U75V钢60AT钢轨轧后空冷过程弯曲变形的演变

通过Gleeble-3500热模拟试验机测定了U75V钢(/%:0.75C,0.63Si,0.95Mn,0.025P,0.004S,0.26Cr,0.05V)的CCT相变曲线,利用DEFORM-3D有限元软件,通过建立60AT钢轨轧后空冷过程中温度场、组织转变计算模型,研究分析了60AT钢轨150~700 s轧后空冷过程中温度、组织对弯曲变形的影响。结果表明,60AT钢轨具有的大体表比轨腰对钢轨整体断面温度分布影响较大,钢轨空冷150 s时,60AT钢轨断面上还未发生相变,组织全部为奥氏体,随着温度的降低,空冷650 s时,钢轨断面基本上珠光体转变量为97.2%,同时,弯曲变形受组织转变影响较大,终冷时,钢轨在Y方向(侧弯)弯曲挠度-0.07 mm,即弯向轨底短边,在Z方向(正弯)弯曲挠度为0.228 mm,即弯向轨头,计算结果为钢轨矫直过程中的预弯提供参考。     

百米U75V钢轨矫直前冷却过程弯曲变形的有限元分析

通过研究百米钢轨冷却的边界条件,采用三维瞬态非线性有限元法计算分析了百米U75V平直钢轨矫直前冷却过程中的弯曲变形变化规律。结果表明,平直钢轨在冷却过程中的弯曲变形是一个循环反复的过程,但钢轨最终是弯向轨头的;在考虑钢轨与冷床摩擦作用的情况下,平直钢轨终冷后,其变形特点是中间平直、两端弯曲,端部弯曲范围约为18 m。     

中厚板冷却过程高精度温度模型

实现高满意度轧后冷却控制目标必须依赖于轧后冷却过程控制系统高精度的温度场计算模型。以钢板内部热传导、空冷及水冷换热系数为主要研究对象,建立了轧后冷却数学模型,回归了空冷和水冷换热系数,采用Crank-Nicolson有限差分法求解钢板温度场。将该模型嵌入到国内某中厚板厂轧后冷却控制系统,对不同钢种不同厚度钢板进行轧后冷却试验,试验结果表明,实际终冷温度和目标终冷温度偏差±10℃的命中率在90%以上,很好地实现了冷却过程温度控制。     

H型钢控制冷却过程的温度变化及热应力分析

H型钢由于自身的结构特点,轧后存在着严重的温度不均、组织不匀和残余应力,有必要对其实施控制冷却.根据传热学和热弹塑性理论,利用有限元分析法对H型钢轧后冷却过程中温度及应力变化进行了数值模拟分析.分析内容包括空冷和控制冷却过程中的温度和应力分布、时间历程及它们在两种工况下的水平差异.研究结果表明,合理的控制冷却方式及工艺参数可以有效地改善空冷状态下的温度不均、组织不匀和残余应力水平较高等问题,获得较均匀的温度场,降低轧件的残余热应力.工作可为H型钢轧后控制冷却措施的实施及其工艺参数的确定提供理论依据和技术支持.     

提高Q355B热轧H型钢强度的控冷工艺研究

研究了 Q355B热轧H型钢轧后冷却温度880～320℃对H型钢翼缘强度、韧性及组织的影响.结果表明,当控冷后温度为570℃时,钢的屈服强度较空冷工艺提高73 MPa,断后伸长率为23.5％;当控冷后温度为320℃时,钢的屈服强度较空冷工艺提高228 MPa,断后伸长率为16.0％,出现伸长率不合格的情况.Q355B热...     

20MnSi钢筋热连轧及轧后分级控冷过程温度变化模拟

 建立温度计算模型针对22 mm和28 mm规格20MnSi棒材热连轧及控制冷却过程温度场进行了计算机模拟分析,获得了棒材精轧及轧后分级控冷过程的温度变化规律。对轧制圆钢和螺纹钢筋不同条件下成品道次温度变化特点进行了研究。研究结果是,轧制22 mm和28 mm规格20MnSi螺纹钢筋时的终轧温度比轧制相同规格圆钢时显著升高。轧制螺纹钢筋时精轧末道次轧材表层形成螺纹出现较大的局部应变量和应变速率,由此产生大量变形热是终轧钢筋表层急速升温的根本原因。与轧制圆钢相比,为完成同等控冷效果及有效控制轧后组织性能,20MnSi螺纹钢筋精轧后第1水冷段的换热系数明显较高,因此需要相应采用较大的冷却水量。     

