铝薄带超常铸轧辊套热应力仿真分析

采用双辊连续铸轧方法,实现铝薄带的超常铸轧,是一种高效、短流程、低能耗的近净和近终形成型技术.在铝薄带超常铸轧过程中,铸轧辊套温度场周期性的变化引起铸轧辊套内热应力场的周期性变化.根据铸轧辊套热应力数学模型,对铝薄带超常铸轧辊套热应力进行了仿真分析.结果表明,辊套外表面不仅热应力大,而且变化幅度大;辊套材料的导热能力、铸轧速度、辊套表面与冷却介质的换热系数对辊套热应力场有显著影响.图3,表1,参12.     

Al-Ti-B中间合金生产方法及发展趋势

阐述了各种铝及铝合金铸锭晶粒细化的方法,得出Al-Ti-B中间合金是目前工业生产条件下,在铝熔体中添加细化剂进行细化铸锭的晶粒中最经济有效的方法.在过去50多年里,国内外科研工作者对铝钛硼的晶粒细化进行了广泛而又深入的研究,开发出了氟盐反应法、纯钛颗粒法、氧化物法、电解法、铝热还原法和自蔓延高温合成法等多种铝钛硼中间合金的制备方法和半连续铸造挤压法、连续铸轧法和连续铸挤法等多种线材成型方式.通过分析铝钛硼各种制备方法和线材成型方式的优缺点,得出通过氟盐反应法和连续铸轧法生产的铝钛硼中间合金线材,具有制备工艺简单、生产成本低、产品质量稳定、细化效果显著等优点;另外发展新型制备工艺和新型Al-Ti-B中间合金细化剂,是其一个重要的发展方向.     

铝带连续铸轧工艺的现状及研究进展

介绍了铝带坯连续铸轧工艺的特点及连续铸轧过程中面临的关键问题，结合国内外研究现状，展望了连续铸轧技术的发展趋势。     

铸轧速度对液态金属凝固行为的影响

双辊铸轧是一种高效制备金属薄板带坯的先进技术.在铸轧过程中,熔池内的液态金属受到强冷、熔体对流的影响;随着铸轧速度的提高,熔池深度向轧制方向延伸,熔池头部的金属熔体受到轧制压力的作用.作者采用双辊铸轧工艺,在实验室小型工业铸轧机上以不同的铸轧速度生产出2 mm和3 mm纯铝薄板带坯,通过对铝带坯凝固区的显微组织观察及熔池温度场特性的分析,对铸轧速度对液态金属的凝固行为的影响进行了研究.图2,参10.     

钢-铝石墨半固态铸轧复合的数值模拟

铸轧区的温度分布直接影响着铸轧过程的稳定性和复合板材的质量.针对实验室复合板半固态铸轧试验的特点建立了数学模型,采用有限元法对钢-铝石墨半固态铸轧复合过程的热流耦合问题进行了数值模拟计算,分析了不同浇注温度和铸轧速度下熔池内温度场变化的情况.模拟结果表明,当浇注温度为620℃,铸轧速度在0.6～0.8 m/min的范围内可保证铸轧稳定进行,此结论与试验数据相吻合.该模型可以有效预测凝固前沿位置,为半固态铸轧复合工艺的进一步研究和钢-铝石墨复合板的数字化生产提供了依据.     

铝熔体在铸嘴型腔中的传热及凝固现象分析

在双辊铝带坯铸轧工艺中,前箱铝熔体的温度对金属熔体在铸嘴型腔中的流动性能、铸轧速度和铝带坯质量有重要影响,而确定前箱铝熔体温度的基本依据是熔体在铸嘴型腔中的能量损失.目前,双辊铸轧铝带坯生产中前箱铝液温度主要通过经验或大量试验确定.通过分析金属熔体在铸嘴型腔中的对流换热及凝固现象,建立了非稳态和稳态传热过程中金属熔体在铸嘴型腔中的温度变化近似数学模型.这对合理确定参数(铸轧速度、铸嘴的几何尺寸和环境温度等)不同时前箱熔体温度提供了理论依据.     

