基于内聚力模型预测带钢在冷轧过程中的边裂行为

由于不良的剪边质量,会在带钢边部余留缺陷,在冷轧过程中,边部缺陷在轧制作用下会产生裂纹,并伴随冷轧过程的进行,裂纹逐渐扩展,进而形成断裂失效,造成断带事故,极大地影响工业生产效率和增加生产成本,因此,预测边部裂纹扩展十分重要。通过试验和仿真对比,验证了用内聚力模型(CZM)分析边部含有预置缺陷的带钢在冷轧过程中裂纹扩展行为的可行性和准确性,结合参数化分析预测边裂扩展,防止断带事故,从而指导工业生产。     

基于密集冷却工艺的700 MPa级高强带钢减小残余应力研究

目前密集冷却工艺已广泛用于生产高强度带钢,但是该技术冷却速率较快的特点易造成带钢冷却不均匀等问题,导致带钢残余应力过大,进而产生边浪等板形缺陷。本文利用有限元方法,使用ABAQUS有限元软件建立某700 MPa级高强度带钢在密集冷却工艺下的模型,实现温度-相变-应力耦合计算,并进行多个实验验证了模型的准确性。通过修改有限元模型边界条件和初始条件,研究边部遮挡和初始温差对带钢层流冷却阶段产生的残余应力分布的影响规律。对于减小带钢层流冷却过程中产生的残余应力,减小带钢进入层流冷却前的初始温差更加有效。本研究成果经过现场试验验证,可靠性较高,可用于指导该种类型高强带钢生产,以减少带钢的残余应力,提高带钢板形质量。     

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.     

奥氏体不锈带钢热轧边部质量的控制

对热轧奥氏体不钢带钢边裂产生的原因和形成机理进行了探讨。通过采取合理的工艺措施,使奥氏体热轧不锈钢的边部质量得到了根本改善。     

冷却工艺对热轧高强带钢残余应力的影响

为分析不同层流冷却工艺对热轧高强带钢残余应力的影响规律,以ABAQUS有限元软件为基础,采用FORTRAN语言编写用户子程序,建立热轧高强带钢快速冷却过程的有限元模型,对带钢层流冷却过程中温度场、组织及应力场的演变规律进行耦合计算。针对现场工艺,设计并实施过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)试验和残余应力测试等试验对模型进行校正。以校正后的模型作为基础模型,修改基础模型的初始条件和边界条件,建立与边部遮挡、稀疏冷却、后段冷却、降低初始温差等4种层流冷却工艺对应的有限元模型,以定量分析4种工艺对减小带钢残余应力的效果。研究结果表明:原来无应力的带钢,经过层流冷却后,带钢宽度方向的应力分布变为边部有较大的压应力,中部有较小的拉应力。4种工艺都能有效减小残余应力,降幅从高到低依次为降低带钢横向初始温差、稀疏冷却、边部遮挡、后段冷却。     

带钢板形翘曲变形行为的仿真

针对带钢平整轧制过程中常见的板形翘曲缺陷(C翘、L翘和四角翘)的产生机理与变形规律,应用ANSYS有限元软件,分别建立了带钢的在线有张力翘曲变形模型和离线无张力翘曲变形模型,对两种状态下带钢翘曲变形的力学机理和各因素的影响机制与规律进行了仿真分析.研究认为,板形翘曲缺陷是平整轧制过程中带钢的塑性变形(主要是纵向延伸)沿厚度方向上的分布不均匀引起,而与纵向延伸沿宽度方向上的分布无关.在仿真计算结果的指导下,对某厂连退机组平整后带钢的严重板形C翘问题进行了研究,改进工艺后取得了显著效果.     

形变诱导相变轧制的热力耦合有限元分析

应用热力耦合有限元法分析了带钢热轧过程中温度场和应变场的特点,并设计了一个新的变量,即"累积剪切应变\\",来描述带钢在热轧变形过程剪切变形的特点.发现带钢表层累积剪切应变很大,其值可超过压下量的2倍,带钢心部的累积应变量则很小,这种累积剪切变形量的差异是促成带钢表层和心部显微组织差异的主要因素.由于界面换热系数很大,轧辊的激冷作用可使带钢表层温度大幅度下降,又由于接触时间很短,造成的低温层厚度远小于可能的超细晶粒层厚度.轧辊的激冷不是带钢表层形成超细晶粒的主要原因.     

冷切边模堆焊工艺的研究

文中研究的冷切边模堆焊工艺是以普通低碳钢为基体 ,通过在刃口部位堆焊高硬度合金钢制造冷切边模 ,代替传统的切边模制造工艺 通过工艺性能实验 ,分析了工艺参数对焊接质量的影响以及堆焊质量的关键因素稀释率对堆焊层硬度的影响 ,从而选取了适当的工艺参数并制订了堆焊法制造切边模的工艺 对堆焊过程中出现的刃口塌坡、气孔、裂纹等焊接缺陷提出了预防和解决的措施 堆焊的刃口平均硬度在HRC58.5以上 ,且具有一定的冲击韧性 利用此工艺笔者成功的堆焊制造了一批冷切边模和冷冲模 ,其性能达到或超过传统工艺制造的切边模 ,同时该工艺还是修复冷冲模、冷切边模等模具的行之有效的方法     

冷连轧机出口飞剪的控制方法

讨论了经冷连轧机轧制出的带钢,当其剪切点在冷连轧机的末机架出现后,轧机出口飞剪对带钢进行剪切的控制算法·在飞剪进行剪切过程中,飞剪剪刃位置是由与飞剪电动机同轴安装的凸轮开关发出的指令进行控制的·采用所述控制方法进行剪切,带钢剪切断面光滑·同时给出了在剪切过程中带钢承受的张力与正常轧制过程中张力的关系·     