基于有限元法的钢板空冷温度数值模拟

为了掌握钢板在空冷后的温度分布情况,采用数值计算-有限元法来求解钢板经空冷后的内部温度分布,并利用MATLAB中的PDE工具箱求解实现。经数值计算后可以得到钢板内部温度随时间和空间变化分布情况,这为钢板水冷过程制定冷却策略提供帮助。     

不锈钢角钢超快冷过程温度和应力分析

超快冷技术目前广泛应用在热轧钢板等领域,针对角钢因截面形状特殊,极易在超快冷后发生翘曲或弯曲变形,以至不能通过矫直机的问题,利用ANSYS软件研究了轧后不同冷却方式对302不锈钢角钢的温度和应力的影响.结果表明,采用上下表面同时喷水的冷却方式,有利于缩短冷却时间,同时角钢腿内外表面等效应力呈对称趋势,不易发生翘曲;不足...     

有限元模拟技术在工字钢控冷过程中的应用

利用有限元方法对工字钢轧后控制冷却过程进行模拟，通过设定与实际冷却过程相符的初始条件和边界条件，获得轧件在冷却过程的瞬态温度场分布。有限元模拟结果与实际结果吻合较好，验证了模型的准确性。应用模拟结果将现有自然空冷的冷却工艺优化为空冷与水冷相结合的控制冷却工艺，改进后的冷却工艺显著改善了工字钢断面温度场分布。     

20CrMnTiH圆钢精轧后控冷过程温度场有限元分析

通过对20CrMnTiH圆钢精轧后控制冷却过程温度场进行有限元模拟以及现场温度实测,得出了Φ35 mm规格圆钢芯部、1/2半径处和表层温度的分布曲线。分析说明,轧后水冷却过程圆钢表层温度急速下降,而芯部温度下降缓慢,水冷时圆钢芯部与表面的最大温差约为115℃;水冷后的空冷过程使得圆钢芯部和表层温度逐渐一致。20CrMnTiH圆钢精轧后采用快速水冷并配合空冷工艺,有利于抑制奥氏体晶粒长大并获得均匀细小的轧材组织。     

数值模拟温度场在中厚板轧后控冷过程的应用

介绍了为国内某中厚板厂设计开发的轧后加速冷却在线使用的控冷数学模型,包括空冷和水冷换热系数模型等,该控冷模型采用有限差分法计算钢板在冷却过程中沿钢板厚度和宽度方向的温度场分布.根据本模型计算轧后控冷温度场及进行控冷工艺参数的设定值,通过在线使用证明该控冷模型预报精度较高,与实测值偏差小,控冷钢板的板形和性能均达到设计要求,能够满足现场实际生产的需要.     

热轧20~#槽钢冷却过程研究

利用有限元软件对热轧20#槽钢轧后冷却过程进行模拟,获得了轧后冷却过程温度场变化规律及典型部位的温度变化。通过实际测量值对模拟结果进行验证,与实际冷却过程吻合较好。为研究槽钢轧后冷却规律提供了一种方法,对设置终轧温度及改善冷却条件提供了理论依据,进而有利于保证产品性能和减小冷却变形。对生产过程中轧制工艺制定、提高产品性能及外形尺寸稳定性,具有重要意义。     

TRIP钢在分段冷却过程中的相变行为

 建立了热轧低碳Si Mn系TRIP钢相变动力学模型。将该模型用于模拟热轧TRIP钢分段冷却过程中显微组织的演变,并定量分析了热变形和冷却速率对热变形奥氏体相变行为的影响。结果表明,预测值与实测值符合较好;降低终轧温度、提高终轧变形量,延长两相区缓冷时间都能促进铁素体相变,从而有利于提高残余奥氏体中的碳含量。     

连铸板坯辊道输送和堆冷过程热力分析

对连铸板坯辊道输送和堆冷过程的变形问题进行了有限元热力分析。分析结果表明,冷却初期辊道输送和堆冷过程铸坯都会发生两端翘曲变形,冷却后期辊道输送过程铸坯会恢复平直而堆冷过程铸坯会发生反向弯曲。堆冷过程中加盖保温罩能使铸坯在冷却后期恢复平直而不发生反向弯曲,并且铸坯内残余应力也变小了。     

高性能管线钢控制轧制与控制冷却

从加热温度、轧制变形量、终轧温度三方面论述了高性能管线钢在生产过程中的控制轧制工艺,分析了开冷温度、终冷温度、冷却速度等方面在控制冷却中对高性能管线钢最终组织结构和性能的影响,以及微合金化元素Nb、Ti、V在控轧控冷中的作用,为高性能管线钢的生产工艺参数制定提供理论基础。     

热轧槽钢轧后冷却过程模拟

利用有限元软件对热轧20#槽钢轧后冷却过程进行模拟,获得了轧后冷却过程温度场变化规律及典型部位的温度变化.通过实际测量值进行验证,模拟结果与实际冷却过程吻合较好.为研究槽钢轧后冷却规律提供了一种方法,对设置终轧温度及改善冷却条件提供了理论依据,进而有利于保证产品性能和减小冷却变形.对生产过程中轧制工艺制定、残余应力研究具有指导意义.     

