中厚板管层流淬火控冷系统水动力学模型

利用水动力学伯努利方程和连续性方程，推导了中厚板管层流淬火与控冷系统水力学性能和结构参数之间关系式。结构参数有水箱高度、管道内径和长度、阻尼孔径和孔数、喷管直径和个数等；性能参数有系统最大流量与最小流量、射流冲击力、射流冲击区直径、射流密实高度、射流不断流长度等。增大集管阻尼和提高水箱高度，是提高喷水均匀性的有效方法。     

基于遗传算法的中厚板高密度管层流控冷模型

针对高密度管层流控冷模型中既有连续变量又有离散变量 ,且为多峰值全局优化问题的特点 ,以钢板终冷温度为目标函数 ,以钢板运行速度、集管开启组数 ,上、下集管流量为变量 ,基于遗传算法对控冷模型进行了优化。遗传算法采用二进制编码 ,比例选择、多点交叉和变异等算子 ,终冷温度的相对误差低于 5%。     

热轧中厚板组织-性能预测及软件开发

以热力学和动力学理论为基础,开发了组织性能预测系统,并在首钢中厚板厂实现应用.预测了钢板屈服强度、抗拉强度随工艺及冷却参数的变化,预测结果和实测值吻合较好.随着冷却速率的增加,铁素体体积分数减少,晶粒尺寸变细.同样,成品厚度较大时,铁素体晶粒尺寸较大,铁素体体积分数变化不大.待温厚度为成品厚度的2倍左右,可以使Q235中板获得良好的力学性能.     

表层组织超细化轧制工艺在L245级管线钢板开发中的应用

采用表层组织超细化轧制工艺在首钢3 500 mm中厚板生产线上进行了L245管线钢板的批量试制.结果表明,采用这种特殊的控轧控冷工艺,普碳钢的化学成分可保证钢板的力学性能达到厚规格L245管线钢板的要求.试制钢板表层铁素体晶粒达到12级,中心部位10级,屈服强度达到300～365 MPa,抗拉强度达到430～480MPa,同时保持29%～35%的伸长率,-10℃夏比冲击功130 J以上,剪切面积85%以上.在几乎不增加冶金成本的前提下,试制钢板具有优良的强度、塑性配合,优良的低温韧性水平.     

345 MPa级表层超细晶普碳钢中厚板的工业试制

以充分挖掘材料潜力提高中厚板强度级别为目标,开展了普碳钢中厚板的表层组织超细化和心部组织细晶化控轧控冷工艺研究.在形变相变规律研究及实验室轧制工艺摸索的基础上,制定了现场轧制工艺.在首钢中厚板厂3500 mm轧机上,采用化学成分(质量分数,%)为0.13～0.16 C-0.20～0.25 Si-0.80～0.95 Mn-0.01～0.02 P-0.005～0.010 S的连铸坯,成功轧制出表层超细晶中厚钢板.25 mm厚钢板的表层铁索体晶粒度达到12级,中心铁素体晶粒度达到11级,屈服强度达到350～385MPa,抗拉强度达到470～500 MPa,同时保持25%以上的伸长率,完全满足国标GB/T1591-94中规定的Q345 MPa级钢的力学性能要求.本研究对于企业降低冶炼成本,同时提高中厚板产品强韧性具有重要意义.     

表层超细晶粒普碳钢中厚板的工业试制

以充分挖掘材料潜力提高中厚板质量为目标,开展了普碳钢中厚板表层组织超细化轧制工艺研究.单向压缩热模拟试验结果表明,在适当条件下,化学成分为w(C)0.16%、w(Si)0.19%、w(Mn)0.56%的普碳钢,可发生形变诱导奥氏体-铁素体相变并获得超细晶粒铁素体.实验室轧制9 mm钢板的铁素体晶粒度达到11级(约7μm),与热模拟试验的结果相一致,屈服强度达到350 MPa.在首钢3 500 mm轧机上,采用化学成分为w(C)0.13%～0.16%、w(Si)0.20%～0.25%、w(Mn)0.5%～0.7%、w(P)0.01%～0.02%、w(S)0.005%～0.010%的连铸坯进行工业试制.28 mm厚钢板的表层铁素体晶粒度达到12级,屈服强度达到310～321 MPa,抗拉强度达到440～450 MPa,同时保持34%左右的伸长率.     

普通C-Mn钢超细晶中厚板的带状组织

采用Gleeble2000热模拟试验机研究了普通C-Mn钢的再结晶规律，在实验室轧机上进行了C-Mn钢超细晶中板的轧制，并且在首钢中厚板厂工业轧机上进行了超细晶中厚板的工业试制，研究了工艺条件对中厚板带状组织的影响，分析了带状组织产生的机理。研究结果表明，在靠近静态相变温度Ar3附近的未再结晶区进行大变形量轧制(形变诱导相变)，不仅可以使板材的铁素体晶粒细化甚至获得超细晶组织，而且普通C-Mn钢中厚板中的带状组织减轻1～2级；降低精轧开轧温度有利于减轻板材的带状组织；在未再结晶区控轧有利于减轻板材的带状组织；随着未再结晶区形变量增加，板材的带状组织减弱。     

表层细晶化Q235中厚板轧制工艺的研究

采用Q235成分的连铸板坯，在首钢中厚板厂3300mm轧机上进行了中板表层组织细晶化的工业轧制实验，研究了轧制温度、轧制变形量分配、待温期间冷却方式对板材组织和性能的影响。结果表明，在奥氏体低温区增加精轧总变形量可以实现20mm成品板材的表层组织细化，屈服强度达到300MPa左右，铁素体晶粒达到8．5级，增加待温期间中间坯的水幕冷却有利于整个板材厚度截面的组织细化，屈服强度达到330MPa左右，铁素体晶粒达到9级，材料的强度接近Q345同规格板材的水平，具有优良的塑性和冲击韧性。     

Nb-Ti微合金化钢板的工业试制

用热模拟试验方法研究了Nb-Ti微合金钢的再结晶规律，在此基础上制定了合理的炼钢、控轧控冷工艺，进行Nb-Ti微合金钢的工业试制。分析了Nb、Ti等微合金元素对钢材组织、性能的影响。研究结果表明：对Q345钢进行Nb、Ti微合金处理并采用合理的控轧控冷工艺后，板材铁素体晶粒度提高1．5～2．0级，力学性能达到了Q390D的要求。