热轧带钢的冷却参数与翘曲关系

针对卷取温度为500℃的12 mm厚X70管线钢热轧带钢,利用MARC有限元软件建立层流冷却过程中的热-力-相变耦合的数学模型,计算两种下上冷却水比时层流冷却过程中温度场、应力、应变、相变体积分数和翘曲度随时间的变化.结果表明:1.25水比的冷却过程中,厚度方向上各面的冷却速度不一致,导致水冷前期带钢上下表面应变不同,带钢会产生向上的翘曲,冷却过程中边部最大的翘曲量达到21.84 mm;水冷后期带钢板形会逐渐恢复平直,但由于水冷过程中发生塑性变形,终冷时厚度方向上贝氏体含量的差异,卷取时带钢边部依然有-9 mm的翘曲量.上下表面的不均匀冷却是引起翘曲的根本原因.在保证X70管线钢性能条件下,采用1.58的下上水比工艺,卷取时边部翘曲量仅为-0.58 mm,合适的下上水比能大幅度减小层流冷却过程中带钢的横向翘曲.     

卷取温度对热轧X70管线钢层流冷却过程残余应力的影响

通过热膨胀仪和Gleeble3500热模拟试验机检测X70钢的膨胀系数、高温屈服强度和弹性模量,采用Marc有限元软件计算了热轧带钢在层流冷却中卷取温度分别为500、550和600℃时的温度场、相变体积分数、残余应力随时间的变化.结果表明:层流冷却过程中,在水冷前期带钢边部的应力超过了该温度下钢板的屈服强度,带钢板形会向着边浪发展;水冷结束时,边部应力值再次超过屈服强度并发生了塑性变形,带钢板形会向着中浪发展.在保证X70管线钢性能的条件下,降低卷取温度有利于钢板贝氏体相变的完成和层流冷却阶段残余应力的降低.     

控冷工艺参数对中厚板均匀冷却的影响

 确定了中厚板ACC冷却系统的换热边界条件,建立了钢板温度场有限元计算模型,利用现场实测数据对模型计算结果进行了验证,并且分析了不同冷却工艺参数包括集管开启方式、辊道速度以及冷却介质温度对钢板终冷温度、返红温度以及温差的影响规律,从而为实际生产中提高钢板控冷过程中的冷却均匀程度提供理论依据。     

在线冷却过程中钢板温度场的控制分析

通过分析生产过程中钢板纵向、横向、厚度温度分布的差异,建立了在线冷却过程中的控制冷却模型,可分别采取控制钢板输送速度、保持一定比例的上下水量及边部遮蔽的措施,改进钢板纵向、厚度及横向的温度分布。应用表明,通过改进水幕冷却系统参数和冷却区辊道参数,实测终冷温度与目标终冷温度最大偏差为19℃,最小偏差为4℃,试验坯料板形基本合格。     

边部遮蔽在中厚板冷却中的研究与应用

中厚板控冷过程中存在集管冷却时钢板横向温度不均匀造成钢板变形的现象,采用边部遮蔽的方法能减小边部冷却不均匀性.分析了采用边部遮蔽后的钢板横向流量;并用有限元分析方法,模拟分析了不同厚度、宽度、集管流量下的温度场,确定最佳遮蔽量,开发了边部遮蔽数学模型,可以用于层流冷却系统边部遮蔽的计算机控制.     

终轧和终冷温度对X65/X70中厚板管线钢屈强比的影响

通过对不同终轧、终冷温度条件下X65/X70中厚板管线钢的板屈强比值和微观组织的变化研究发现,当终轧温度低于Ar3温度时,钢板进入两相区轧制,钢板组织呈带状分布,钢板屈服强度的提高幅度大于抗拉强度的提高,屈强比呈上升趋势.水冷中钢板头部温度过冷对屈强比控制也非常不利.通过对X65/X70管线钢进行控轧控冷工艺优化,屈强比值得到显著降低,大幅提高了管线钢板合格率和成材率.     