底卸式环冷机热机耦合变形有限元分析

炼铁过程中,烧结矿的冷却及余热回收工艺主要依靠环冷机实现。烧结矿初入环冷机时温度可达520℃,经环冷机回转1周冷却后,温度降低至120℃以下。明显的温度梯度导致环冷机的不均匀热变形,严重时会引起运行失稳、卡轨等问题。因此,对常见的底卸式环冷机作业过程中的温度场及热机耦合变形的分析具有重要的工程意义。首先采用流场分析软件,对环冷机内烧结矿的冷却过程进行分析,将烧结矿温度场施加于环冷机有限元模型中,计算环冷机整体结构的温度场和热机耦合变形。为了验证有限元分析结果,对现场运行的环冷机表面温度场进行了实时测量,测量结果表明有限元的温度场分析结果较为准确。数值仿真结果表明,底卸式环冷机的整体温度较高,隔温效果差。由于鼓风冷却作用,温度自上至下呈递减趋势,同一高度上的局部区域内温度变化不大。环冷机热机耦合变形明显,最大变形发生于高温区的内圈侧轨处,总位移达到91 mm,水平位移达22 mm。底卸式环冷机的工作温度高,热变形明显,需要进行进一步的优化改进,实施更新换代。     

板坯在热轧过程中温降数学模型

为计算板坯在热轧过程中温度场的变化,建立了温降数学模型。该模型考虑了板坯在辊道上的空冷,喷水除鳞冷却,轧辊接触冷却、摩擦生热和轧制功生热等因素,将该楼型编制成计算机程序,以武钢热轧厂为例,经试算得出轧制后结束后的温度与实际生产数据接近。该数学模型可用于根据板坯出炉温度和轧制节奏预测终轧温度或根据轧坯温度修正后续轧制参数。     

无缝钢管热轧后控冷工艺的组织性能数值模拟

 为了实现无缝钢管生产工艺流程中定(减)径之后矫直之前的控制冷却,采用数值模拟方法研究了20号钢管轧后冷却过程的组织力学性能变化规律。首先采用试验方法测定钢探头在不同冷却介质条件下的温度变化曲线,根据反传热法基本原理计算得出钢探头冷却过程中表面换热系数与工件温度的关系。然后,采用有限差分法建立了钢管冷却过程中的温度场、组织相变及力能性能预测系统,分析了不同冷却工艺条件下钢管的组织状态与力学性能。最后,进行钢管空冷过程的试验分析,测定了不同时刻的温度数据和冷态钢管的力学性能,其计算结果与实测数据吻合良好。该研究结果可为实现无缝钢管控制冷却提供基础性数据。     

底卸式环冷机热机耦合变形有限元分析

炼铁过程中,烧结矿的冷却及余热回收工艺主要依靠环冷机实现。烧结矿初入环冷机时温度可达520 ℃,经环冷机回转1周冷却后,温度降低至120 ℃以下。明显的温度梯度导致环冷机的不均匀热变形,严重时会引起运行失稳、卡轨等问题。因此,对常见的底卸式环冷机作业过程中的温度场及热机耦合变形的分析具有重要的工程意义。首先采用流场分析软件,对环冷机内烧结矿的冷却过程进行分析,将烧结矿温度场施加于环冷机有限元模型中,计算环冷机整体结构的温度场和热机耦合变形。为了验证有限元分析结果,对现场运行的环冷机表面温度场进行了实时测量,测量结果表明有限元的温度场分析结果较为准确。数值仿真结果表明,底卸式环冷机的整体温度较高,隔温效果差。由于鼓风冷却作用,温度自上至下呈递减趋势,同一高度上的局部区域内温度变化不大。环冷机热机耦合变形明显,最大变形发生于高温区的内圈侧轨处,总位移达到91 mm,水平位移达22 mm。底卸式环冷机的工作温度高,热变形明显,需要进行进一步的优化改进,实施更新换代。