中厚板边裂的形成与控制

边裂是中厚板常见的表面缺陷之一。连铸坯角部表面横微裂和皮下气泡缺陷及轧制中轧板上下表面不均匀变形是边裂产生的主要原因。通过控制钢中w[Als]，避免高温浇注，选用合适的保护渣，控制矫直温度，保持铸机状况良好，改善铸坯角部的表面质量；通过减小横轧展宽量，提高板坯加热均匀性，保证轧制压下量，优化轧机配辊，减小轧件边部的不均匀变形？可大大降低中厚板边裂的发生率。     

中厚板角轧过程的形状预测模型研究

大单重或小展宽比的中厚钢板,可以采用角轧技术进行生产,以解决因设备限制无法生产或由于多次转钢导致生产效率低的问题.基于体积不变原理和三角函数关系,推导了中厚板角轧过程的轧件形状尺寸变化公式,获得角轧实现矩形化的转角和压下量关系,建立了角轧过程转角、压下量与宽展之间的预测模型.设计了中厚板角轧过程形状预测计算程序流程,简化角轧过程的宽展计算,进行角轧形状预测程序的开发.利用角轧实验对形状预测模型进行验证,模型计算尺寸数据与实际轧制尺寸数据的最大误差为6.22%,表明角轧形状预测模型具有较高精度.     

连铸大方坯轻压下过程的变形行为

首先从理论上描述了轻压下过程铸坯的三维变形行为,并采用有限元法定量分析了轻压下工艺对铸坯变形行为的影响规律.结果表明:铸坯宽展变形和延展变形达到平衡后,随着压下量增加,铸坯延展率随压下量呈直线关系变化.在相同轻压下条件下,随铸坯长宽比和中心未凝固率的增加,铸坯宽展效率和延展效率下降,压下效率增加.     

异型扁坯轧制过程筋部的充满规律

研究了异型扁坯热轧成型过程及筋部充满规律。结果表明，异型扁坯经三道次热轧即可成型；第一、二道次轧制过程中，在轧件轧前宽度一定时，轧件腿部压下量存在临界值，当腿部压下量小于该值时，筋部孔型充满度随轧件腿部压下量的增加而明显增加并趋势近于１，随轧件轧前宽度的增加孔型充满度线性增加，但增长幅度较小；第三道次筋部孔型充满度受轧件腿部压下量和轧件宽度的影响很小。     

热芯大压下轧制厚板坯缩孔及表面开裂的数值模拟

为了研究连铸坯热芯大压下轧制工艺对铸坯内部缩孔和表面开裂的影响,以EH47船板钢为研究对象,利用数值模拟方法,对比研究了热芯大压下轧制和常规热轧的工艺效果.结果表明,热芯大压下铸坯厚向温度梯度更大,芯部应变水平和厚向变形均匀性提高;当压下量为50 mm时,热芯大压下轧后残余孔隙体积比常规工艺小18.4％;由于热芯大压下...     

2195铝合金不同速度热轧过程数值模拟及实验研究

采用数值模拟和热轧实验研究了轧制速度对2195铝合金热轧(相同轧制规程)过程的影响.结果表明：不同轧制速度板材厚度方向的组织均匀性不同，轧速1.2 m/s板材厚度方向的变形组织比0.3 m/s板材更均匀；数值模拟获得终轧板材厚度方向的等效应变分布也是轧速1.2 m/s板材更均匀，与板材组织特征对应.轧制速度对相同轧制规程终轧板材宽展有影响，1.2 m/s终轧板材比0.3 m/s终轧板材宽度更大，长度更短，数值模拟与实验结果相对应.数值模拟结果和热轧实验结果在轧制力、温度变化、板材最终形状、厚度方向变形均匀性方面有较好的一致性.     

CSP工艺Q235B热轧带钢边部裂纹成因分析

为减少采用CSP工艺生产的Q235B热轧带钢边部裂纹缺陷,分别在Q235B连铸坯和热轧带钢裂纹处进行取样,通过宏观形貌、金相组织、扫描电镜及能谱分析等方法,研究铸坯角部横裂纹与热轧带钢边部裂纹的演变规律和形态变化.结果表明,结晶器卷渣、冷却不均匀是产生连铸坯角部裂纹的主要原因;第2道次过渡带钢的金相组织中出现混晶现象,裂纹边上存在脱碳现象;热轧带钢边部裂纹主要源自于铸坯裂纹,并在轧制过程中得到扩展.根据连铸工艺参数,对边部裂纹缺陷率与液渣层厚度、保护渣消耗量、结晶器振动参数、中间包过热度、结晶器传热参数以及铸坯宽度的关系进行统计分析,并提出相应的边部裂纹控制工艺措施.     

