中厚板轧后管层流控冷瞬态温度场数值模拟

利用热流耦合有限元方法得到了管层流水冷区钢板表面热流边界条件，适用于板面温度为100～900℃，上、下集管射流初始速度分别为1．5～3．5m／s、2．5～4．5m／s。建立了钢板瞬态温度场求解的有限元几何模型、网格模型、材料属性与初始条件等，并对12～60mm厚度钢板控冷过程进行了数值模拟与分析。计算终冷温度与实测结果比较，相对误差低于5％，温降相对误差大部分低于10％。     

基于贝叶斯优化XGBoost模型的热轧中厚板终冷温度预测

轧后冷却是影响钢板组织性能的重要工序之一,其中终冷温度是冷却过程的关键控制参数。由于传统的温控数学模型与自学习模型精度较差,因此为了提高终冷温度预测的精度,采用贝叶斯优化XGBoost模型对终冷温度进行回归预测,以冷却速率、总流量、开启集管数和化学成分等15个变量作为模型的输入,终冷温度作为模型输出,通过BO-XGBoost模型预报终冷温度。同时,对比了BP神经网络模型、默认超参数XGBoost模型和BO-GBDT模型的回归效果。结果表明：BO-XGBoost模型的训练集和测试集具有较高的决定系数和较低的误差,说明模型具有很好的泛化性、鲁棒性和非线性拟合能力,相较于经典数学模型提高了终冷温度预测精度。     

沙钢3 500 mm宽厚板线控冷系统的应用

简要介绍了沙钢宽厚板生产线工艺装备,主要介绍了其控冷控制模型与主要数学模型,阐述了建立超快冷控制模型过程中使用的VSG自学习模型,为其他控冷系统的改造与上线调试积累了经验。在此基础上,根据现场环境增加了集管开启优化功能与异常处理机制。新系统上线后,控冷钢板的板形与性能均达到设计要求,自动化投入率不小于99%,终冷温度命中率可达到94%以上。     

基于MULPIC装置的宽厚板均匀冷却控制

介绍了MULPIC系统的主要设备、参数和功能,从钢板热传递、终轧温度、轧后板形等方面分析了影响钢板温度均匀性的因素。通过MULPIC系统的速度法则、边部遮蔽、头尾遮蔽、水凸度控制、前馈控制和优化LANDSCAN高温计的参数、水流量自适应系数等方法提高钢板冷却均匀性。生产实践表明,30mm厚Q550D-Z钢板实际终冷温度与目标终冷温度偏差±20℃的命中率为95%。     

合金元素V及控轧控冷工艺对大跨度建筑用抗震钢板组织与性能的影响

屈强比是建筑用抗震钢板的重要性能指标。本文以低碳钢板为对象,研究了微合金化元素V、控轧控冷工艺参数对其力学性能与微观组织的影响。结果表明,随终轧温度升高,试验钢的抗拉强度与屈服强度都得到提高,且添加了V的试样的屈强比稍高于未添加V的试样。随终冷温度升高,钢板的屈强比降低,当终冷温度为560 ℃时,钢板可以获得较高强度与良好屈强比性能结合。添加V试样的晶粒细化明显,且随终冷温度升高,组织中M-A更加细小,分布更为均匀。     

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。     

快速冷却工艺对Q420E钢板性能的影响

利用Q345D连铸坯料(0.16C,0.26Si,1.40Mn,Nb+Ti0.040)制备Q420E钢,采用不同冷却速率和终冷温度的快冷工艺进行了厚30 mmQ420E钢高强度板试验,研究了冷却速率和终冷温度对其强度及韧性的影响。结果表明,随着冷却速率的增大和终冷温度的降低,铁素体晶粒尺寸减小,钢板强度和韧性提高,伸长率下降;当终冷温度控制在480~520℃之间,冷却速度控制在8~15℃/s之间时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体组织,心部铁素体晶粒尺寸为7.2μm,钢板综合性能达到国标Q420E级别的要求,成功实现采用Q345D轧制30 mm厚的Q420E钢板的低成本生产,并为更高级别钢种的性能提升提供了依据,但轧制过程中部分钢板出现了心部偏析,以及快冷工艺对于钢板焊接性能的影响,仍然需要做进一步研究。     

轧制及回火工艺对吉帕级超高强钢板组织性能的影响

通过微合金化化学成分设计,结合控轧控冷技术,以相变强化作为主要强化机制,研发出一种强度达吉帕级的非调质钢板.研究发现,随着终轧温度的提高,钢板马氏体组织中的变形带逐渐消失,其强度及塑性降低.终轧温度为860 ℃及采用中温回火,钢板拉伸强度达1 136 MPa,伸长率为13.8％,同时屈强比达0.93.钢板冲击韧性随终轧...     

