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.     

精轧区热轧带钢温度场的数值模拟

通过对带钢热连轧过程传热关系的分折，利用有限差分法建立了带钢三维温度场的数值计算模型。结合攀枝花钢铁集团公司热轧生产线的实际条件，利用该模型模拟了精轧区带钢的温度场，并与实泅结果进行了比较，验证了模型的可靠性。在此基础上，讨论了终轧厚度和轧制速度对带钢温度场的影响，为改进和优化轧制工艺提供了理论依据。     

层流冷却过程中带钢温度场数值模拟

分析了带钢层流冷却过程中的传热，并利用有限元法对层流冷却过程中带钢温度场进行了模拟计算。结果表明：随着轧件厚度的减薄，在带钢厚度方向上的温差逐渐减小；冷却速度不同时，带钢表面温度和中心温度的变化趋势以及波动幅度相应发生变化。在进行模型计算时，应合理考虑带钢厚度及内部热传导的影响。这对提高数学模型的精度，控制卷取温度，提高产品质量以及指导生产具有重要意义。     

热轧带钢轧后冷却技术的发展和应用

主要从带钢冷却系统采用的先进技术和冷却装置采用的新技术、新型架构冷却装置的优缺点比较和应用实例等方面介绍了热轧带钢轧后冷却装置的发展和应用．     

钢板轧后冷却过程的数值模拟及变形分析

 针对钢板冷却发生翘曲变形的问题，利用热弹塑性有限元法对中厚板冷却过程的温度场及应力应变场进行数值模拟。采用分步循环加载的方法精确模拟不同换热边界条件，温度场模拟结果与实测值吻合较好。将热分析得到的温度场作为载荷进行钢板冷却过程应力应变的模拟，模拟结果表明塑性应变差出现在水冷的开始阶段。因此为了获得平直的板形，必须调整上下集管水量比，尽量减小水冷开始时上下表面的应力和塑性应变差。     

相变过程温度场的有限元模拟

借助ＡＮＳＹＳ５．３采用ＡＮＳＹＳ参数化设计语言ＡＰＤＬ,模拟了高碳钢线材在斯太尔摩冷却线上冷却温度分布。结果表明,用连续转变曲线ＣＣＴ模拟比较接近于实际冷却过程,能够较准地模拟由于相变而引起的温度分布变分,为分析金属材料组织,性能变化提供参考。     

层流冷却过程中带钢温度场的数值模拟

建立了温度与相变耦合的二维有限差分预测模型,并对带钢轧后冷却过程带钢厚度和宽度方向的温度场进行了模拟计算.根据连续等温转变实验曲线,采用Avrami方程和Seheil的可加性法则来计算带钢相变潜热,实现温度和相变耦合求解,计算结果和现场实测结果吻合.     

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.     

带钢连退线风管式冷却过程的数值模拟

 喷射气体冷却是带钢连续退火和镀后冷却过程中最重要的冷却方法,不同的冷却器结构对冷却性能影响很大。针对带钢连续退火及镀后冷却风管式冷却器工艺过程,将计算区域划分为2个子区域,经过网格独立性检验,在一定网格数目基础上利用数值模拟软件进行数值模拟研究。通过对风箱风管区域研究获取冷却器的压力流量公式,对冲击射流冷却区域研究获取带钢表面对流换热系数及带钢冷却速度变化。典型工况下带钢表面平均对流换热系数为117.29W/(m2·K),带钢冷却速度14.0℃/s。     

Q215钢棒材热轧后湍流冷却过程温度场数值模拟

利用湍流管式冷却系统可以提高棒材热轧后冷却效率,使棒材表面形成回火马氏体,提高其力学性能。运用有限元分析软件MSC.Marc分析了Φ25 mm Q215钢棒材热轧后湍流冷却过程的温度场。结果表明,棒材离开湍流式冷却系统1 s时,棒材表面由950.0℃(终轧温度)降至768.0℃,芯部温度降至861.2℃;棒材离开湍流式冷却系统后,空冷3 s时表面温度升至792.6℃。生产应用结果表明,棒材进行普通冷却后的强度极限为310 MPa,用湍流式3段冷却后棒材的强度极限达410 MPa。     

