基于Matlab的中厚板轧后冷却过程温度场数值研究

基于Matlab数值计算,对中厚板轧后冷却问题进行了研究,得到了中厚板随时间变化的温度场分布,分析了钢板厚度、终轧温度、冷却水温度、平均水流密度、钢板含碳量和冷却方式对钢板表面和芯部温度、终冷温度的影响。结果表明,钢板芯部与表面的温差,在空冷阶段先增大后趋于平稳;在层流冷却阶段随着冷却时间的增加不断增大;在返红阶段在较低的范围内趋于平稳。在相同的冷却时刻,随着钢板厚度的增大,钢板表面温度、芯部温度以及芯部与表面的温差均增大;随着终轧温度的降低和平均水流密度的增大,钢板表面和芯部终冷温度均降低。随着钢板含碳量的增加,其表面温度并不总是降低。与单水冷过程相比,间歇式冷却使钢板芯部与表面的温差更小,钢板温度均匀性更好,其对应的热应力也较小。同时,得到了终冷温度与钢板厚度、终轧温度、冷却水温度和平均水流密度的拟合关系式,结果表明钢板终轧温度对钢板终冷温度的影响最为显著,其次是钢板厚度和平均水流密度,冷却水温度对其影响较小。     

基于Deform的热轧3003铝板带温度场的三维有限元模拟

采用三维有限元模拟方法研究了轧制速度、轧制界面热交换系数、轧件初始温度和压下率对热轧3003铝合金板带温度场的影响。结果表明:随着轧制速度增加,轧件温度升高,轧件的表面温差加大。因此,增加轧制速度需要加大乳化液喷射量。随着界面换热系数的变大,轧件的温度逐渐降低,轧件的表面温差减小。同时,大的界面换热系数可以减小乳化液喷射量。随着轧件初始温度的增加,轧件的表面温差减小。为了使得轧件温度分布更均匀,如果条件允许,可适度提高轧件的初始温度。随着压下率的增加,轧件在轧制区的平均温度随之升高,轧件的表面温度变化幅度加剧。因此,随着压下率的加大,需要增加乳化液的喷射量。     

非对称因素对热轧纯钛中厚板出口楔形的影响

针对纯钛中厚板热轧过程中可能出现的轧件断面楔形问题,结合四辊轧机设备和工艺的非对称特点,基于影响函数法建立双悬臂梁辊系弹性变形模型,研究对中误差、机架刚度差、坯料楔形、横向温差等非对称因素对轧件断面楔形的影响。结果表明对中误差、机架刚度差、横向温差对出口楔形的影响随着板宽和压下量的增大而增大,入口楔形对出口楔形的影响随着板宽增大和压下量的减小而增大。     

非对称因素对热轧纯钛中厚板出口楔形的影响（英文）

针对纯钛中厚板热轧过程中可能出现的轧件断面楔形问题,结合四辊轧机设备和工艺的非对称特点,基于影响函数法建立双悬臂梁辊系弹性变形模型,研究对中误差、机架刚度差、坯料楔形、横向温差等非对称因素对轧件断面楔形的影响。结果表明:对中误差、机架刚度差、横向温差对出口楔形的影响随着板宽和压下量的增大而增大,入口楔形对出口楔形的影响随着板宽增大和压下量的减小而增大。     

有限元温度模型在HC冷连轧机上的应用

冷轧时轧件塑性变形热、摩擦热是导致带钢和轧辊温度升高的主要原因,而乳化液的冷却作用和带钢在机架间的热量损失使带钢和轧辊的热传递过程非常复杂,通过有限元温度模型可以进行轧辊和带钢温度的精确计算,为准确进行轧机辊缝设定和轧辊热凸度计算提供了依据.     