中厚板轧后加速冷却过程的温度场模型

介绍为国内某中厚板厂设计开发的轧后加速冷却在线使用的控冷数学模型,包括空冷和水冷换热系数模型等,模型采用有限差分法计算钢板在冷却过程中沿钢板厚度方向的温度场分布。通过在线使用证明该控冷模型预报精度较高,控冷钢板的板形和性能均达到设计要求,能够满足现场实际生产的需要。     

终轧温度对Q420qE钢板组织性能的影响

研究了终轧温度对Q420qE钢板组织性能的影响。结果表明:采用控轧+弛豫+控冷工艺可以获得铁素体+贝氏体双相组织;终轧温度越高,铁素体晶粒尺寸越大,钢板屈强比越低,但冲击韧性也随之降低。当终轧温度为860℃时,钢板屈强比和韧性达到较佳匹配,此时钢板厚度1/4处和芯部未发生铁素体相变的奥氏体发生了贝氏体相变;终轧温度为880℃时,钢板芯部发生了上贝氏体转变,冲击韧性明显降低。     

热带精轧温度控制设定策略的研究

结合热轧带钢加速轧制时精轧机组的轧制速度制度，研究了热轧带钢精轧温度的控制设定策略，给出了控制设定系统的预设定和修正设定方法以及设定计算模型的自适应策略。采用国内某厂现场实测数据，对带钢的终轧温度和精轧温度分布进行了模拟计算，并与实际测量数据比较，表明该精轧温度控制设定模型具有较高的计算精度，能满足现场生产需要。     

控轧控冷工艺对钒钛微合金钢微观结构的影响

研究了终轧温度和轧后冷却速度对钒钛微合金钢微观组织的影响,发现,在以相同压下量轧制时,终轧温度和冷却速度对该钢的微观组织影响较大,不仅影响其显微组织的形貌,还影响析出相和夹杂物的种类与分布。     

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%。     

Modeling the development of Almen strip curvature in vibratory finishing

The paper presents a model of the process by which Almen strips are plastically deformed by media impacts in vibratory finishing. The motivation behind this was to extend the use of Almen strip measurements as a means of characterizing the effect of media impact velocity on residual stress formation during vibratory finishing. Two impact velocity distributions measured in a vibratory finisher were used in the model to simulate the deformations of the surface of an Almen strip. Two thicknesses of Almen strips were considered. The quantitative agreement between the model saturation curves and the experimental curves describing the Almen strip deflection as a function of finishing time was fair, though the overall trends regarding deflection were predicted well.     

弛豫技术在低屈强比钢板生产中的应用

轧后弛豫技术是实现钢板低屈强比性能的基本控制手段,此控制手段是以实现钢板的双相组织为目的,主要通过控制水冷过程中的开冷温度、终冷温度等参数来实现的。通过钢板中软相组织与硬相组织的结合,得到较低的屈强比,可基本控制在0.87以下,实现了低屈强比高建钢、油罐钢、管线钢等一系列钢种的批量生产。     

冲压用结构钢热轧酸洗板生产工艺研究

针对低碳结构钢热轧酸洗板表面氧化铁皮缺陷问题,从加热工艺、精轧轧制润滑以及工作辊冷却等方面分析了不同生产工艺参数对板坯表面质量的影响;研究了钢卷下线入库不同的存放方式对钢卷表面氧化铁皮结构的影响。通过对板坯加热时间、出炉温度的控制,精轧轧制润滑给油量的优化,以及更换精轧工作辊水嘴型号从而增大工作辊冷却水量以保证轧辊表面质量,钢卷入库后采用风机快冷等措施,可以减少热轧酸洗板表面氧化铁皮,有效提高产品表面质量。     

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。     

控轧控冷工艺对L450M管线钢屈强比的影响

为了提高管线用钢的安全服役性能,使其获得良好的强韧性和较低的屈强比,采用现场小批量试制试验,研究了不同控轧控冷工艺对L450M管线钢组织性能的影响。结果表明：L450M管线钢采用粗轧开轧温度1 010～1 050℃,精轧开轧温度920～960℃,精轧终轧温度790～830℃,终冷温度550～580℃,屈服强度可达到475～513 MPa,抗拉强度565～583 MPa,伸长率32%～38%,屈强比0.82～0.88,-20℃横向冲击功188～285 J,满足API SPEC 5L-2018标准要求;适当提高精轧终轧温度、降低粗轧阶段变形量、减少精轧阶段轧制道次,有利于降低L450M管线钢的屈强比;适当降低冷速、提高终冷温度,使L450M管线钢显微组织中先共析铁素体比例增加,有利于降低屈强比。     

20MnSi棒材轧后分级水冷过程温度场有限元模拟

对20MnSi棒材轧后分级控制冷却过程温度场变化进行了有限元模拟仿真并与CCT曲线相结合,获得了棒材在分级控冷条件下温度-时间历程曲线及其组织变化特点,为优化控冷工艺方案提供了理论依据.     

42CrMo圆钢组织性能的优化

针对某钢厂生产的42CrMo小规格圆钢因硬度偏高,刀具损耗严重,给后续机械加工造成一定困难的问题,采用JMatPro软件计算了42CrMo 钢的CCT曲线和TTT曲线,在分析其微观组织转变规律的基础上,研究了控轧控冷工艺对产品组织、硬度的影响。结果表明,42CrMo圆钢终轧温度较高,冷速较快,冷却后圆钢组织为贝氏体是造成其硬度偏高的主要原因。因此,通过降低终轧温度,采用轧后水冷以及冷床使用保温罩等手段以有效降低轧后冷却速率的措施,将圆冷速控制到0.32 ℃/s,使42CrMo圆钢冷却后获得了铁素体+珠光体的组织,硬度控制在253~266HBW,满足了客户的使用要求。