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.     

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.     

变形过程中铸轧铝合金中元素分布的演化行为

采用层状溶解法,利用等离子发射光谱研究不同轧制变形量对铸轧1235铝合金板材厚度方向上铁、硅元素分布的影响。研究结果表明:铸轧坯料中铁的偏析非常严重,硅在铸轧板中存在比较轻微的偏析。经较小的变形量(49.3%)变形后,铁、硅元素的偏析规律与铸轧坯料中基本相似,这些元素在板料中的流动符合层状流动规律;当变形量较大时(83.6%),合金元素在金属中的流动变得复杂。     

双辊铸轧过程中水口对熔池内温度场和流场的影响

双辊铸轧过程中,熔池内金属的流动状态及温度分布直接影响着铸轧过程的稳定性及铸带产品的质量.对双辊铸轧不锈钢过程进行了流热耦合三维有限元分析,主要对浸入式水口出口角度及水口浸入深度对熔池内流场和温度场的影响规律进行研究.研究发现,当水口出口角度大于15°时,熔池内出现双漩涡现象,双漩涡的存在不但改变了熔池内金属流动和溶质分布规律,而且对熔池内的温度场产生影响,使熔池表面温度差异减小,有利于提高铸带表面质量.水口浸入深度增加,熔池表面温度降低;浸入深度过浅,熔池表面温度差异增大,对带钢的表面质量不利,模拟研究结果为合理的水口设计提供了理论依据.     

双辊铸轧过程中水口对熔池内温度场和流场的影响

双辊铸轧过程中,熔池内金属的流动状态及温度分布直接影响着铸轧过程的稳定性及铸带产品的质量.对双辊铸轧不锈钢过程进行了流热耦合三维有限元分析,主要对浸入式水口出口角度及水口浸入深度对熔池内流场和温度场的影响规律进行研究.研究发现,当水口出口角度大于15°时,熔池内出现双漩涡现象,双漩涡的存在不但改变了熔池内金属流动和溶质分布规律,而且对熔池内的温度场产生影响,使熔池表面温度差异减小,有利于提高铸带表面质量.水口浸入深度增加,熔池表面温度降低;浸入深度过浅,熔池表面温度差异增大,对带钢的表面质量不利,模拟研究结果为合理的水口设计提供了理论依据.     

连续铸轧辊套传热分析

在连续铸轧中,金属液经铸嘴装置连续不断地注入2个相向旋转、内部通水冷却的铸轧辊的辊缝中间,金属液在辊缝中冷却、凝固结晶并经轧制成形.作者通过建立铸坯与铸轧辊辊套之间强温变耦合特性的界面接触热导模型及铸坯和铸轧辊辊套传热数学模型,对铸轧辊与铸坯的温度场进行了仿真,并分析了辊套的厚度、导热系数和表面粗糙度对辊套温度分布的影响.通过仿真分析发现辊套外表面温度在铸轧区变化剧烈,辊套进入铸轧区入口处温度开始急剧上升,但最高温度并不在出口处,而是在轧制区靠近出口处.辊套离开铸轧区后温度开始下降,进入入口处时温度降至最低;界面导热能力随辊套表面粗糙度减小、辊套材料的导热系数增大、辊套厚度减小而增大.     

铝合金复合板的双流双辊铸轧制备

提出了一种新型的复合板带制备技术——双流双辊铸轧技术,并用该方法制备了6063/7050铝合金复合板带,验证了采用双流双辊铸轧技术制备铝合金复合板材的可行性.利用两个熔炼炉分别把6063和7050两种铝合金原料熔化后,将液体注入带有两个狭缝水口的中间包中,通过立式双辊铸轧机铸轧得到4mm厚的6063/7050铝合金双金属复合板带.微观组织和力学性能检测发现,两种金属在结合面处形成了良好的冶金结合,为达到良好性能,板带需要后续深加工.     

