铁素体轧制关键技术与机制研究现状

摘要：铁素体轧制是控制精轧过程在铁素体范围内的板带热轧工艺,与传统的“热轧-冷轧-退火”工艺相比,可以实现“以热代冷”,显著节约成本。然而对于一些短流程生产工序,粗轧和精轧之间的高冷速会影响产品的尺寸和组织均匀性,尤其是两相区较宽的低碳钢,更难实现全铁素体区精轧。总结了板带铁素体轧制的相关研究工作,结合各企业铁素体轧制工艺的特点,提出了铁素体轧制工艺参数及组织性能控制目标。围绕铁素体轧制技术应用的几个关键问题展开分析讨论,重点讨论了两相区变形的软化机制及对织构的影响机制,为今后铁素体轧制关键技术的开发提供理论指导。     

控轧控冷工艺对高强度锚杆钢组织和性能的影响

随着矿井深度的增加,对锚杆支护强韧性的要求越来越高,为了应对这一情况,需要研发出更高强度的锚杆钢。利用锚杆钢研究了轧制工艺、冷却工艺与珠光体、铁素体相比例,析出相析出行为及力学性能的关系。研究结果表明,在中轧后、精轧前采用适当水冷+回复段处理的复合工艺可使晶粒更细小、组织更均匀。对超高强度锚杆钢进行热压缩变形试验,由热模拟试验结果确定相转变温度为A_c1=737 ℃、A_c3=886 ℃。最终筛选出入精轧温度为810 ℃、回复段温度为800 ℃时,可获得的晶粒尺寸达4 μm,珠光体体积分数为66.8%,铁素体体积分数为33.2%,珠光体片层间距达200 nm;另外调整V、Cr、N等析出以提高锚杆钢的强韧性,较低的回复温度有利于细小、弥散、V(C/N)析出相的析出,V(C/N)的析出可进一步改善锚杆钢的力学性能。由该控轧控冷工艺轧制的锚杆钢屈服强度为780 MPa、抗拉强度为930 MPa、硬度为291HV、伸长率为20%。     

复合铸轧工艺参数对Kiss点的耦合影响

为了获得高质量的层状金属复合材料,依据双辊薄带复合铸轧技术,探究工艺参数间的耦合作用对复合铸轧的影响。采用有限元软件构建了铜和铝的固-液复合铸轧仿真模型,基于该模型,研究了铝板出口厚度、轧制速度、熔池高度、铜带厚度和浇注温度对Kiss点高度的影响,并对正交试验得到的Kiss点高度进行极差分析,得到了铝板出口厚度、轧制速度和铜带厚度3个强耦合参数,给出了这3个参数两两耦合下耦合强度的变化规律。铝板出口厚度和铜带厚度、铜带厚度和轧制速度对Kiss点高度的耦合影响随参数值的增大其效果逐渐减弱,铝板出口厚度和轧制速度对Kiss点高度的耦合影响随参数值的增大其效果逐渐增强。同时,利用复合铸轧熔池物理场的变化,分析了产生耦合的原因。     

MCCR产线低碳钢高拉速技术研究与应用

通过统计和分析现场数据,得出限制MCCR薄板坯连铸连轧低碳钢拉速提高的主要因素为结晶器热像图中的冷齿和结晶器液面波动,对冷齿和液面波动的成因进行研究,并提出有效控制措施。研究结果表明,结晶器热像图中的冷齿与结晶器弯月面凝固收缩特性相关,受冷却铜板厚度、碳当量、拉速及保护渣影响,反映到铸坯实物上为凹陷或者裂纹缺陷,需合理匹配形成最优参数组合,以降低因冷齿造成的漏钢风险。当结晶器铜板厚度减薄量在6.7%以内时,一冷水维持原设计流量;当结晶器铜板厚度减薄量在6.8%~11.1%时,拉速4.0 m/min以上时需降低10%的一冷水流量;当结晶器铜板厚度减薄量在11.2%~15.6%时,所有拉速下需降低18%的一冷水流量,同时使用高碱度B型保护渣。针对高拉速下结晶器液面波动问题,通过数值模拟研究浸入式水口插入深度、拉速、结晶器断面宽度及电磁制动等参数对结晶器内流场和温度场的影响规律,得到不同拉速和不同断面条件下电磁制动电流的合理配置,使得拉速达到5.5 m/min时钢液面最大流速仍小于0.3 m/s。上述研究结果应用后,结晶器冷齿问题得到有效缓解,110 mm厚的薄板坯最高拉速达到5.8 m/min,结晶器液面波动控制在±1 mm以内,保护渣液渣层厚度保持在8~10 mm,结晶器热流稳定,实现了高拉速的顺稳生产。     

