宽厚板轧机中间水冷工艺的实践应用

鄂钢4300 mm生产线目前为单机架,中间坯待温时间长,降低轧制生产效率,影响轧制节奏及产能.另外,由于中间坯待温时间长,热轧后的晶粒在待温或冷却过程中会进一步长大,导致轧出的钢板组织不均匀,直接影响了产品的性能,制约了厚板、特厚板及新品种的开发.2020年在鄂钢中厚板轧制线上增加了一套中间坯冷却装置,由北京科技大学高...     

钢板品种规格对加热温度有何要求?

<正>答:根据生产钢板厚度来制定不同的加热温度。由于厚规格的钢板轧制道次少,终轧温度高,要求厚规格钢板加热温度低于薄规格钢板20~30℃,微合金化钢也相应降低了加热温度。这是因为降低加热温度,不仅可以缩短轧制过程的待温时间,也可以细化奥氏体初始晶粒度的大小,提高钢板的强度和韧性。     

轧制工艺参数对超细晶钢组织的影响

通过热模拟试验．单道次大变形研究SS400钢形变温度、形变量及轧后冷却速度与显微组织的关系；进行了粗轧后不同待温冷却速度的模拟实验．研究精轧之前待温时间对轧后组织的影响；进行了不同开轧温度的两道次压缩实验，考察精轧开轧温度及终轧温度对组织的影响。     

加工条件对管线钢组织影响的实验研究

管线钢的最终组织和性能与控轧工艺以及加速冷却直接相关。采用一种新型的模拟轧制过程设备来研究X70级别管线钢在热变形冷却后的组织；设计了一系列的平面应变压缩实验来模拟板带轧制过程参数特别是精轧温度和冷却速率对最终组织的影响。采用恒定的变形速度70 s-1以及恒定的道次间隙时间，在850、900、950 ℃温度下的单道次和多道次压缩变形，随后研究2种不同冷却速率（3 ℃/s，6 ℃/s）获得的最终微观组织。观察发现，对于950、900、850 ℃的变温变形，出现了严重的混晶现象，而850 ℃下进行的3次压缩试样在6 ℃/s冷却到660 ℃后铁素体晶粒尺寸达到4.3 μm。     

42CrMo特厚板温度梯度轧制有限元模拟与实验研究

针对特厚板轧制中钢板心部变形小,中心晶粒粗大的问题。采用有限元MSC.Marc软件建立了特厚板轧制的仿真模型,研究了在42Cr Mo特厚板轧制过程中引入厚度方向上的温度梯度对钢板心部应变的影响,并与传统均温轧制进行对比,计算了两种温度场条件下奥氏体再结晶的晶粒尺寸。采用大试样平面应变实验对模拟结果进行验证。研究结果表明温度梯度轧制有利于减小特厚板心部晶粒尺寸,进而可以提高特厚板性能。     

中厚板轧制过程的头尾温度差变化规律

针对中厚板轧制过程头尾部分温度差的变化规律进行分析,基于可逆轧制特点,计算不同道次头尾轧制时间和间隙时间的变化特点,重点研究厚度对头尾温度差的影响,得知,对于薄规格钢板,连续轧制过程钢板的累计头尾温差一般不超过7℃,对于30mm以上厚规格钢板累计头尾温度差不超过3℃。这个数值对轧制力设定和TMCP工艺的制定影响较小,不需要特殊进行考虑。同时转钢操作和待温处理不会恶化钢板头尾温度差异。     

热轧钢板的织构

综述了热轧钢板织构的形成机制和形成特点,分析了化学成分、加热温度、终轧温度、轧制速度、轧后冷却速度以及润滑对热轧织构的影响规律,并描述了热轧织构对热轧板塑性应变比、屈服强度和韧性的影响特点,可为热轧钢板织构和性能的优化与控制提供依据。     

两阶段轧制过程中钢板翘头缺陷控制

对550 mm热轧板带轧机两阶段轧制过程中钢板产生翘头缺陷的原因进行了分析,确认中间坯待温过程中上下表面温差过大是造成钢板翘头缺陷的主要原因。采取了超快冷取代中间坯空冷待温工艺、异步轧制工艺、调整道次压下量等措施,有效控制了钢板翘头缺陷。     

堆垛缓冷对连铸坯中心偏析的影响

研究了轧制前堆垛缓冷处理对连铸坯中心偏析的影响。通过对试验铸坯横断面的低倍硫印检验和沿铸坯厚度方向上的化学分析以及对轧后钢板的断面组织观察,发现轧前堆垛缓冷处理减轻了铸坯中心碳偏析和轧后钢板带状组织。堆垛缓冷48 h的铸坯中心偏析级别由C类2.0下降到C类1.5;堆垛缓冷36 h的铸坯轧后钢板与堆垛缓冷24 h的试样相比,其断面带状组织明显减轻,且没有明显连续的珠光体带状组织。     

X80管线钢探伤不合的原因分析

通过取样分析,研究了冶炼、轧制及轧后控冷工艺对X80管线钢板微观组织及探伤的影响。结果表明中心偏析、裂纹、MnS等夹杂物以及氢均对钢板的探伤结果造成不利影响。     

特厚板厚度方向形变传递规律的仿真分析

 基于Gleeble热压缩试验、有限元方法对一种HSLA钢特厚板轧制过程中厚度方向变形向心部传递的规律进行了仿真研究。首次从有限元角度定量揭示出特厚板生产中高温、低速、大压下量的轧制规范机理。仿真所用材料本构模型由Gleeble试验数据结合Arrhenius方程所构建,研究了轧制速度、压下量、轧制温度以及板坯厚度对特厚板厚度方向应变分布的影响规律。结果表明,轧制速度小于1 m/s时（平均应变速率小于 0.33 s－1）,有利于变形向钢板心部传递,削弱截面效应;压下量越大,钢板等效应变越大,且厚度方向最大等效应变出现的位置向心部偏移;轧制温度对等效应变的分布影响不显著,但是高温轧制有利于减小轧机负荷;板坯越厚,变形分布不均匀性越显著。当板坯厚度为500 mm时,截面的最大、最小等效应变差达到0.2。生产中,在设备允许的情况下,建议特厚板的轧制采用高温、低速、大压下量规范。     