轧制过程中钢板表面划痕的演变规律

为提高冷轧带钢产品质量,利用四辊轧机对表面刻有划痕的钢板进行横向冷轧变形实验,通过观察划痕横向轧制变形过程中断面及表面的形貌变化,分析了划痕的演变规律。结果表明,钢板划痕主要由中心沟槽区、两侧鼓凸区和两侧翻展区组成。经过横轧变形后,划痕向轧制方向延伸,划痕侧壁相互贴合,在钢板表面形成两条折痕,在皮下形成一条折叠,表面折痕与皮下折叠均造成钢板表面质量缺陷。     

楔横轧温度对铝合金连杆预制坯心部质量的影响

楔横轧成形过程中,金属的流动规律比较复杂,工艺参数选择不当很容易产生轧件的心部缺陷,楔横轧轧制初始温度对心部疏松的影响效果显著。针对这一问题,以铝合金连杆预制坯为研究对象,通过建立三维塑性热力耦合数值模型,模拟了不同楔横轧轧制初始温度和表面降温梯度对轧件等效应力、等效应变和损伤状况的影响。分析得到了楔横轧轧制初始温度对轧件心部质量的影响规律,为楔横轧轧件心部疏松的成形机理和预防措施等方面提供重要的思路和建议。     

Q420 C角钢铸坯凝固传热分析及AlN析出控制

为研究Q420C角钢在大矫直应变过程中的铸坯凝固传热行为以及AlN析出对铸坯和轧材质量的影响,本文通过ProCAST模拟软件和射钉试验,对不同参数条件下铸坯表面和角部温度以及坯壳厚度等进行模拟计算,并提出了凝固坯壳厚度修正公式.通过Gleeble实验得出,铸坯在1008~1364℃温度范围内时具有较好的热塑性.对AlN析出的热力学和动力学研究表明,铸坯应避开在AlN析出"窗口"内矫直,轧制前加热炉均热温度控制在1160~1200℃,终轧温度控制在850℃以上可减少AlN在奥氏体晶界沉淀析出.经过工艺试验,成功开发出Q420C角钢,轧材平均合格率达到90%,综合性能指标满足要求.     

基于有限元数值模拟的宽厚板热轧过程宽度控制ANN模型

利用商业有限元分析软件DEFORM-3D,建立宽厚板热轧过程中立辊侧压和随后平轧过程的三维热力耦合刚塑性有限元模型.模拟了不同板坯厚度、板坯宽度、立辊压下量和平辊压下率条件下320种立辊侧压和随后平轧过程,探讨了不同工艺参数对调宽效率的影响规律.模拟结果表明,调宽效率随着板坯宽度和立辊压下量的增加而升高,随着板坯厚度和平辊压下率的增加而降低.基于上述有限元数值模拟结果,借助BP人工神经网络,建立了热轧宽厚板立轧-平轧宽度控制模型,经测试,模型预测的调控效率与有限元数值模拟结果符合很好.将宽度控制模型用于宽厚板实际热轧过程的有限元数值模拟,模拟轧件宽度与实测宽度吻合很好.     

轧制工艺参数对钢板平面形状的影响

利用有限元法计算软件ANSYS/LS DYNA,对不同工艺参数的立辊轧边、展宽轧制及精轧的中厚板生产过程进行了模拟计算·由模拟计算知,随立辊侧压量增大,展宽轧制后板坯前端由凸鼓形向凹鼓形变化,后端始终为凸鼓形,展宽轧制后轧件切头尾长度及宽度波动量先减小后增加,精轧后轧件宽度波动变化与展宽轧制时相似·展宽比大时,立辊轧边对减少宽度波动量效果较好;要得到好的轧后平面形状,应使展宽轧制后的钢板边部保持平直或微凸·模拟计算结果为合理匹配立辊侧压量、展宽比及精轧延伸率,提供了理论参考·     

