流冷却过程,分别采用有限差分法和有限元法,建立了带钢厚度方向的温度场模型,并将模型计算值与实测值进行对比。结果表明,两种方法建立的模型均能较准确地反映层流冷却过程中带钢的瞬态温度分布,为进一步分析带钢的微观组织转变和力学性能提供了依据。     

层冷控制模型在中宽带轧制中的应用

介绍了层冷过程控制模型及其冷却模式、冷却方式和模型自学习策略,将层流冷却控制模型应用于国内某厂中宽带轧后冷却过程.采用现场Q235A、4.5mm热轧中宽带生产数据,分析了带钢在输出辊道上集管组温降及现场应用效果,结果表明,该层流冷却控制模型现场应用效果良好.     

适应变速轧制的精细化轧件温度计算和控制模型

针对因变速轧制和复合冷却带来的卷取温度模型预报精度降低的问题,以热输出辊道上的冷却设备布置信息和辊间冷却换热形式为出发点,采用Crank-Nicolson(C-N)六点格式有限差分方法构建轧件轧后冷却温度计算模型;以前馈为主、反馈为辅,不断进行自学习来对轧件冷却温度进行控制,在精轧出口按照固定时间周期对轧件进行分段采样和前馈设定,在卷取入口按照长度进行分段采样和周期性反馈控制;为使模型适应升速轧制和因终轧温度控制所带来的速度扰动叠加的速度变化,对轧件在冷却区的运动进行精确的位置跟踪,并在冷却区中增设速度补偿区,对设定的冷却规程进行更新以补偿升速带来的冷却不足或降速引起的过冷.新的卷取温度模型以辊间冷却为计算单元,可有效地集成不同的冷却形式,并对变速轧制过程进行有效适应.自现场应用以来,卷取温度设定精度和控制稳定性大幅度提高.     

关于提高CSP带钢卷取温度命中率的探究

热轧CSP生产中发现,层流冷却设备中控制冷却水的72个气动蝶阀频繁的卡阻,降低了卷取温度的命中率,对产品的质量有较大的影响。原因是普通压缩空气里有大量的水分。为此,设计安装了一种自动排水的储气罐,基本消除了压缩空气中的水分,杜绝了气动蝶阀卡阻的情况,不仅提高了带钢产品的质量,还降低了设备维护成本。     

热轧低碳钢不同卷取温度下的相变模拟

针对某热轧带钢厂1780生产线,研究了三种不同卷取温度下低碳钢的相变行为,包括铁素体体积分数沿带钢长度方向的分布,组织中组成相的体积分数随时间的变化,并将计算结果与生产试验进行了比较.研究表明,卷取温度高,组织中铁素体的含量多.卷取温度过低,带钢的室温组织中出现魏氏组织,恶化带钢的性能.     

基于人工神经网络的SS400钢板力学性能预测

寻求微观组织与性能的定量关系一直是研究开发离线与在线预测系统的关键问题，针对热轧带钢SS400性能预测系统，提出了基于Matlab神经网络工具箱的神经网络解决方案．该模型采用前向神经网络，在利用BP算法的基础上，为了克服常规BP学习算法的缺陷，Matlab神经网络工具箱对常规BP算法进行了改进，采用更有效的数值优化方法，如Levenberg—Marquardt优化方法，建立了化学成分和生产的主要工艺参数与产品力学性能之间的关系．结果表明影响板带屈服强度、抗拉强度和延伸率三者的显著因素为钢板厚度和含碳量．     

卷取温度对热轧TRIP钢残奥及力学性能的影响

为了研究卷取温度对热轧TRIP钢的残余奥氏体和力学性能的影响,使用金相显微镜、扫描电镜、x-射线衍射、拉伸实验等方法对三种卷取温度下制备的热轧TRIP钢进行分析.结果显示,随着卷取温度的降低,残余奥氏体晶粒尺寸变小,残奥体积分数和碳的质量分数也变小.450 ℃和400 ℃卷取温度下制备的热轧TRIP钢的残奥形貌的圆整性相差不大,而350 ℃卷取温度下制备的热轧TRIP钢的残奥形貌较圆整.热轧TRIP钢的力学性能随着卷取温度的降低表现为高的屈服强度和低伸长率,450 ℃卷取温度下制备的热轧TRIP钢的综合力学性能最优.     

5Cr15MoV马氏体不锈钢冷轧工艺研究

5Cr15MoV马氏体不锈钢宽带材(>1 200mm)的冷轧目前在国内尚属空白,研究其冷轧及轧后热处理工艺对产品结构优化及拓宽市场有着极其重要的意义.该钢种热轧态为马氏体组织,边部碳化物析出不均,具有硬度高、塑性差的特点,冷轧前对材料进行均值化热处理,改善了组织形态,可以有效地防止边裂;经过试制,在森吉米尔廿辊轧机上采用小张力、小压下且轧制速度在100m/min以下的轧制方式,能够顺利完成冷轧;轧后冷连续退火,板温控制在700～750℃,卷取采用小张力,避免出现180°以上折弯,以免发生断带的危险.     

Influence of hot rolling conditions on the mechanical properties of hot rolled TRIP steel

Influence of hot rolling conditions on the mechanical properties of hot rolled TRIP steel was investigated. Thermomechanical control processing （TMCP） was conducted by using a laboratory hot rolling mill, in which three different kinds of finish rolling temperatures were applied. The results show that polygonal ferrite, granular bainite and larger amount of stabilized retained austenite can be obtained by controlled rolling processes. The finer ferrite grain size is produced through the deformation induced transformation during deformation rather than after deformation, which affects the mechanical properties of hot rolled TRIP steel. Mechanical properties increase with decreasing finish rolling temperature due to the stabilization of retained austenite. Ultimate tensile strength （UTS）, total elongation （TEL） and the product of ultimate tensile strength and total elongation （UTS×TEL） reaches optimal values （791 MPa, 36% and 28 476 MPa%, respectively） when the specimen was hot rolled for 50% reduction at finish rolling temperature of 700 ℃.     

薄板坯和常规板坯生产冷轧产品的质量比较

作为生产冷轧产品的原料,薄板坯热卷与常规板坯热卷相比,薄板坯热卷在纵裂纹缺陷、屈服强度和屈强比等方面控制更加困难.论述薄板坯热卷原料纵裂纹缺陷和机械性能对生产冷轧产品的衍生影响,比较同一罩式退火条件下,分别以薄板坯连铸连轧工艺和常规板坯工艺生产的IF钢热卷作为原料冷轧IF钢的性能,两者屈服强度相差30MPa左右.