82B钢4道次预精轧过程的计算机模拟和分析

采用非线性有限元分析软件ABAQUS,通过建立的线材与轧辊的3维热机耦合模型,对钢厂82B钢(/%:0.79～0.86C、0.15～0.35Si、0.60～0.90Mn、≤0.030S、≤0.030P)φ20mm至φ16.5mm 4道次预精轧过程中轧件的温度场、应力-应变场和轧制力进行数值模拟和分析。结果表明,数值模拟结果与实测结果相符;预精轧过程轧件心部温度和表面温度的差值为～130℃;运用该模型对现场轧制过程中的前滑进行了分析,得出了影响前滑的因素主要有延伸系数、轧制孔型尺寸、轧制速度以及辊径与轧件厚度比值。     

GCr15轴承钢棒材连轧过程温度场数值模拟

建立了GCr15轴承钢(0.99%C、1.47%Cr)160 mm×160 mm方坯经粗轧、一中轧、二中轧、KOCKS轧机轧成Φ25.0 mm和Φ35.0 mm的轧件温度场预测模拟系统;研究了轧件轧制过程中温度的变化,一中轧入口轧制速度(0.55 m/s和1.1 m/s)对轧制过程轧件温度的影响,以及轧后冷却工艺(2段式和3段式快冷)对轧件温度的影响。结果表明,轧件温度的计算值和实测值的相对误差≤3%。     

棒线材连轧全部道次轧件尺寸预测通用模型

棒线材轧制的尺寸精度至关重要，但因轧制道次多、孔型内变形复杂，所以提高尺寸精度难度大。建立棒线材连轧过程全部道次轧件尺寸预测通用模型，为计算和预测棒线材轧制变形提供了高效的方法。分别预测了轧制?9 mm规格Q235和65Mn线材以及轧制?40 mm规格40Cr和20CrMnTi棒材全部道次的轧件尺寸，其中轧制参数按照模型推荐的全部道次压下量进行预测，最终预测成品尺寸的相对误差为-1.56%～0.78%,绝对误差为-0.14～0.07 mm,预测精度满足目前钢铁企业实际生产的最高精度需求。该模型在计算不同类型生产线轧制的各类钢种时具有通用性，有较高的计算时效性，可作为棒线材轧制工艺数字化转型的基础模型。     

基于有限元高速线材预精轧与精轧过程的研究

为揭示线材热轧过程中轧件内部微观组织的演化特征,对某厂Φ6.5 mm规格的ML08Al线材预精轧、预水冷和精轧过程进行了有限元模拟.预精轧开始轧件温度为980℃.温度与变形的模拟结果与实际生产情况基本吻合.结果表明:整个预精轧和精轧过程中,轧件心部温度一直很高,而轧件表面温度较低;轧件的变形主要集中于轧件心部和对角线方向,这些区域更有可能达到动态再结晶的条件使晶粒组织优先细化;其心部与表层所出现的混晶组织,是由变形条件和温度条件的综合作用而产生的;加大预水冷强度可以抑制晶粒长大,提高成品组织的均匀程度.     

高速棒材生产线新工艺技术及装备应用

新一代热机轧制技术在轧线高速区施加多级控轧控冷工艺,通过重载型模块轧机,在精轧道次施加足够的总变形量,轧件在未再结晶区反复变形,配合冷却速率控制,钢材晶粒细小均匀,强度高、性能优。山西通才工贸有限公司高速棒材轧钢生产线,首次应用新一代热机轧制工艺技术,高速区采用超重型RVM330系列模块轧机。生产Φ25 mm的HRB400E螺纹钢w(Mn)低至1.1%～1.2%、Φ12 mm螺纹钢w(Mn)低至0.7%～0.8%,屈服强度≥420MPa,实现了低合金成分生产,生产成本大幅降低。     

Φ5.3mm盘条高精度轧制工艺与实践

结合线材生产线设备布置情况,制订了Φ5.3mm盘条高精度轧制方案,通过严格控制轧线温度,成品孔型重新设计,精确计算减定径机组轧件尺寸与速度,在计算机控制系统采用Φ5.0mm盘条轧制程序表的基础上,开发出了椭圆度不超过0.20mm的Φ5.3mm高精度盘条,尺寸精度达到Φ5.3mm±0.1mm。     

热线理论计算线材精轧机组的温升

基于热线理论提出计算高速线材轧制温升的新方法.由于线材精轧轧制速度快,散热条件差,可认为轧制过程是绝热的,线材轧制外功几乎全部转换为热.线材温升的热量全部来自于变形区内的速度不连续线所做的剪切功率,称此速度不连续线为热量分布线(热线).道次温升为变形区内全部热线温升的总和,在假定道次变形中椭圆长轴或短轴不变条件下推导出高速线材精轧机组温升计算公式.对φ6.5 mm线材精轧进行了实际温升计算与测量,结果表明:计算的理论温升略低于实际测量温升,线材精轧入口温度越低,出口累计温升越大.     