大规格轴承钢棒材连轧工艺有限元模拟与分析

结合现场轧制工艺条件,采用大型非线性有限元软件对大规格轴承钢棒材连轧工艺进行数值模拟,主要分析大规格轴承钢棒材在热连轧过程中各道次等效应变场和轧制力分布情况。结果表明,大规格轴承钢棒材在各道次轧制过程中的变形区域主要集中在轧件的表层,芯部等效应变较小;各道次之间轧制力急剧变化不利于轧制工艺的改善,同时也会对轧制设备提出更高的要求;各道次轧制力分布不均匀主要是由现场轧制工艺规程中各道次轧件压下量分配不当造成的。     

轧制润滑对H型钢翼缘宽展的影响

轧制工艺润滑能有效减少轧制力,降低能耗,但是在H型钢轧制过程中引入工艺润滑造成了翼缘宽展不均、腹板偏心等缺陷。针对H型钢工艺润滑生产中遇到的问题,建立了H型钢万能轧制过程的有限元模型,对轧辊各部位不同摩擦分布情况进行了仿真模拟,深入研究了轧制润滑影响H型钢翼缘宽展的机理。通过分析不同工况条件下轧件变形区内的摩擦力分布、金属流动等因素,解释了翼缘宽展的机理并得到了翼缘宽展的规律。分析结果表明,对H型钢腹板进行轧制工艺润滑能有效减少轧制力、降低能耗;在其它工艺参数一定的情况下,翼缘宽展随翼缘及轧辊间的摩擦系数增大而减小,且基本上呈线性关系;在翼缘的二个表面中对内侧的摩擦系数更为敏感。现场工艺润滑方案设计时应充分考虑宽展对润滑轧辊不同位置时的敏感性差异。     

凸度板形矢量法在中厚板中的应用

为了有效控制中厚板板形和发挥轧机生产能力,将凸度 板形矢量分析法应用于中厚板轧制规程的计算·首先分析板凸度计算模型并给出相应的在线数学模型,然后分析了凸度 板形矢量法的机理·并基于该方法分析中厚板伸长阶段的轧制特点,将伸长阶段的规程计算分解成三步:伸长阶段前几个道次在轧机能力允许范围内采用大压下量,减少轧制道次;伸长阶段的后3,4个轧制道次,采用凸度 板形矢量法,控制轧件凸度和板形;通过调节总轧制道次数或最大轧制力限制系数,使得最后道次的出口厚度等于目标厚度·通过长期在线应用,表明该方法对板形有较强的控制能力,适合于中厚板的在线计算机过程控制·     

中厚板热轧过程中的温度场模拟

针对中厚板轧制过程中温度场不易精确确定,普通温度计算模型计算误差较大或计算较为繁琐的问题,以传热学基本理论为基础,建立了热平衡方程,采用完全隐式差分法对首钢中厚板轧制及冷却过程中的板坯中心温度和表面温度变化进行了模拟.可以得到以下结论:①在轧制过程中,中厚板上表面温度急剧下降,道次间歇期间又有回升的趋势;在层冷过程中,板坯上表面温度迅速下降;②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.     

铸态镁合金大压下轧制对组织和边裂的影响

主要研究了道次压下率和轧制道次数对AZ31B扁锭坯大压下轧制所制备板材边裂以及微观组织的影响.轧制工艺为350℃下两道次或四道次大压下轧制.金相观察、边裂统计和XRD织构分析表明:当总压下率达到37%时,轧板开始出现边裂;并且裂纹深度随着压下率的增大而增加.随着压下率的增加,孪晶明显增多.当总压下率达到54%时,大部分区域已完成再结晶;进一步增大压下率,组织中出现变形局域化现象;当总压下率为82%,轧制道次增多时,边裂出现一定程度减弱,同时基面织构分布由双峰变为单峰.     

多道次立-平辊轧制轧件角部金属流动状态有限元模拟

利用显式动力学有限元方法和几何模型更新方法对平立辊、内导角半径50 mm孔型辊8、0 mm孔型辊三种情况下,多道次立-平辊轧制过程进行了模拟,分析了三种立辊情况下,轧件角部金属的流动情况.得出在既定轧制规程下,采用平立辊时,轧件角部金属被翻边至轧件水平面上;采用孔型立辊时,轧件角部金属保留在轧件水平面与侧面的交线上.