控轧控冷工艺对X70钢板组织及性能的影响

通过研究控轧控冷工艺参数变化对X70钢板组织及性能的影响,优化精轧的开轧温度、终轧温度及ACC快速冷却等参数对X70管线钢的微观组织结构和性能的影响。结果表明,工艺优化后,X70管线钢得到以针状铁素体为主的均匀细化的理想组织和优良性能。     

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。     

X65M钢温度-变形轧制控制技术的生产实践

X65M钢生产中采用温度-变形轧制控制技术,该技术以实现细化均匀的相变组织为目的,主要通过对材料塑性变形中温度点及变形量的控制及后续冷却过程中开冷温度、终冷温度、冷速等参数的控制来实现,可使管线钢板得到优良的止裂性能(DWTT).     

超快冷+层流冷却工艺试制Q500q

研究了Q500q钢动态连续冷却转变规律,提出了采用超快冷+层流冷却工艺试制Q500q,试制工艺为第一阶段即粗轧开轧温度≥1 050℃,粗轧阶段累计压下率≥60%,待温厚度为2.5倍成品厚度;第二阶段即精轧开轧温度830～860℃,终轧温度780～810℃;采用超快冷+层流冷却联动方式进行冷却,终冷温度630～650℃,冷却速率在15℃/s。试验钢的金相显微组织由AF+B构成,晶粒度在13级左右,试验钢的屈服强度为538～560 MPa,抗拉强度为647～668 MPa,延伸率≥21%,-40℃低温冲击韧性≥160 J,Z向断面收缩率≥75%。试验钢板具有非常优异的强韧性配比,采用此工艺生产减少了传统工艺中的热处理的工序,降低了工序生产成本,而且试制的钢板仍然能满足国家相关标准的要求。     

X65管线钢的TRIP效应研究

通过扩展Avrami相变动力学模型、开发线性混合热膨胀模型、应用有限元单胞法,考虑了相变诱导塑性(TRIP)、相变膨胀、热膨胀等机制,建立了热力耦合有限元单胞模型.用该模型研究了X65管线钢分别在0、±50、±100、±150、±200 MPa拉、压单轴外载作用下,以1℃/s的冷速从540℃冷却至480℃的控冷过程,标...     

X70级管线钢控轧控冷工艺开发与应用实践

基于柳钢中厚板生产线超快速冷却改造项目,采用低碳、适当微合金化的成分设计和3种不同控轧控冷工艺,进行X70级管线钢的控轧控冷工艺开发试验。结果表明：在轧制温度相同的情况下,随着返红温度的降低,X70级管线钢的显微组织更加有利于针状铁素体的形成,钢板落锤撕裂韧性逐渐提高,具备最佳的综合力学性能,满足相关技术标准要求。     

X70M管线钢终冷温度偏差大原因分析及工艺改进

针对湛江钢铁4 200 mm厚板轧机生产X70M管线钢时,冷床上钢板上表面呈现明显的带状氧化铁皮现象,不仅影响钢板表面质量,而且造成钢板终冷温度波动。从机械、工艺两方面进行深入分析,通过除鳞打击试验验证钢板宽度方向除鳞效果,并结合带状氧化铁皮对钢板经Mulpic快速冷却后终冷温度均匀性的影响,对精轧除鳞工艺制度进行改进,在确保钢板终轧温度的基础上,可以通过合理布局除鳞道次进行改进,新增除鳞道次越接近终轧末道次,除鳞效果越显著,并对除鳞喷嘴安装及维护提出可行性方案,现场生产实践证明,上述策略能够改善X70M管线钢除鳞效果。     

中厚板冷却过程中热残余应力的控制

确定了中厚板ACC冷却系统的换热边界条件,建立了钢板温度场和应力场有限元计算模型.利用现场实测数据对温度场计算结果进行验证,利用间接耦合方法对钢板的应力场进行计算.分析了不同集管开启方式、不同辊道速度和不同冷却介质温度对钢板热残余应力的影响规律.     