GCr15轴承钢棒材连轧过程的有限元模拟

通过Gleeble-1500热模拟试验机对GCr15轴承钢(/%:0.99C,0.31Mn,0.24Si,0.010P,0.003S,1.44Cr,0.01V)热轧材进行800~1 150℃,变形速率0.1~3 s~(-1),变形量0.7的等温压缩变形试验。采用已建立的Hensel/Spittel变形抗力模型,运用LARSTRAN/SHAPE有限元模拟软件对200 mm×200 mm连铸方坯连轧Φ70 mm GCr15轴承钢棒材10道次热连轧过程进行三维热力耦合有限元模拟。通过分析各道次轧件温度场、应力应变场、宽展及轧制力参数的变化规律,预测了轧件在第5道次最有可能在角部出现裂纹,因此在轧制过程应减小第5道次变形量,防止产生裂纹;各道次出口处轧件横截面宽度、高度尺寸的模拟值与实测值的相对误差分别为0.40%~5.90%和0.28%~6.11%。     

CSP连轧过程温度和轧制力的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对0.19%～0.20%C钢68 mm薄板坯CSP 6道次连轧过程的温度以及轧制力进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件温度和轧制力的分布与变化规律。结果表明,在轧件变形过程中,接触热传导和变形热是影响温度变化的主要因素,二者的综合作用决定了轧件的温度变化规律;轧制结束后,轧件从表面向内在一定厚度范围内出现明显的温度梯度,超过该临界厚度值,轧件温度基本保持不变。在轧制稳定阶段,轧制力在微小范围内波动。     

推动模型在棒线材轧制过程模拟中的应用

基于三维热一机耦合有限元分析方法建立了刚性体推动模型，模拟棒线材多道次连轧过程。刚性体推动模型与常规有限元模型的比较结果说明刚性体推动模型可以在获得相同的精度前提下，显著地提高运算效率。将所建立的有限元模型应用于304不锈钢粗轧过程的数值模拟，得到了轧件6道次连轧过程的温度场、应变场和轧件的变形过程，并比较了各道次的轧制力模拟结果和轧机许用轧制力。温度场的模拟结果与测量结果的比较证明了模型的可靠性。     

Φ16 mm GCr15轴承钢棒材KOCKS轧机热连轧工艺数值模拟和分析

采用DEFORM-3D三维大变形热力耦合弹塑性有限元软件对Ф21.5 mm GCr15轴承钢坯料在四架KOCKS轧机连轧成Φ16 mm棒材工艺过程进行了数值模拟。分析了棒材在KOCKS轧机孔型中轧制时的等效应力、等效应变、温度场以及轧制力等轧制工艺参数。结果表明,棒材在KOCKS机组中的变形主要发生在延伸孔型,精轧孔型的变形量较小,尤其在最后一道次;棒材在KOCKS机组中的宽展是不均匀,在靠近轧辊的区域宽展较小,在辊缝处宽展较大并产生鼓形;棒材在KOCKS机组中等效应变已达到芯部渗透,这对保证组织致密度和成品内部质量是非常有利的,现场各道次轧制力的实测值与模拟值的相对误差＜2%。     

轧后冷却工艺对模拟CSP含铜Hi-B钢热轧组织和结构的影响

以模拟CSP工艺-真空感应炉熔炼含铜Hi-B钢(/%:0.06C,3.38Si,0.14Mn,0.013P,0.003S,0.019Als,0.37Cu,0.0015O,0.0087N)模铸成210mm×120mm×60mm板,Φ350mm二辊热轧机1065℃开轧经5道次从60mm轧成3.5mm板(终轧865℃)为试验基板,研究了轧后水冷和轧后水冷至580℃再空冷两种冷却工艺对实验钢组织和织构的影响。结果表明,热轧后水冷到580℃再空冷到室温的冷却方式有助于获得更高取向精准度的高斯织构、更低比例的黄铜织构以及其他合理的织构组成,较轧后水冷工艺更加适合实验钢。     

轧制工艺对L450M管线钢组织和性能的影响

通过对压缩比、压下率和轧制温度的控制,使L450M管线钢(/％:0.06C,1.52Mn,0.19Si,0.017Ti,0.048Nb,0.028Als)获得了良好的强韧性.结果表明,200 mm坯粗轧末3道次和精轧前3道次达到20％以上的大压下率,可以使12 mm钢板在随后的冷却过程中形成细小的微米级晶粒.晶粒尺寸基...     

