铝合金厚板蛇形轧制温度场非对称性研究

介绍了蛇形轧制技术,提出了铝合金厚板蛇形轧制过程中轧板厚度方向温度场非对称性概念和使用非对称因子对轧板温度场的非对称性描述。使用热力耦合有限元方法,分析比较了铝合金厚板蛇形轧制和同步轧制时的轧板温度非对称分布差异;研究了蛇形轧制中轧板温度非对称性的原因。结果表明:在铝合金厚板蛇形轧制中,轧板厚度方向上快速辊一侧温度高于慢速辊一侧,最大非对称因子为0.14;导致蛇形轧制中温度场非对称的主要原因为轧板与轧辊间的摩擦产热和轧板的塑性变形热,所造成的非对称因子分别为0.0398和0.0401,而接触传热和空冷造成的非对称因子分别为0.01和0,它们对整体温度场非对称性基本无影响。     

宽厚板Q420q桥梁钢铸坯内部质量的研究

针对包钢生产的桥梁钢宽厚板坯在连铸生产过程中所出现的中心偏析、负偏析等内部缺陷,通过对铸机扇形段香蕉梁基准弧度的优化调整,提高了扇形段轻压下精度,同时对二冷水喷淋条基管的优化改造,保证了铸坯宽度方向冷却均匀,从而改善了铸坯的中心偏析问题。此外,通过降低电磁搅拌电流及下移电搅辊的位置,进一步提升了铸坯的内部组织,提高了桥梁钢的铸坯质量,有效改善了铸坯负偏析对钢板探伤及低温冲击性能的影响。     

基于机器视觉的宽厚板平面形状CPS智能优化系统的开发

钢板平面形状的高精度控制是提高宽厚板生产成材率的关键,然而平面形状测量手段的缺乏,使得产品生产过程中的平面形状控制异常困难。依托国内某4 300 mm宽厚板产线,研制了钢板平面形状在线检测装置,实现了钢板平面轮廓形状的精确测量,宽度检测精度达到±2 mm,长度方向检测误差小于5‰,侧弯量检测精度达±5 mm,头尾不规则变形区检测精度达±2 mm。同时,基于视觉测量结果,开发了宽厚板平面形状CPS智能优化系统,在信息空间建立起宽厚板平面形状的准确映射。通过在信息空间中的优化计算与决策,对物理空间的组板、轧制和剪切关键工序参数进行优化控制和动态调整,实现了宽厚板“组板-轧制-剪切”的多工序优化控制。该系统的成功应用,使得产线工序间协同效率得到了有效提升,有效提高了宽厚板产线的综合成材率和生产效率,同时降低了生产成本。     

基于机器视觉的铝合金厚板粗轧头/尾平面形状检测与分析

为降低铝合金厚板粗轧段头/尾切除量,提高热轧铝板成材率,提出了一种基于机器视觉的铝板粗轧头/尾平面形状非接触检测分析方法,旨在不影响热轧生产的基础上,为铝合金热轧切头/尾道次选择、切除量确定及头/尾轮廓形状演变规律分析提供实时数据。通过粗轧机入口与出口辊道侧面布置的工业相机,对铝合金热轧头/尾平面形状进行实时采集,并依次通过Blob图形分析、ROI区域设置、阀值分割、轮廓提取及缺陷长度确认,获得了各道次的头/尾平面形状轮廓和头/尾切除量长度。检测结果与实测结果对比分析表明,本检测方法精确可靠,可直接应用于现场控制。     

扁锭轧制中厚板过程平面形状控制的实验研究

通过实验模拟方法研究分析了扁锭轧制中厚板时,头尾平面形状的控制参数及方法,为改善中厚板生产时的头尾形状,提高成材率创造了条件。     

宽厚板边部折叠线形成机理及控制方法

边部折叠线缺陷是宽厚板常见的表面质量缺陷之一,使用光镜和扫面电镜对折叠线缺陷的形貌和特征进行分析和观察,通过钻孔试验追踪折叠线缺陷的形成机理,采用倒角结晶器技术来对比分析倒角连铸坯对折叠线缺陷的影响。结果发现:边部折叠线为钢板边部的多条纵向类裂纹缺陷,缺陷内主要为铁的氧化物;折叠线缺陷是在轧制过程中因铸坯角部向表面的侧翻所形成的折叠线;倒角结晶器技术可以有效的控制宽厚板边部折叠线的问题。此外,提高钢水纯净度、控制连铸坯冷却强度、减小横轧展宽量、提高板坯加热均匀性和保证轧制压下量等措施也可以不同程度的改善边部折叠线缺陷。     