热轧带钢均匀化冷却问题分析与控制措施

利用有限元模拟软件ABAQUS对带钢轧后冷却内应力生成机理及其变化过程进行分析,热轧带钢冷却后出现边浪是由于横向冷却速率和横向温度分布不均导致的;研究了超快冷喷嘴、U形层冷集管、侧喷水对带钢横向温度分布的影响。结果表明:冷却集管喷嘴长期处于高温环境,存在喷嘴锈蚀、老化、变形、堵塞问题,同时层冷水沿带钢宽度方向存在流量差异,导致带钢横向温度分布不均匀;侧喷的吹扫能力与侧喷角度、侧喷喷嘴磨损量、侧喷压力等有关,若侧喷吹扫不净,带钢上表面残余冷却水聚集,则会造成带钢宽度方向不均匀冷却。通过优化冷却集管流量分布的均匀性、调整侧喷水嘴的角度、优化侧喷吹扫效果,可以提高层冷区域带钢冷却的均匀性。     

终轧温度对Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响

文章研究了在采用低温区大变形和轧后连续冷却工艺时,终轧温度对传统Si-Mn系热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明,在试验工艺条件下,试验钢的最终组织均为铁素体+马氏体的双相组织。随着终轧温度(770℃~850℃)的升高,试验钢的屈服强度由415MPa急剧降低到335MPa,而抗拉强度变化不大,约为690MPa;随着终轧温度的升高,铁素体晶粒尺寸逐渐均匀,平均晶粒尺寸先增大,后减小,铁素体含量约为88%;试验钢的n值和延伸率,则随着终轧温度的升高而升高,在温度850℃时,n值达到0.23,延伸率达到28.7%。     

终轧温度对热轧细晶双相钢组织与性能的影响

研究低温区大变形结合轧后连续冷却工艺时,终轧温度对低Si含Nb热轧细晶双相钢组织和力学性能的影响.结果表明:随着终轧温度的升高,组织中铁素体含量降低,铁素体晶粒尺寸稍微增大(3～4 μm),马氏体呈细小岛状弥散分布于铁素体基体上;终轧温度对屈服强度影响不大,但随着终轧温度的升高,抗拉强度提高,屈强比和伸长率降低,n值升高.试验条件下,试验钢最佳的终轧温度为810～850 ℃,钢板的抗拉强度可到700 MPa以上,屈强比低于0.66,n值达到0.17,伸长率高于22.5%.     

ML08Al线材混晶组织原因分析与改进措施

针对柳钢高线生产的φ6.5 mm ML08Al低碳冷镦钢盘条近表面出现混晶组织的问题，分析了加热工艺、变形工艺及吐丝温度对产生混晶组织的影响，并对相应的温度制度进行了优化。一加热段迅速将钢坯加热至880～920 ℃，二加热段控制在1 080～1 120℃，均热段控制在1 050～1 090 ℃，各段温度控制精度±12 ℃，加热时间不小于95 min，有利于奥氏体晶粒均匀化，大幅度降低钢坯表面与芯部、头部与尾部温差；结合水箱冷却能力及轧机设备能力，预精轧结束后对轧件快速冷却，将入精轧温度由970 ℃降至860 ℃，将轧件冷却至奥氏体未再结晶区轧制，同时利用精轧机组机架间水冷系统，控制终轧温度为990～1 020 ℃，以避免轧件变形过程温度过高导致奥氏体晶粒异常长大；吐丝温度由原先的950 ℃降至830 ℃。采用优化工艺后，获得了晶粒尺寸均匀的F+P组织，改善了ML08Al盘条冷镦性能。     