铜包钢6A冷拔断丝原因分析和工艺改进

铜包钢6A(/%:0.03～0.06C,0.02～0.05Si,0.15～0.25Mn,≤0.015P,≤0.015S,0.02～0.05Al)冶金生产流程为铁水脱硫-120 t BOF-LF-140 mm×140 mm方坯连铸-连轧至Φ6.5 mm盘条-退火。运用扫描电镜分析了Φ6.5 mm铜包钢6A盘条冷拔至Φ 0.45mm的断丝。结果表明,Φ0.45 mm钢丝断口附近的中心线位置存在粗大球化渗碳体团,在拉拔过程中,珠光体较铁素体硬度高,珠光体端部萌生细小的孔隙,随着拉拔道次的增加,逐渐扩大成了横向Y形裂纹并最终导致断丝。通过将钢中碳和锰含量分别从0.05%和0. 23%降至0.03%和0.17%,中间包钢水过热度从35℃降至25℃,电磁搅拌由250 A,1.2 Hz优化成400 A,1.2 Hz,改善了盘条中心位置的珠光体团聚现象,冷拔断丝率从吨钢1. 0次降低至0. 2次。     

杭钢80t DC EAF-LF-CC工艺20Mn2链用钢盘条的试制

杭钢采用80 t超高功率直流偏心底电弧炉-钢包炉(LF)-150 mm×150 mm连铸-高速线材轧机试制了20Mn2(%:0.19~0.24C,1.50~1.70Mn)链用钢Φ8 mm和Φ12 mm盘条。LF冶炼时将钢中酸溶铝控制在0.020%0.025%,喂硅钙线并全程吹氩,连铸时采用长水口,钢水过热度为2535℃,使钢水纯净度较高,全氧含量为(22~31)×10^-6,夹杂物≤2.0级。通过控制开轧温度950~980℃、终轧温度820~860℃和轧后延迟性冷却工艺,钢的晶粒度为8~10级,屈服强度为620~650 MPa,抗拉强度835~875 MPa,延伸率15%18%,热轧材硬度(HB)175~195,满足标准和使用的要求。     

汽车发动机气门挺柱用16MnCr5冷镦钢盘条的研发与生产

汽车发动机气门挺柱用冷镦钢16MnCr5生产流程为80t 顶底复吹转炉→LF+RH精炼→325 mm×280 mmm大方坯连铸→高速线材轧制。通过采用碱度4.8的精炼渣（/%:54.5CaO,28.5Al₂O₃,11.2SiO₂,6.2MgO,0.6FeO+MnO）、取消钙处理工艺、铸坯表面淬火技术、精轧温度880～900℃、卷取温度850～870℃等工艺,成功开发出16MnCr5钢。检验结果表明,生产的Φ30 mm盘条金相组织为均匀的铁素体+珠光体,晶粒度8级,断面收缩率71.1%～72.5%,1/3冷镦合格;氧含量0.0010%～0.0012%,N含量0.0045%～0.0047%,夹杂物尺寸均在10μm以内,无Ds类夹杂,夹杂物类型主要为单一的镁铝尖晶石夹杂。盘条具有良好的塑性变形能力和较高的纯净度,满足了客户的要求。     

HRB335热轧带肋钢筋轧后双线穿水冷却技术的应用

针对轧机产量提高后冷床冷却能力不足的问题,安装了轧后棒材穿水冷却装置。生产结果表明,HRB335Φ16 mm热轧带肋钢筋(/%:0.20C、0.20～0.40Si、0.4～1.2Mn),原终轧速度10.5～11.0 m/s,钢材至冷床温度1020～1050℃,钢筋的屈服、抗拉强度和伸长率分别为342 MPa、520 MPa和16.5%;使用穿水系统后终轧速度提高至11.5～12.0 m/s,钢材至冷床的温度降至880～900℃,通过冷床后降至260℃,钢筋的屈服、抗拉强度和伸长率分别为360 MPa,556 MPa和16.9%,生产率提高3%～5%。     

低合金高强度30CrMnTi盘条钢的开发实践

采用120t BOF-LF-180 mm × 180 mm连铸坯-线材轧制工艺,成功开发30CrMnTi钢盘条(/％:0.26～0.27C、0.84～0.86Mn、1.07～1.08Cr、0.055～0.066Ti).通过采用LF精炼前期喂铝线,后期喂钙线,精炼渣碱度5～6,中间包钢水过热度20～40 ℃,控冷控轧精轧...