基于粗轧镰刀弯的精轧跑偏预控模型及应用

带钢热轧跑偏问题是影响带钢生产与板形质量的重要因素。轧制生产过程中,由于粗轧中间坯头部弯曲导致的精轧堆钢事故频发,不仅严重危害生产稳定性,还造成资源的严重浪费和企业的经济损失。为了解决上述问题,针对粗轧非对称板形影响因素,结合实测粗轧中间坯以及工艺过程数据,建立中间坯头部预控模型,并利用加权最小二乘法与模型自学习对模型增益系数进行优化,最终建立了基于粗轧镰刀弯的精轧跑偏预控模型。将模型计算值应用于现场生产后,有效降低了精轧带钢头部跑偏,具有较好的参考价值和指导意义。     

MICROSTRUCTURES AND TEXTURES IN COLD-ROLLED ALUMINIUM STRIP

ＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳＡＮＤＴＥＸＴＵＲＥＳＩＮＣＯＬＤＲＯＬＬＥＤＡＬＵＭＩＮＩＵＭＳＴＲＩＰ①ＮｉｅＺｕｏｒｅｎ，ＺｈａｎｇＸｉｎｍｉｎｇ，ＹｉｎＺｈｉｍｉｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｒｉ...     

Modelling of plastic flow, heat transfer and microstructural evolution during rolling of eutectoid steel rods

A study was undertaken in an attempt to quantitatively describe the rolling process of eutectoid steel rods. Finite element method was employed to model plastic flow and heat transfer in the deformed material, and heat transfer during cooling to ambient temperature. The numerical calculation gave an assessment of the strain, strain rate and temperature distributions in the work piece. This allowed the prediction of the austenite microstructure evolution during the process. Finally, the relationships describing the microstructure-mechanical properties were used to quantitatively characterize the influence of processing parameters on strength of rods after rolling.     

连铸连轧过程中SPA-H钢板表面的氧化锈蚀

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱和XRD衍射物相分析等手段,研究了SPA-H钢经连铸连轧后表面黄色锈斑的形成原因.结果表明,黄色锈斑的外层主要由Fe2O3、里层由FeO组成,在钢板表面呈条带状分布;而无黄色锈斑的钢板表面主要是由FeO组成.黄色锈斑是由于在轧制过程中,钢表面的高温氧化产物（FeO）破裂,在随后的冷却过程中破裂处特别是裂纹的尖端形成大量的Fe2O3所致,高温氧化产物FeO的应变速率和该氧化膜的横向生长比较高,高温氧化膜开裂后,裂纹不能自愈,较低温度时合金表面发生了线性氧化.     

Roll force,torque, lever arm coefficient,and strain distribution in edge rolling

Due to the growing importance of width control in strip and plate mills, edge rolling is currently an im-portant process in hot rolling mills. Research in edge rolling has been carried out, and in the present ar-ticle, models for roll force, torque, and lever arm coefficient are derived using the upper bound method. A simple, kinematically admissible deformation zone and velocity field, independent of friction in the roll gap, is proposed, and the energy dissipation rate is derived. The formula for energy dissipation rate has, in practice, no limitation because all edge rolling geometries are safely in the area where the formula is valid. Roll force and torque are derived by means of two independent integrals. Thus, the lever arm coef-ficient is evaluated from the expressions for roll force and torque using conventional rolling theory. Roll-ing trials report good agreement with theory. Measured roll forces are similar to calculated forces. Furthermore, the shape of the dogbone that arises during edge rolling is in fairly good agreement with the calculated dogbone shape. Deviations are due to the deviation from ideally plastic material in the ex-periments. Also, the strain distribution over the dogbone is similar to the proposed deformation zone. Thus, a new formula has been developed to a stage that it can be implemented in width control systems for edge rolling stands in hot strip and plate mills.     

楔横轧轧齐基本理论研究

分析了台介成形过程中模具及金属变形的特点。发现产生螺旋状台阶的原因及其存在区间。从理论上阐明了设计楔横轧模具过渡段应遵循的准则。对比分析了多种满足过渡段设计准则的方案，指出最佳过渡方案为截止轧齐法，并给出了求解轧齐曲线方程的三种体积平衡原理及相应公式。最后应用微体积平衡原理求解了斜台阶轧齐曲线方程。