ML08Al线材混晶组织原因分析与改进措施

针对柳钢高线生产的φ6.5 mm ML08Al低碳冷镦钢盘条近表面出现混晶组织的问题，分析了加热工艺、变形工艺及吐丝温度对产生混晶组织的影响，并对相应的温度制度进行了优化。一加热段迅速将钢坯加热至880～920 ℃，二加热段控制在1 080～1 120℃，均热段控制在1 050～1 090 ℃，各段温度控制精度±12 ℃，加热时间不小于95 min，有利于奥氏体晶粒均匀化，大幅度降低钢坯表面与芯部、头部与尾部温差；结合水箱冷却能力及轧机设备能力，预精轧结束后对轧件快速冷却，将入精轧温度由970 ℃降至860 ℃，将轧件冷却至奥氏体未再结晶区轧制，同时利用精轧机组机架间水冷系统，控制终轧温度为990～1 020 ℃，以避免轧件变形过程温度过高导致奥氏体晶粒异常长大；吐丝温度由原先的950 ℃降至830 ℃。采用优化工艺后，获得了晶粒尺寸均匀的F+P组织，改善了ML08Al盘条冷镦性能。     

厚规格车轮钢表面麻坑缺陷成因及控制策略

分析了厚规格车轮钢表面麻坑缺陷的微观形貌及成因,针对缺陷成因提出了相应的热轧生产控制策略。研究表明：厚规格车轮钢轧后氧化铁皮厚于常规钢种,用户开平过程中带钢表面氧化铁皮发生破碎后从带钢基体脱落,随开平过程被矫直辊压入带钢表面进而形成麻坑缺陷;采用“降温增水提速”的工艺措施,降低板坯出炉温度、精轧入口温度,增加精轧机架间冷却水量,提高精轧轧制速度,可以有效控制带钢表面氧化铁皮厚度,显著降低麻坑缺陷的发生率。     

罩退冷轧薄规格IF钢横向性能波动原因及控制

针对罩退冷轧薄规格IF钢产品横向性能波动大的问题,系统分析了带钢宽度不同位置的性能、组织、化学成分差异特点,以及从冶炼、热轧、酸轧到退火等不同工序下的碳含量变化情况。结果表明:性能异常带钢边部强度和碳含量明显高于中部,屈服强度差值可达89 MPa,带钢宽度方向碳含量不一致是导致横向组织变化及性能波动的主要原因;而横向性能波动主要产生于退火工序,因为酸轧工序残留在带钢表面的乳化液在罩退过程中发生裂解,随着退火温度的升高,裂解后的碳与氢气反应生成CH₄,当退火温度超过700 ℃时,CH₄再分解出活性碳吸附于带钢表面从而产生渗碳现象,最终由于带钢横向增碳不均而导致性能波动。通过增加400 ℃保温平台、降低退火温度、降低退火升温速度、增加吹氢流量、降低酸轧卷取张力等改进措施,显著提高了带钢横向性能的均匀性。     

山钢日照2 050 mm热连轧QP980高强钢的生产实践

介绍了山钢日照 2 050 mm热连轧生产线概况。针对供冷轧QP980高强钢用热轧薄规格原料生产中存在中间坯温降快、轧制过程稳定性差、易甩尾、板形难以控制、轧机振动等问题，对生产过程中各工序进行了工艺优化，提出了轧制计划编排、铸坯尺寸及加热制度优化以及粗轧提速、精轧负荷分配、水系统控制、精轧温度控制、侧导板开口度设定、卷取冷却控制及张力设定等的具体措施，实现了薄规格QP980高强钢的稳定生产。     

山钢日照2 050 mm热连轧QP980高强钢的生产实践

介绍了山钢日照 2 050 mm热连轧生产线概况。针对供冷轧QP980高强钢用热轧薄规格原料生产中存在中间坯温降快、轧制过程稳定性差、易甩尾、板形难以控制、轧机振动等问题，对生产过程中各工序进行了工艺优化，提出了轧制计划编排、铸坯尺寸及加热制度优化以及粗轧提速、精轧负荷分配、水系统控制、精轧温度控制、侧导板开口度设定、卷取冷却控制及张力设定等的具体措施，实现了薄规格QP980高强钢的稳定生产。     