热连轧带钢温度场有限元分析和平均流变应力的预测

通过热连轧带钢温度场的有限元分析以及带钢热连轧过程的再结晶动力学和应变累积的研究，建立了精轧过程平均流变应力模型：静态再结晶平均流变应力σk=k1 exp{0．126-1．75[C] 0．594[C]^2 (2851 2968[C]-1120[C]^2)/T/ε^0.21ε^0.13，其中T-再结晶温度/K，ε-应变，ε-应变速率/s^-1，k1-系数；动态再结晶平均流变应力σD=9．8σB(1-Xdyn) 1．14σBB Xdyn，其中Xdyn-动态再结晶率，σBB-动态再结晶进入稳态时应力。X46级管线钢(％：0．07C-0．97Mn-0．33Si-0．018Nb)工业轧制时轧制压力的实测数据与该模型预测数据吻合良好。     

热轧生产线输出辊道的改进

针对输出辊道存在的问题进行了相应改进,降低了成本,提高了生产率。     

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。     

热连轧过程中保温罩内带钢钢坯温度场的数值模拟

在热轧带钢的粗轧机组与精轧机组之间的输送辊道上设置保温罩,可以显著减少带钢钢坯头部与尾部的温差,降低钢坯出炉温度,提高带钢质量并降低能耗。以某热轧带钢厂保温罩内的带钢钢坯为研究对象,结合辐射和对流的复合边界条件,对带钢钢坯在输送过程中的温度场变化进行了数值模拟与解析,计算结果与实测相符。     

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%。     

内外复合冷却高效结晶器内钢水三维流场数值模拟

提出一种基于结晶器内钢水内外复台冷却高效连铸新技术，即在“结晶器内设置内冷却器——U型管”。采用流体力学分析软件FLUENT，分析了内置U型冷却器时结晶器内钢水的流动状态，并与无内置L型管冷却器时结晶器内钢水流动状态作比较，发现内置U型冷却器使结晶器内钢水的流动状况均匀，钢水的冲击深度减轻，有利于钢中夹杂物上浮。     

304不锈钢棒线材热连轧温度场的数值模拟

采用三维大变形热力耦合弹塑性有限元法,借助商业有限元软件MSC.Marc,建立了辽宁特钢 304不锈钢棒线材18道次连轧过程的三维数学模型。采用3组连续模型模拟了该过程,道次出口处采用刚性 面控制轧件前进,各模型之间的数据通过插值方式传递,得出304不锈钢轧件同一截面上心部、中部和表面点 从出炉到18道次轧制过程的温降曲线。计算结果与实测值吻合,误差为5~50℃.     

退火温度对0.2C-1.5Si-1.5Mn-(0.5Cu)TRIP 钢组织的影响

用彩色金相法、X 射线衍射、扫描电镜研究了成分(%)为 0.2C-1.5Si-1.5Mn和0.2C-1.5Si-1.5Mn-0.5Cu TRIP钢 750～780℃不同退火温度对组织的影响。结果表明,含0.5 %Cu TRIP钢750℃、760℃、780℃退火的残余奥氏体体积含量为15.2 %～17.2 % ,770℃退火为15.2 %～15.7% ;不含CuTRIP钢760℃和770℃退火的残余奥氏体体积含量分别为12.5 %～12.9%和14.6 %～15.1% ,低于750℃和780℃退火的奥氏体量分别为17.0 %～17.5%和16.0 %～16.4%。随退火温度由750℃提高至780℃ ,两种钢中的铁素体量由～70%降至～5 0% ,贝氏体量由～10%增至～30%     

微合金热连轧带钢轧制过程温度变化的数学模型

根据现场实测数据的研究 ,建立了铌微合金化高强度低合金 2 10～ 2 5 0mm厚板坯轧成 3.0～ 8.0mm成品带钢在 3 4连续式轧机组粗轧和精轧时轧件温度计算模型 ,包括辊道、粗轧段、精轧段、层流冷却段轧件温降的计算公式。结果表明 ,模型预报和实测轧件温度在粗轧出口平均误差小于± 14℃ ,在精轧出口小于± 5℃ ,卷取入口小于± 10℃。