轧后冷却制度对X100管线钢组织与性能的影响

 采用热模拟试验机研究了X100管线钢的连续冷却相变规律和控轧控冷工艺中不同冷却制度下微观组织特征及显微硬度的变化规律。结果表明,随着冷却速度的升高和终冷温度的降低,试验钢微观组织逐渐细化,其中粒状贝氏体含量不断减少而板条贝氏体含量逐渐增加,显微硬度也随之增加;M/A岛含量随着冷却速度的增加而减小,随着终冷温度的降低呈现先降低后增加的“V”型趋势,且在340℃获得最低值。     

轧制工艺对X70耐酸管线钢抗HIC和力学性能的影响

研究了终轧温度和在线冷却方式对X70级耐酸管线钢力学性能和抗HIC性能的影响。结果显示:层流冷却相对于在线空冷,钢板的强韧性有明显提高,两种工艺下钢板的硬度指标相当;在相同冷却工艺下,提高终轧温度有利于屈服强度和抗拉强度的提高;抗HIC性能只与铸坯质量有关,与轧制工艺、组织状态、晶粒度大小无关。根据研究的结果进行了X70级别耐酸管线钢的工业试制,所得X70管线钢在强韧性满足标准要求的前提下,保持了良好的抗HIC性能。     

两阶段控制冷却工艺对含钼X80抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用TMCP热轧及轧后两阶段控制冷却技术,在试验室制备了含Mo成分的X80级抗大变形管线钢,并利用扫描电镜和透射电镜等分析方法研究了不同冷却条件对组织与性能的影响.结果表明,采用两阶段控制冷却工艺的含Mo成分X80抗大变形管线钢为铁素体-贝氏体双相组织;随加速冷却中开冷温度降低,组织中铁素体含量增加,试样强度降低,屈强比降低,均匀伸长率提高;随加速冷却中终冷温度降低,贝氏体中M/A含量减少,尺寸更细小,分布更分散,试样强度变化不大但均匀伸长率显著提升.分析表明,当铁素体含量一定时,均匀伸长率与贝氏体中M/A密切相关,细小且均匀分布的M/A可提高加工硬化速率,推迟颈缩发生,使均匀伸长率升高.当加速冷却中开冷温度为690℃、终冷温度为450℃时,组织中铁素体的体积分数约为23%、晶粒尺寸约为5μm,M/A岛尺寸约为1μm,组织均匀性良好,试样得到最优的强度塑性匹配.     

工艺参数对X80管线钢组织和硬度的影响研究

利用MMS-300热模拟试验机模拟研究了管线钢两阶段轧制的控轧控冷工艺。通过控制不同的终轧温度和终冷温度,并在17℃／s冷却速度下控制冷却,研究其对管线钢显微组织和显微硬度的影响。研究结果表明,在终轧温度810℃、终冷温度540℃时可获得以针状铁素体、多边形铁素体以及M／A岛为主的混合组织。     

高韧性管线钢控轧控冷工艺优化研究

本文从提高我国输油、输气管线用热轧板卷的韧性出发，探讨了在热轧宽带钢连轧机上生产低碳高强度微合金Ｘ６０～Ｘ６５级管线钢的优化控制轧制与控制冷却工艺制度，研究了热变形过程中变形奥氏体的再结晶规律、轧后冷却过程中相变规律，以及整个加热、轧制、冷却、卷取过程中微合金元素碳、氮化物的固溶与析出行为。结果表明，该实验用钢的合理控轧控冷工艺为：奥氏体化温度为１２００℃，粗轧区开轧温度为１１５０℃，终轧温度为１０５０℃；精轧区开轧温度为９５０℃，终轧温度为８６０℃，轧后冷却速度为１５℃／ｓ，卷取温度为５５０℃。采用上述工艺，宝钢生产的Ｘ６０～Ｘ６５级管线钢板的冲击韧性值提高了１倍以上，其综合性能达到或接近日本进口钢板的实物水平。     

60mm厚Q345E-Z35高强度钢板的开发

主要研究采用260mm厚Q345E-T连铸坯料,在2800+2690mm双机架中厚板生产线上试制60mm厚Q345E-Z35高强度钢板的TMCP工艺。试验发现,出炉温度在1150～1200℃,在炉时间控制在240～270分钟,精轧开轧温度860～880℃,终轧温度840～870℃,第二阶段总压下率40%～50%,ACC控冷返红温度650～700℃的工艺生产60mm厚Q345E-Z35高强度钢板时,可得到屈服强度340MPa以上,抗拉强度490MPa以上,延伸率26%以上,-40℃冲击功达到200J以上,断面收缩率大于60%。试验钢板具有优良的的强度、冲击韧性和Z向性能,成功开发出60mm的低冲击温度高强韧性特厚钢板。