倒角大方坯连铸过程的温度场模拟分析

采用有限元分析软件建立了82B大方钢坯凝固传热分析有限元模型,建立了满足现场工艺和设备条件下的凝固传热数学模型,分析了直角坯与倒角坯在凝固过程中的温度场分布情况。结果表明,采用倒角结晶器生产的大方坯,其角部温度在出结晶器后比直角坯高62℃,出二冷区后比直角坯高35℃,空冷结束后比直角坯高43℃,较高的角部温度避开了钢材的第Ⅲ脆性区间,使铸坯在矫直段角部裂纹的发生率降低,且对后续的轧制过程同样有利。在生产中,倒角坯最佳的倒角形状是倒角为35°,倒角面长度为50mm。     

采用倒角坯改善铸坯边直裂缺陷的研究

针对微合金化钢边直裂缺陷,采用倒角型铸坯控制其形成,通过实验室模拟轧制和有限元分析,并通过工业化生产研究表明,采用倒角铸坯进行轧制使铸坯轧制前角部保持较高温度,并保持轧制过程中角部温度的均匀性,使轧制过程应变更为均匀,并在倒角形状对鼓型释放的影响下减小了展宽轧制过程非均匀变形和轧制方向应变不均匀性,从而保证了轧制鼓型的均匀性,减小形成折叠可能性,有效地控制了边直裂的形成,提出采用倒角型铸坯在不改变轧制工艺前提下,能够简单而有效地减少边直裂产生。     

连铸板坯矫直过程表面温度和应力数值模拟

通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件研究了直角坯和倒角坯在矫直过程中表面温度和应力的分布情况,分析了角部形状对铸坯的拉坯方向应力分布的影响。结果表明,倒角坯可以显著提高角部温度,使温度分布更加均匀。在矫直过程中,沿拉坯方向直角坯角部附近应力一直处于相对较高状态。倒角坯可以减小角部应力大小,缩小高应力区域面积,有利于避免角横裂的产生。     

热轧带钢边部翘皮缺陷成因分析

为了探明低碳钢在带钢轧制过程中出现边部翘皮缺陷的形成原因,取样分析了翘皮缺陷形貌及夹杂物成分,并采用ø750 mm×550 mm高刚度二辊热轧机组进行实验室模拟轧制分析翘皮缺陷演化过程。通过建立不同轧制方案,探明了热轧带钢翘皮缺陷形成于精轧道次,缺陷的产生与坯表面质量和边部原始凝固组织无关,轧材在轧制过程中由于边部不均匀变形形成侧面凹陷,凹陷在后续轧制中被轧制压缩闭合,并翻转到表面成为翘皮缺陷。最后,工业生产试验表明,倒角铸坯可提高轧材边部在轧制过程中的温度和均匀性,抑制轧材边部不均匀变形,有效降低翘皮缺陷的发生率。     

连铸矫直区不同角部形状板坯表面温度的数值模拟

倒角结晶器是避免连铸坯角部横裂纹的产生、改善角部质量的新技术。通过ANSYS数值模拟,计算了不同角部形状的板坯在连铸矫直区的温度分布情况,分析了倒角角度、倒角面长度对板坯角部温度及其热塑性的影响。结果表明,倒角铸坯在提高角部温度和温度均匀性方面效果明显,铸坯角部热塑性随着温度的升高而改善。具有较高角部温度的倒角铸坯基本避开了钢的脆性区间,从而防止了角部横裂纹的产生。倒角结晶器技术在工业化生产应用中取得了良好效果。     

铁素体轧制工艺条件下边部缺陷控制方法研究

研究了在铁素体区轧制条件下热轧带钢边部翘皮的宏观分布规律和微观缺陷形貌,分析了该工艺下缺陷形成的原因,粗轧段板坯边角部进入两相区,同时生产线的立辊和侧导板等接触设备的表面质量不良,造成了边角部变形不均,在精轧过程中最终形成边部翘皮。结合现场工艺,探讨了缺陷的改善措施,通过优化粗轧立辊辊型,提升轧制过程中坯料边角部温度,以及通过设备功能精度管理提升粗轧、精轧的侧导板和立辊辊面质量,最终消除了铁素体轧制超低碳钢的边部质量问题。     

不同形状板坯结晶器钢液表面流速的物理模拟

采用1∶1水力学模型研究了不同角部形状结晶器表面钢液流动行为。考察了拉速、水口插入深度、断面宽度对不同角部形状的板坯结晶器角部钢液表面流速的影响。结果表明,与直角结晶器相比,由于倒角结晶器倒角面的存在,其对角部液面流速有显著影响,并且随着倒角面斜长的增加而增大。另外,直角结晶器中角部流场随各因素改变量较小,角部流场属于死区。而倒角的存在改变了角部的流动状态,增大了角部钢液流动速度,有利于改善铸坯表面质量。     

接触传热对7075铝合金热轧影响的数值模拟

利用deform-3D对7075铝合金厚板热轧过程进行了数值模拟,对热轧过程中的传热现象进行了分析,研究了热轧过程中热传递对轧板温度、应力和应变以及轧制力的影响。结果表明:热轧过程中轧板与轧辊之间的接触传热是影响轧板温度变化的重要因素,低的传热系数有利于降低轧制过程中的温度损失,减小轧制应力,改善轧制变形,降低轧制力。     

不同冷却结构倒角结晶器与直角结晶器铜板温度场的研究

角部温度对铸坯质量有较大的影响,建立了直角结晶器、2孔1槽倒角结晶器、3孔倒角结晶器和3孔1槽倒角结晶器铜板温度场的三维稳态数学模型,在相同的边界条件下,模拟分析了这4种结晶器的冷却行为及传热特性。对于不同类型铜板的温度分布数值模拟结果表明,相比于直角结晶器,倒角结晶器铜板角部温度有明显的提高,并且窄面的横向温度分布也与直角不同,呈现"W"形分布。2孔1槽型倒角结晶器窄面铜板比其他类型窄面铜板传热性能好,温度分布均匀,为倒角结晶器窄面铜板的设计提供了理论基础。     

1880轧机机架间冷却水对热轧高强钢精轧轧制力的影响

由于热轧高强钢在精轧过程中变形抗力大,常规的温度控制模型虽然能够有效保证终轧温度精度,但因热轧高强钢一般采用高出炉温度、低终轧温度的轧制工艺,机架水参与反馈容易造成前机架变形抗力增加并由此造成精轧边损、轧破、甩尾等一系列质量问题,严重时甚至造成废钢.为此,通过分析精轧轧制力和温度的关系,采用了低穿带速度、低加速度同时轧制过程中后机架无机架水参与设定和反馈的轧制方式,尽管终轧温度精度较之前有所降低,但有效地解决了因轧制力较大造成的轧制不稳定等问题.通过对薄规格高强钢热轧工艺的调整和优化,实现了1880 mm产线批量稳定生产高强钢的目的,提高了宝钢产品的覆盖面和竞争力.