电磁场对铸轧板织构和力学性能的影响

采用三维取向分布函数（ＯＤＦ）研究了电磁场对铸轧板织构和力学性能的影响．结果表明，施加电磁场的铸轧带坯与通常添加铝－钛－硼变质剂的铸轧带坯间存在一定的织构差异．将上述７．４ｍｍ厚的带坯冷轧成１．０ｍｍ的成品板经３６０℃（１ｈ）退火处理后，电磁铸轧板较易获得立方织构与加工织构的组合，其深拉性能明显优于通常添加铝－钛－硼丝的铸轧板．此外，还讨论了铸轧板织构的形成机理．     

铝或铜加工厂压延车间自然通风量的确定方法

通过分析国内铜、铝加工厂压延车间的工艺流程,给出了国内铜、铝加工厂压延车间内部散热量的计算方法,进而较精确地确定出压延车间夏季自然通风量,为铜、铝加工厂压延车间自然通风的设计提供了参考.     

铜铝复合板界面组织与性能

针对双辊铸轧工艺制备的铜铝复合板材,采用剥离试验和拉伸试验,对其力学性能进行了检测。采用扫描电镜、能谱分析仪和透射电镜等仪器对复合板界面层组织的微观形貌、结构和成分进行了分析。分析结果表明:铜铝复合板界面层的主要组成物为α-Al和Cu Al2。采用双辊铸轧工艺制备的铜铝复合板材,其剥离强度达到30 N/mm,其抗拉强度与延伸率介于同规格铜、铝板材之间。     

钢-半固态Al-7石墨复合界面特性

为了开发高温钢铝轴瓦材料,采用铸轧技术进行了钢板与Al-7石墨半固态浆料的复合实验,得到了不同于常规钢铝复合产品的界面结构。结果表明:在钢板预热温度为510℃、Al-7石墨半固态浆料固相率(体积分数)为32%的条件下,随着扩散时间的增加,复合界面上生成的铁铝化合物逐渐增多;当扩散时间大于35s时,复合界面完全由铁铝化合物构成;当扩散时间为22.5s时,可形成由铁铝化合物和铁铝固溶体交替构成的新型结构,其界面力学性能较好。     

水平式双辊连续铸轧铅合金板的试验研究

研制了适合铅合金板连续铸轧使用的复合型铸嘴.研究了铸轧过程中温度与轧制速度等工艺参数对轧制过程的影响,试验表明最佳铸轧温度范围为355～370℃,最佳轧制速度范围为1.1～1.2m/min.对连续铸轧法生产的铅合金板带与铸造+轧制法生产的铅合金板带进行对比测试.结果表明:二者的密度、电导率大小相当;晶粒尺寸大小相当,合金元素均成弥散分布;在力学性能方面,连续铸轧法生产的铅合金板带略低于铸造+轧制法生产的,这可能是由于合金元素Ca的缺少所致.用水平式双辊连续铸轧法成功轧制出基本满足商业使用要求的铅合金板带.     

双辊铸轧板带理论的研究

在连续铸轧过程中 ,金属变形体不同于热轧板带 ,将铸轧区金属视为粘性流体 ,由此推出铸轧力矩计算公式。此外 ,考虑了变形锥和旋转接头密封圈附加力矩的影响 ,导出了符合铸轧条件下的计算模型 ,理论公式得到了实验验证。     

液态铸轧球墨铸铁板(代替电机矽钢片)的研究

“液态铸轧”又叫“无锭轧制”“液体轧制”是连续铸造体中的一种类型。其特点在于,采用了辊式结晶器,结晶:疑固着的金属板与结晶壁之间无相对运动(宏观),在成型过程中,可能存在有加压的作用,故称这液态铸轧比较合理, 从1857年贝氏麦,提出液态铸轧方案开始以来直到现在根据国外文献报导,用于铸     

基于温度场近似分析解的铸轧辊套热应力解析模型

双辊连续铸轧是一种高效制备金属薄带坯的先进技术.在双辊连续铸轧过程中,铸轧辊套起结晶器与热轧辊双重作用,直接完成结晶凝固与热轧变形过程,其使用性能与其热应力场密切相关.根据铸轧辊套温度场的特点,运用Galerkin方法,得到了铸轧辊套温度场的近似分析解;对铸轧辊套的热应力场进行了数学描述,并应用Airy应力函数法,获得了铸轧辊套热应力解析模型.图1,参12.     