道次间冷却工艺对厚板芯部变形及组织的影响

利用道次间冷却技术对特厚钢板轧制开展道次间冷却工艺试验,研究轧制过程中的冷却参数对钢板变形渗透性和晶粒细化的影响规律。研究结果表明:道次间冷却工艺能够促进轧制变形向特厚钢板芯部渗透,在一定程度上消除了芯部带状组织;采用再结晶低温区连续轧制并在轧制道次间进行大强度冷却工艺,特厚钢板芯部组织晶粒明显细化,晶粒尺寸可达10~15μm;粗轧道次间的冷却工艺对轧制变形渗透的提高效果优于中间坯冷却工艺,并且道次间冷却强度的增大有助于进一步提高变形渗透性。     

新型板带钢轧制过程热力模拟试验技术的研究

研究并开发了适合板带钢轧制过程热模拟的试验设备,讨论了加热系统、变形系统、冷却系统以及控制系统的具体实施与效果,并在此基础上进行了连续6道次变形过程模拟,变形后试样不仅能进行显微组织观察,而且还能进行力学性能分析。研究结果表明,大试样平面应变技术能很好地将材料的成分、工艺以及性能结合在一起。     

高碳珠光体钢形变后的微观组织及力学性能研究

研究了高碳珠光体T8钢在ECAP处理后的显微组织和力学性能。结果表明,利用多道次ECAP温变形能够使高碳珠光体钢组织呈现超微细化效果。复相组织中亚纳米级铁素体相纳米压痕杨氏模量和硬度分别为203 GPa和4.4 GPa。当纳米压痕深度超过100 nm后,杨氏模量对基底效应敏感度较低,而纳米压痕硬度出现较为明显的基底效应。     

高碳珠光体钢形变后的微观组织及力学性能研究

研究了高碳珠光体T8钢在ECAP处理后的显微组织和力学性能。结果表明,利用多道次ECAP温变形能够使高碳珠光体钢组织呈现超微细化效果。复相组织中亚纳米级铁素体相纳米压痕杨氏模量和硬度分别为203 GPa和4.4 GPa。当纳米压痕深度超过100 nm后,杨氏模量对基底效应敏感度较低,而纳米压痕硬度出现较为明显的基底效应。     

高强度厚规格钢板板形控制研究

针对宝武鄂钢4 300 mm宽厚板轧机轧制高强度厚规格钢板出现的“搓衣板”和“蛇形弯”板形缺陷问题,对其产生原因进行了分析。结果表明: “搓衣板”板形缺陷的形成是由于轧机机架精度不够造成轧辊辊系不稳定,高强度钢板在轧制过程中上下表面金属变形不一致而导致的,同时由于钢板头部下扣,使钢板在轧制延伸时受阻,加剧了整板“搓衣板”板形缺陷的形成。轧机主电机负荷平衡功能的投入会干预到上下主电机速度的给定,造成钢板“蛇形弯”缺陷,同时由于轧机雪橇功能的过分使用会加剧该种板形缺陷的形成。为此,提出了加强轧机机架间隙精度的管理措施,有利于轧制过程中辊系的稳定;对钢板精轧阶段压下制度进行了优化,即末道次压下率为12%~17%时,可使钢板头部板形为单弧形上翘,不会产生“搓衣板”缺陷;对轧机主电机负荷平衡功能及雪橇功能进行了优化,减少了钢板咬入阶段上下主电机速度波动,有利于钢板头部“蛇形弯”的控制。上述措施实施后,厚规格高强度钢板板形明显改善,降低了生产成本,提升了宽厚板厂产品质量和市场竞争力。     

中厚板轧机微尺度静定化升级

摘要：中厚板轧机常因受到事故干扰而不能实现其高端轧制能力,其关键在于约0.3 mm的轧辊弯曲挠度和轧辊轴承座侧面与机架窗口立柱之间约1 mm间隙两个微尺度量的负面影响。依据机构学微尺度静定设计理论对中厚板轧机的微尺度静定化进行升级。辊系机构静定化设计包括取消原偏移距设置并采用智能衬板以实现轧制过程中四辊平行,防止四列短圆柱滚动轴承烧损、轧机颤振、板带镰刀弯和辊系叼板窜辊等弊端的同时还提高了轧机固有频率。中厚板轧机的机构学静定化升级,可充分释放轧机高端能力,实现大压下轧制新工艺并可生产高强度新品种板带,达到降本增效的目的。     