铝合金超厚板热轧过程温度场模拟

根据热模拟试验所获得的实验数据,在MARC软件中建立试验铝合金的材料数据库。采用二维弹塑性大变形有限元法,对铝合金超厚板热轧过程进行了数值模拟,分析了热轧过程中轧件温度场的分布和变化规律。模拟结果表明,在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化较为剧烈。计算的板坯表面温度与实测的表面温度吻合较好,表明该模型可以用来模拟中厚板轧制过程中的温度变化。     

双机架紧凑式可逆炉卷轧机板材热连轧的温度场有限元研究

本文实现了对国内唯一一架双机架紧凑式可逆炉卷轧机板材热连轧的温度场有限元研究。采用弹塑性大变形热力耦合有限元法研究板材热连轧过程。利用有限元理论建立了板材热连轧模型,应用MSC／MARC软件进行计算,重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度场分布和变化。计算结果与实际生产情况相吻合,同时表明有限元理论可以实现对板材热连轧过程的数值模拟。     

有限元法求解瞬态温度场时的振荡问题

 针对有限元方法求解瞬态温度场时产生的时间和空间上解的振荡问题,分析了温度振荡现象产生的原因。以中厚板生产过程为背景,通过采用集中热容矩阵的向后差分格式的方法解决了振荡问题。利用该方法得到的中厚板生产过程中瞬态温度场的计算结果和实测数据进行了验证比较,结果吻合良好。     

不锈钢-碳钢复合板多道次小变形轧制温度场的数值模拟

基于弹塑性热力耦合有限元法研究了72 mm Q235钢基板和14 mm 304不锈钢复板11道次变形至12 mm复合板的热轧过程,并应用有限元MARC软件二次开发技术建立了温度场模型。模拟结果表明,变形区内,复合板表面温度持续下降,界面温度略有升高;变形区外,表面温度有所回升;随轧制过程进行,轧件高度方向温度梯度逐渐减小;界面处温度呈“S”形,变形区温度变化显著,且随轧制速度提高,升温明显。     

4不锈钢-碳钢复合板多道次小变形轧制温度场的数值模拟

基于弹塑性热力耦合有限元法研究了72mm Q235钢基板和14mm 304不锈钢复板11道次变形至12mm复合板的热轧过程,并应用有限元MARC软件二次开发技术建立了温度场模型。模拟结果表明,变形区内,复合板表面温度持续下降,界面温度略有升高;变形区外,表面温度有所回升;随轧制过程进行,轧件高度方向温度梯度逐渐减小;界面处温度呈“S”形,变形区温度变化显著,且随轧制速度提高,升温明显。     

特厚板温度梯度轧制有限元模拟与实验研究

针对特厚板再结晶型轧制,板坯中心难以变形导致心部晶粒粗大的问题,使用Q345B钢,采用有限元方法建立了特厚板轧制的仿真模型,以研究在特厚板轧制过程中引入厚度方向上的温度梯度对钢板心部应变的影响,并与传统均温轧制进行对比,预测了两种温度场条件下奥氏体再结晶的晶粒尺寸.采用大试样平面应变实验对模拟结果进行验证.研究结果表明,温度梯度轧制有利于增加坯料心部应变量,最大增加了61.35%.计算和实验结果显示温度梯度轧制可以减小特厚板心部晶粒尺寸,晶粒度级别提高了一个等级,说明该工艺对提高特厚板中心区域性能有利.      

轧制参数对板带热轧温度分布的影响

提出了一种研究Q345钢的模型,该方法基于使用有限元法（FEM）的热机械分析。为了评估材料在轧制过程中的轧制行为,采用了有限元程序Abaqus/Explicit,并对热轧工艺进行了三维建模。考虑了传热机构的合适模型,并预测了轧制带材的温度分布和热轧带钢轧制过程中的温度变化。考虑了以下各种工艺参数的影响:轧制速度（90～210 r/min）,较高的轧制速度导致变形金属内的温度降低;压下量（5%～15%）,更高的压下量导致表面和带材中心的温度降低;带材的初始厚度（115～345 mm）,在越大的板厚度中受到的热变形影响的区域的尺寸越小;传热系数[30～50 W/（m²·K）],随着传热系数的增加,带材的表面温度和中心温度降低。     

板带钢轧制的有限元模拟分析

为了指导板带钢的实际生产,减少试轧次数,故采用了有限元软件ANSYS8.0建立了板带钢的轧制模型.通过接触分析的方法对高温条件下板带钢的轧制过程进行了模拟仿真,并对轧制过程中板带钢的变形及应力分布作了分析.结果表明,模拟与实测数据基本吻合.     

有限元法在板材热轧中的应用

采用弹塑性大变形热力耦合有限元法研究板材热轧过程．利用有限元理论建立了板材热轧模型;应用MSC／MARC软件进行计算,重点分析了轧制过程和变形区中轧件的温度场分布和变化、金属的流动、应力应变的变化趋势,以及轧制力的变化情况．计算结果与实际生产情况相吻合,同时表明有限元理论可以实现对板材热轧过程的数值模拟．