外冷在铝材铸轧过程中的作用机理

外冷技术是实现铝材超薄快速铸轧的关键技术之一,它通过在铸轧过程中对铝板和辊套外表面进行强制冷却以达到提高系统的传热能力,增加铸轧速度,提高铝材质量的目的．作者在研究了铸轧过程传热模型和辊-板系统温度场特点的基础上,分析了外冷板面和辊面对辊套和铝板的温度场及铸轧速度的影响规律．研究结果表明随着铸轧速度的提高,外冷板面对提高铸轧速度的影响逐步减少,而外冷辊面对提高铸轧速度的影响逐步增强．造成这一现象的原因在于外冷板面和外冷辊面对提高铸轧速度的作用机理不同,因此,应将辊面外冷作为外冷技术的发展方向,通过采用高效外冷介质,合理设置外冷区间来满足超薄快速铸轧对外冷技术的要求．本研究对确定铝材铸轧过程中的外冷技术方案,具有重要的意义．     

对不同条件下连续铸轧模型的辊套热分析

基于有限元分析软件Procast的连铸模块,建立了三维连续铸轧模型和数学传热模型.模拟实现了板带的连续生长,同时模拟了不同拉速和不同辊套材料条件下低碳钢双辊铸轧过程中辊套的热分布情况,揭示了不同拉速和不同辊套材质下,低碳钢在铸轧过程中辊套的温度场变化规律,基于这些规律提出一些提高辊套的寿命措施.     

基于热力耦合的铸轧辊弹性变形数值模拟

根据铝板坯铸轧工艺和铸轧辊的特点,建立铸轧辊变形热力耦合计算分析模型;通过计算得到铸轧力分布规律,分析工艺参数对铸轧力和铸轧辊弹性变形的影响,从而确定计算铸轧辊变形关键的边界条件,并进行实验验证.研究结果表明:铸轧力先增加后减小,呈非对称分布,最大值为100 MPa;铸轧辊在不同铸轧工艺参数下的弹性变形呈相似的"马鞍形"曲线,铸轧辊弹性变形最大值为0.303 mm;仿真计算结果与测量结果相吻合.     

双辊铸轧薄带钢实验研究及工艺稳定性分析

在异径双辊铸轧机上进行了不锈钢薄带铸轧的实验研究,掌握了诸如浇注温度、铸轧速度、铸轧压力、预留辊缝的大小等薄带钢铸轧的合理工艺参数,成功地铸轧了不锈钢带卷;对铸轧薄带的显微组织进行分析,并比较了晶粒细化的效果;依据铸轧实验研究的结果,分析了影响工艺稳定性的主要因素,得到了工艺稳定性方面的深层规律·     

双辊薄带铸轧数值模拟研究现状及展望

由于铸轧过程复杂,工序高度凝聚且工艺参数间联系紧密,其中一些重要的现象无法通过现有实验条件进行测量,因此数值模拟方法成为探寻铸轧规律的一种有效方式,已经在有色金属以及钢铁铸轧领域得到广泛应用。本文对近年来采用数值模拟方法针对铸轧过程中熔池、铸辊、浇注布流系统、带坯组织及侧封板方面的研究应用工作进行了总结,并对电磁场、流场、温度场及应力、应变场等多物理场耦合计算的数值模拟技术在铸轧研究中的应用进行了展望。     

双辊铸轧镁合金薄带冷轧实验研究

采用AZ31镁合金铸锭在实验室立式等径双辊铸轧机上进行铸轧试验;对铸轧带坯直接进行冷轧和冷轧后退火处理.研究了AZ31镁合金薄带立式双辊铸轧工艺及铸轧带坯进行冷轧、轧后退火过程的组织演变行为.采用合理的工艺参数,成功铸轧出镁合金薄带,同时由于双辊铸轧快速冷却和压力下凝固成形技术特点,改善了镁合金的凝固组织.对铸轧镁合金带坯直接进行冷轧,最大变形量可以达到40.7%.经过冷轧后的镁合金板材,在350℃下退火30~60 min,可以获得平均晶粒直径为9~10μm的等轴晶细晶组织.