SIMADYN D系统在中厚板轧钢厂中的应用

全数字控制技术是当代基础自动化的关键技术。介绍了SIMADYND全数字控制系统在中厚板轧机自动化中的应用。     

提高宽厚板轧辊使用寿命的工艺分析

分析了宽厚板轧辊使用寿命的影响因素,从轧辊选材、事故辊使用及磨削、轧制计划编排、配辊工艺以及支撑辊倒角优化等方面制定了降低辊耗的对策,使轧辊消耗由2012年的0.65 kg/t降低到当前的0.48 kg/t,降低了约26%。     

邯钢3 500 mm宽厚板轧后冷却系统集管开启优化研究

对邯钢3 500 mm宽厚板轧后冷却自动化系统集管的开启方式进行了分析及优化再开发。增加了稀疏开启、密集开启、分组开启及异常集管自动处理等功能,使冷却路径控制在自动模式亦可实现,明显提高了品种钢及特殊钢种产品的性能及板形。     

低成本正火态交货特厚EH36船板的研发

在当前降成本及绿色化生产的趋势下,开发了一种低成本正火态交货特厚EH36船用钢板。其采用C-Mn-Si-Nb-Ti成分体系,不添加V元素,为获得高强度及良好的低温韧性,研究了加热、轧制工艺对成品钢板组织性能的影响。结果表明:不添加V元素,正火钢板不具V(C,N)的析出强化作用,而通过延长铸坯加热时间和减小中间坯待温厚度,可显著改善轧后钢板组织形态,正火后钢板可获得细小的铁素体晶粒和弥散的珠光体组织,钢板各项性能优良。     

在线淬火中厚板表面氧化铁皮的控制与改善

钢板表面的氧化铁皮不仅影响产品外观质量,在轧制和矫直过程中还会导致氧化皮压入缺陷。采用控制轧制和直接淬火（DQ）工艺,研究了不同的淬火温度与终冷温度对低合金高强钢板表面氧化铁皮的影响,分析了钢板表面氧化铁皮结构及其脆化的原因。试验表明,通过增加除鳞道次并不能有效改善氧化铁皮,精轧轧制温度与轧后加速冷却过程对氧化铁皮结构具有显著影响,高冷速条件下通过降低精轧轧制温度与淬火温度,能够得到以FeO为主要成分的氧化铁皮,其具有良好的塑性并且分布均匀,避免了淬火后强力热矫直时氧化铁皮破碎并压入基体的问题,钢板抛丸后表面光洁。     

轧辊辊缝差和轧机组装间隙对精轧钢带尾板侧偏的影响

为了探讨精轧区轧辊辊缝差和轧机组装间隙这两个重要因素对精轧钢带尾板侧偏的影响,依据热轧生产线的操作条件,运用Abaqus软件建立了钢带热轧的第1、2和4机架精轧模型与尾端弯曲钢带。通过设定不同层级的轧缝差与变换上、下轧辊相对位置,模拟分析了各机架的轧辊辊缝差和组装间隙对轧辊两侧轧制力差、钢带尾端中心偏移、钢带运动行为的影响。结果表明:调整轧辊辊缝差可以有效地矫正钢带中心线偏移量,降低因钢带中心线偏移所产生的轧制力差,减少尾板撞击的发生概率;轧机组装间隙不对称会使钢带轧制时发生侧偏并撞击边导器,影响钢带运行的稳定性与钢带的成形质量。最后,试验验证进一步证实了上述结论的正确性与合理性。     

基于图像识别的中厚板剪切装备系统开发与应用

中厚板剪切过程需人工检测判断、缺乏智能剪切策略而导致损耗占比大,是影响中厚板生产成材率的重要因素。随着中厚板生产装备技术的发展,与工艺需求有机结合的、基于机器图像识别及多种算法模型的智能剪切装备系统的开发和应用,解决了人工误判、效率低下的问题,是实现中厚板最优化剪切并提高成材率的重要技术手段。介绍了国内某宽厚板厂智能剪切装备系统的开发应用情况,其应用满足现场工艺要求,在系统投用后,钢板长度短尺率降低0.4%、成材率提升0.5%、生产效率提高10%以上,取得了可观的经济效益,具有广阔的推广应用前景。