双辊铸轧超高强铝合金有限元数值模拟

采用有限元法对双辊铸轧7075和7050铝合金的工艺过程进行了数值模拟,研究了合金成分和铸轧速度对铸轧熔池内温度场、流场和凝固场的影响规律。结果表明,在同一铸轧速度条件下,随着合金的等效比热增大,合金在铸轧熔池内的温度梯度随之减小,凝固速率减慢;对于同一种合金,随着铸轧速度增加,合金的速度梯度随之增大,熔池内所形成漩涡的位置下降。模拟结果为下一步的铸轧实验提供了理论依据。     

双辊铸轧镁合金板表面形貌及微观组织分析

以自行设计的立式双辊铸轧机铸轧出的厚度为2.5～5.0mm的镁合金铸板为研究对象,提取镁合金板铸轧过程中铸轧速度、铸轧力及辊缝实时变化数值,分析了铸板板形的波动原因,观察了不同铸轧速度条件下镁合金板的表面形貌和微观组织。当铸轧速从8m/min提高到16m/min时,铸板厚度由5.0mm减小到2.5mm,随着铸轧速度的提高,枝晶区比例相应提高。铸轧速度达到16m/min时,中心等轴晶区会缩小甚至消失。在本文实验冷却条件下,不同铸轧速度的铸板每侧枝晶生长高度距铸板表面都约为1mm,结果表明,2.5mm左右是铸轧较理想的板厚。     

退火工艺对AZ31B镁合金铸轧板组织和性能的影响

研究不同退火温度、时间对普通铸轧和复合能场(电磁场+超声波)铸轧AZ31B镁板组织及性能的影响。研究结果表明:铸轧镁板的再结晶温度在复合能场作用下降低了约50℃;250℃退火时,普通铸轧镁板无明显再结晶,复合能场铸轧镁板局部再结晶;在300℃,4 h时,铸轧镁板均充分再结晶,复合能场铸轧镁板晶粒细小,组织均匀,平均晶粒直径为8~13μm,而普通铸轧镁板晶粒平均晶粒直径为14~19μm;400℃退火时,晶粒开始粗大,1 h时复合能场铸轧镁板与普通铸轧镁板的平均晶粒直径分别为28~33μm和20~25μm。退火后,铸轧镁板内析出相数减少,复合能场铸轧镁板析出相弥散分布在晶界上,普通铸轧镁板析出相较多并富集在晶界和晶界附近。退火后铸轧镁板的塑性变形能力明显改善,在300℃,4 h时,复合能场铸轧镁板的硬度、抗拉强度、屈服强度、伸长率比普通铸轧镁板分别提高了4.7%,17.2%,34.1%和74.6%。     

快速铸轧条件下轧制压力的建模与仿真

通过建立轧制压力模型,对常规铸轧进行了仿真计算,计算结果与实测数据相符合,从而验证了模型的合理性,在此基础上,对快速铸轧进行了虚拟仿真研究,研究结果表明：不增强铸轧辊内、外冷却能力,单纯减薄铸轧板坯即可提高铸轧速度;随着铸轧速度降低与铸轧区增大以及铸轧坯厚度减薄,轧制压力峰值增大;随着铸轧辊径增大,轧制压力提高,因此铸轧机力能设计参数也要相应增大。     

冷连轧过程控制变形抗力模型的自适应学习

以考虑冷连轧带钢轧制过程变形区金属塑性变形以及入口、出口弹性变形的变形抗力模型和Bland Ford Hill轧制力模型为基础,将实测轧制力值代入轧制力计算模型建立起以变形抗力后计算值为未知量的非线性方程,求解该方程可以得到变形抗力后计算值,进而通过指数平滑法计算出变形抗力模型中的自适应学习系数·实际应用表明,由该方法得到的变形抗力后计算值的精度和稳定性能满足模型在线控制要求,可以提高在线控制变形抗力模型和轧制力模型的计算精度·     

