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

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舍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．     

铝热连轧温度场模拟在MAC中的实现

通过Gleeble-1500热模拟机等温压缩试验研究了1235铝合金流变本构模型。在此基础上,建立铝板带热轧二维MSC.Marc有限元模型,对热连轧过程温度场进行了模拟仿真,并分析了热连轧过程中的温度场变化规律,为指导生产实践提供理论参考。     

CSP热轧过程温度场模拟

综合考虑传热、变形及变形过程中的再结晶之间的相互影响，对C—Mn钢在CSP热连轧过程的温度场进行了计算机模拟。确定了各种工艺条件下的传热边界条件及其对应的换热系数关系式，计算出了轧件变形过程中温度变化和温度场分布。算例表明，模拟计算具有较好的精度，能为进一步模拟带钢轧后组织演变和性能预测分析提供计算基础。     

热连轧精轧高速钢轧辊重复上机初始辊形预报

针对热连轧精轧高速钢轧辊重复上机时存在残留磨损辊形和残留热辊形影响初始辊形的问题,分析了残留磨损辊形和残留热辊形对板形控制精度的影响及难点,得出轧辊温度场是高速钢轧辊重复上机初始热辊形最佳表征方式的结论,提出高速钢轧辊下机后空冷过程温度场建模思路,并建立轧辊空冷过程温度场计算模型。在此基础上,基于热连轧生产线二级系统框架,研究形成了高速钢轧辊重复上机初始辊形预报技术设计方案,并在首钢京唐公司1 580 mm热连轧生产线应用。应用结果表明,该技术对实现热连轧精轧高速钢轧辊更高效应用和提高板形控制精度有显著效果。     

板材轧制过程轧制力刚塑性有限元快速计算

 为了满足板材轧制过程在线控制快速计算的要求,首先建立了板材轧制平面应变刚塑性有限元能量泛函。其次,通过合理的简化建立了只考虑变形区的快速有限元模型,且对有限元建模的关键问题包括中性点、第一类速度奇异点和刚性区等进行了处理。最后,开发了板材轧制快速计算有限元程序,并且利用现场轧制数据测试了快速有限元程序的计算速度和精度,结果表明计算速度和精度满足在线快速计算的要求。     

带钢热连轧机工作辊热磨辊的研究

带钢热连轧机工作辊在下机后修磨时没有冷却均匀,存在着热变形而无法获得期望的工艺辊形。用有限元的数值方法仿真了轧上机后的温度场与热变形,探讨了轧是热磨削的有关问题。     

热轧三机架连轧轧板过程的二维有限元模拟

应用MARC／AutoForge有限元软件，对轧件在三机架连轧变形过程进行热力耦合模拟。研究了模拟过程中的轧件温度场的分布及变化规律以及轧制力能参数在轧制过程中的变化。分析计算说明，采用有限元模拟的方法可以较好地反映金属的实际变形情况。     

热连轧精轧过程中带材瞬态温度场的精确计算

基于热传导方程,考虑热连轧精轧区板带周期性地连续变形和连续冷却等复杂动态边界条件,利用有限差分法,在各机架变形区利用坐标映射关系建立三维瞬态温度场模型,在机架间非轧制区利用某横截面计算瞬态温度分布,这两种温度场模型互为条件,迭代求解。仿真结果表明,带材两侧边部有较大温差,易形成较大的局部热应力;带材越厚,压下量越大,带材高向温差越大,将会影响热连轧带材内部组织演变过程。仿真结果与实测数据吻合较好,表明模型能够精确预报热连轧精轧区板带的瞬态温度分布及终轧温度。     

基于二维交替方向差分法热轧工作辊热辊形模型的研究

在带钢热连轧过程中,工作辊热辊形的准确在线预报对板形控制具有重要意义。采用二维交替方向有限差分法建立了计算工作辊温度场和热凸度的模型。通过理论和试验证明,此模型的优点是具有绝对稳定性和满足在线实时控制要求的计算快速性,适用于对工作辊温度场的在线预报,具有很高的实际应用价值。     