融合轧制机理和深度学习的带钢精轧宽度预测

宽度精度是热轧带钢成形过程的重要指标,准确预测精轧宽度有助于及时修正粗轧宽度设定模型,提高成品带钢的宽度精度。然而,依据轧制机理建立的宽度预测模型偏离实际工况从而精度较低,依据神经网络建立的模型由于过程黑箱导致可信度低。为此,提出了一种融合轧制机理和人工神经网络的热轧带钢精轧宽度组合预测模型,以基于Hill公式的机理模型计算精轧宽度的预测基准值,以基于深度置信网络(DBN)的深度学习模型预测精轧宽度的修正值。选取实际生产的2 730组数据中的49个特征值作为试验数据进行建模分析,结果表明:该组合模型预测精度高、稳定性好且预测时间短,其均方根误差为0.428 15 mm,相比机理模型降低了79.6%,相比神经网络模型降低了6.2%,实现了精轧宽度的高精度预测。     

带钢精轧阶段高精度宽度控制策略

出于节能考虑,带钢热连轧工艺增加中间坯的厚度,提高精轧开轧温度,降低粗轧和精轧总能耗。由于增加了中间坯厚度,精轧过程产生宽展,热连轧机精轧机组采用了两个立辊机架的设计方案。针对此种设备布置,以高精度的宽度控制为目标,提出了一种宽度自动控制策略,包括两个立辊的速度、辊缝的过程设定以及自学习算法。现场应用效果表明：该控制策略保证了穿带和轧制过程的稳定性,宽度精度高,宽度偏差控制在3 mm之内的达到95%以上。     

耐候钢层冷边浪缺陷原因分析与控制

针对某产线SPA-H耐候带钢层冷边浪缺陷问题,分析了其产生机理,即是由于带钢宽度方向冷却不均,中部与边部相变不同步,热应力和相变应力的耦合作用而产生的。结合SPA-H钢的CCT曲线,开展了轧制速度、终轧温度、卷取温度对层冷后带钢板形影响的试验研究。结果表明,轧制速度、终轧温度和卷取温度对带钢层冷后板形均有影响。为此,对工艺参数进行了优化,将轧制速度控制在8 m/s以内,终轧温度由850 ℃降低到840 ℃,卷取温度由540 ℃提高到580 ℃,带钢板形明显改善;提高卷取温度后带钢强度降低,通过增加合金元素Mn、Cr的含量,可以确保带钢性能;同时,结合设备排查措施,使耐候带钢层冷边浪缺陷得到了有效控制。     

全球铝轧制工业概览系列综述之六——世界铝板带热连轧技术（1）

截止到2000年底全世界共有铝板带热连轧生产线50条,其中由二辊粗轧机与二、三机架精轧机组成的生产线3条,由四辊粗轧机与1～6机架精轧机列组成的生产线47条,它们的总生产能力约18 300 kt/a.德国诺伊斯铝轧制厂的No.2热轧生产线产能力最大,可超过1 000 kt/a.近几年内工业发达国家不会新建热连轧机列,也不会再建(1+5)式的或机架更多的生产线,生产能力的提高主要靠对旧生产线的现代化改造.多机架新连轧线的建设多集中诸如中国这样的发展中国家,中国首条(1+4)式Φ 850 mm /1 350 mm × 2 000 mm粗轧机、Φ 535 mm /1 350 mm × 2 000 mm精连轧机列可于2002年秋季在河南明泰铝业有限公司投产.     

热轧薄带目标终冷温度差异化设定策略及应用

针对厚度小于2.0 mm的热轧薄带全长卷取温度均匀性较差的问题,在分析升速轧制制度、终轧温度控制方式、带钢板形及轧制稳定性等因素对卷取温度均匀性影响的基础上,提出一种沿带钢全长变目标终冷温度的设定策略,目标终冷温度偏离目标卷取温度的程度可用温度补偿值来表征,卷取温度模型可根据各控制点距带钢头部或尾部起始点的距离,按照相应的温度偏差和斜率进行计算。现场应用表明：该策略可显著提升1.55 mm厚的集装箱板、1.80 mm厚的镀锡基板等热轧薄带的卷取温度均匀性。