基于条元法的异步轧制金属三维塑性变形分析

采用条元法分析了异步轧制条件下金属在变形区内的变形情况,建立了适用于异步轧制的轧制压力公式及中性点坐标公式,并在计算摩擦力时考虑了粘着区的存在。通过仿真分析,得到了异步轧制条件下变形区内摩擦力的分布规律及应力、应变的分布规律,最后分析了不同速比对等效应力的影响以及不同入口厚度对轧制压力的影响。     

冷轧薄板轧制变形区长度计算

本文视轧机工作辊为半无限体,用其表面压力、切力的位移公式求解工作辊在轧制变形区内的弹性压扁;依据变形区的四个边界条件,采用离散数值积分法,计算出塑性变形区及其出、入口弹性变形区的长度;根据金属在变形区内的流动速度,确定纵、横向摩擦力的方向。将计算结果与有关文献的计算结果进行比较,本文的计算方法能确切地反映轧制变形区长度沿横向的分布规律。这为正确计算轧制压力的横向分布以及辊系变形提供了理论依据。     

薄板坯连铸连轧技术的进展

扼要介绍了薄板坯连铸技术的特点，阐述并分析了薄板坯连铸与连轧技术发展的若干关键技术，包括液芯压下及动态软压下、薄板坯连铸结晶器、薄壁浸入式水口、结晶器液面控制技术、电磁制动技术、半无头轧制和铁素体轧制等新技术的发展动向。     

上下翼缘同时受荷的工字形钢梁整体稳定性分析

现行钢结构规范中没有工字形钢梁在上翼缘均布荷载、下翼缘跨中集中荷载作用下整体稳定的计算方法.采用能量法推导出这两类荷载作用下双轴对称工字形钢梁的临界承载能力计算公式,总结了荷载比例系数对临界弯矩的影响规律.并采用有限元方法对该理论公式进行验证,在荷载比例小于3时,计算结果与理论公式吻合较好.在此基础上,通过计算分析提出了这类荷载作用下工字形钢梁的等效临界弯矩系数的计算公式,该公式具有较好的计算精度.     

基于混合遗传算法的两流薄板坯连铸连轧流程生产调度系统

首先建立了两流薄板坯连铸连轧流程生产调度规则库.然后根据该生产流程的特点,提出了遗传算法新的编码、交叉、变异操作及改良的概念,并在遗传算法的初始种群建立和改良过程中引入调度规则.在此基础上,利用调度规则和遗传算法相结合的混合遗传算法建立了两流薄板坯连铸连轧流程生产调度系统.该调度系统可以较好地解决两流薄板坯连铸连轧流程的动态调度问题,进一步优化生产组织.     

偏心受压构件计算方法存在的问题及改进

为了进一步完善偏心受压构件的计算方法,在回顾偏心受压计算发展过程的基础上,指出了现行规范计算方法存在的问题与不足,提出了偏心受压的统一计算模式。统一计算模式是在引入平截面假定和材料应力—应变关系的基础上,以截面实际受压区高度为主要参数,建立截面的力矩平衡方程,从而求得构件的承载能力。通过实际算例与现行规范计算方法进行比较,验证了统一计算模式的精确性和可靠性。统一计算模式扩展了偏心受压计算适用的范围,使偏心受压的计算公式能够与受弯构件和轴心受压构件的计算衔接起来,完善了偏心受压计算的理论体系。     

超薄热带连铸连轧生产线钢水质量控制

简要介绍了薄板坯连铸连轧工艺的概况,以及在唐钢的发展情况根据薄板坯连铸连轧对钢水质量的要求,对比、分析了国内外一些薄板坯连铸生产厂的钢水质量及唐钢生产现状,根据唐钢原始工业精炼数据进行了初步的分析、计算和总结,得出SS400合适的钢水成分控制范围,并在唐钢实际生产中取得良好的效果。