非对称板带热轧头部翘曲的分析与有限元模拟

建立板带轧制的非对称模型 ,分析轧制过程中轧件变形规律 ,以及热轧带钢的生产过程中板带头部弯曲的产生机理。进而通过热轧过程的非对称模型的有限元仿真 ,研究了非对称参数与板带头部弯曲曲率的关系 ,为热轧过程的自动控制提供了依据。     

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。     

包覆浇铸高硼不锈钢复合板的变形协调性

包覆浇铸后的复合铸坯虽然已具有冶金结合,但热轧过程中,道次变形量若确定不合理将在界面处产生附加应力,附加应力值的大小将影响热轧后复合板的界面结合情况。应用ABAQUS有限元软件对包覆浇铸304不锈钢/高硼不锈钢/304不锈钢复合铸坯的热轧过程进行了有限元模拟,有限元模拟结果显示,当道次变形量大于17%时,覆层及芯层变形协调性变差,复合板界面将遭到破坏。实际热轧试验验证了有限元模拟结果的正确性,为包覆浇铸复合铸坯的热轧提供了有利的工艺参数。     

Broadside Compensation Rolling Model for Plan View Pattern Control in Wide and Heavy Plate Rolling Process

On the basis of a 5 m plate mill, a 3D rigid-plastic finite element （FE） model was developed to investigate changes of plate plan view patterns during hot rolling process. By analyzing the simulation results of conventional rolling processes, it was found that the plate plan view pattern was closely related to broadside rolling ratio. Then, the prediction models for plate plan view patterns were formulated by nonlinear regressive analysis of the simulation results and modified for high accuracy. Based on these models, the broadside compensation rolling method perform- ing at the last pass of broadside rolling phase was designed to decrease plate end crops. Comparing the plate plan view patterns with and without broadside compensation roiling, reduced plate end crops indicate that the broadside compensation roiling model is effective for plate plan view pattern control.     

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。     

16MnV/9Cr18MoV/16MnV刀具用复合板界面组织研究

采用离心浇铸,经剖切、热锻、热轧工艺制成16MnV/9Cr18MoV/16MnV 3层金属复合板。热轧后成品板金相组织观察发现,复合板一侧16MnV/9Cr18MoV界面清晰,另一侧9Cr18MoV/16MnV界面存在一模糊过渡带。扫描电镜成分分析显示,模糊界面过渡带上,Cr元素在16MnV区域有大量的混合,说明浇铸第3层16MnV时,较高熔点的16MnV熔化了较低熔点的9Cr18MoV,造成2种材料发生了强烈的混合,形成不对称的结构。这种不对称结构对力学性能及刀具的使用都会产生影响。     

变压器用热轧波纹板冷弯成形过程分析

 利用实验室模拟及有限元模型两种方法模拟波纹板冷弯压靠成形过程,结果表明,该材料所能承受的最大拉应变远大于最危险点所承受的拉应变,残余压应力位置处的显微硬度高于残余拉应力位置处。变形过程中的冷弯压靠危险点未发现冷弯裂纹,热轧酸洗板能够满足变压器用波纹板冷成形要求,变压器波纹板以热代冷方案是可行的,也符合节能降耗的要求。     

冷轧平整机延伸率控制系统的应用及研究

 简单介绍了冷轧平整的目的和意义,说明了延伸率的定义和测量方法。描述了应用于唐钢冷轧薄板厂平整机组的延伸率控制系统,对该延伸率控制系统中的速度前馈控制和延伸率反馈控制做了重点阐述。针对在加减速或出现其它扰动时的延伸率波动问题,提出了在反馈控制中增加比例控制的解决方案。实际结果表明,延伸率控制系统动态响应明显加快,987%的带钢延伸率偏差都控制在了01%以内。