冷轧热镀锌带钢表面锌灰缺陷形成原因分析及控制

冷轧热镀锌产线主要由入口段、入口活套、清洗段、炉区、工艺段、出口活套和出口段构成。带钢以460℃经炉鼻子出来进入锌锅约3s经沉没辊从锌锅出来,经过气刀将多余的锌液吹掉(控制锌层厚度)。锌锅内锌液需要保持460℃,这样锌液会逐渐蒸发,蒸发的锌灰集聚在一起,然后掉落在带钢上形成锌灰缺陷。冷轧镀锌锌灰是冷轧厂热镀锌生产过程中带钢表面的常见缺陷。对热镀锌产线锌灰形成机理进行分析和研究,探讨热镀锌带钢表面锌灰缺陷形成原因,从而提出优化工艺、规范操作等方面措施控制锌灰缺陷产生,提高热镀锌带钢表面质量。     

冷切边模堆焊工艺的研究

文中研究的冷切边模堆焊工艺是以普通低碳钢为基体，通过在刃口部位堆焊高硬度合金钢制造冷切边模，代替传统的切边模制造工艺。通过工艺性能实验，分析了工艺参数对焊接质量的影响以及堆焊质量的关键因素稀释率对堆焊层硬度的影响，从而选取了适当的工艺参数并制订了堆焊法制造切边模的工艺。对堆焊过程中出现的刃口塌坡、气孔、裂纹等焊接缺陷提出了预防和解决的措施。堆焊的刃口平均硬度在HRC58．5以上，且具有一定的冲击韧性。利用此工艺笔者成功的堆焊制造了一批冷切边模和冷冲模，其性能达到或超过传统工艺制造的切边模，同时该工艺还是修复冷冲模、冷边模等模具的行之有效的方法。     

利用摩擦振动理论分析带钢水平振动

在带钢轧制生产中,轧机振动是国内外许多轧钢厂都遇到问题.轧机振动易加速设备磨损,影响产品质量,导致产品出现振动纹等,有时甚至出现断裂等缺陷.研究了带钢轧制中水平振动问题,建立了力学模型,并且分析了自激振动产生机理,得出了自激振动是影响带钢表面质量主要原因.     

利用摩擦振动理论分析带钢水平振动

在带钢轧制生产中,轧机振动是国内外许多轧钢厂都遇到问题.轧机振动易加速设备磨损,影响产品质量,导致产品出现振动纹等,有时甚至出现断裂等缺陷.研究了带钢轧制中水平振动问题,建立了力学模型,并且分析了自激振动产生机理,得出了自激振动是影响带钢表面质量主要原因.     

冷轧硅钢涂氧化镁产生双线条缺陷的机理研究

分析了冷轧普通取向硅钢中间退火机组在涂层冷轧普通取向硅钢工艺过程中在带钢表面出现宽窄、数量不等的双线条（沿轧向）的机理和影响因素,并结合现有生产工艺条件,提出减少直至消除双线条缺陷的措施。     

带钢平整轧制过程中板形缺陷的遗传和演变规律

应用ABAQUS有限元软件对平整轧制过程进行三维弹塑性建模及仿真研究,通过温度场模拟入口带钢的初始板形缺陷,利用刚性工作辊的辊形变化综合表达各板形控制手段对承载辊缝形状的调控功效。基于以上力学模型,针对具有初始板形缺陷的带钢,仿真研究平整轧制后带钢的板形缺陷及其与初始板形缺陷及平整工艺条件的关系,揭示带钢平整轧制过程中板形缺陷的遗传与演变的规律。仿真计算结果表明,承载辊缝形状是决定带钢板形缺陷遗传和演变的最主要因素,轧前带钢的初始板形缺陷的程度,即最大纵向延伸差的大小,对平整后带钢的板形缺陷仅有一定程度的遗传性影响。     

带钢拉伸弯曲矫直变形过程仿真研究

带钢拉伸弯曲变形过程的表征是拉伸弯曲矫直工艺研究中的关键,带钢拉伸弯曲变形过程在本质上就是带钢在张力作用下的反复弯曲变形过程.本文建立了可以模拟此变形过程的有限元仿真模型,并对带钢拉伸弯曲变形过程进行了仿真研究,揭示了带钢产生塑性延伸和板形矫正的机理.在此基础上,提出了拉伸弯曲矫直工艺使用制度.     

六辊轧机轧辊锥度对板形的影响及其补偿技术研究

轧辊磨削过程中因磨削不良会导致轧辊出现锥度缺陷,而锥度缺陷的出现会引起成品带钢出现单边浪的板形缺陷。以六辊轧机为例,结合六辊轧机的设备与工艺特点,首先建立了存在锥度缺陷的辊型模型与锥度缺陷对板形的影响模型,定量分析了单轧辊锥度缺陷、成对轧辊锥度缺陷以及多轧辊锥度缺陷等3种情况下锥度缺陷对板形的影响。随后,在此基础上提出了一套适合于六辊轧机的轧辊锥度缺陷补偿模型,并将其应用到某750UCM可逆轧机与450UCM可逆轧机的生产实践。该模型应用后实现了锥度缺陷对板形影响的在线分析与在线补偿,有效地解决了该轧机的固定幅度的单边浪板形缺陷问题,使得成品带钢的单边浪板形缺陷封闭率从6.25%下降到0.5%以内,给企业创造了较大的经济效益,具有进一步推广应用的价值。     

梅钢1420 mm连退瓢曲缺陷演变规律及抑制措施

结合梅钢1420 mm连退线结构特点和工艺特征,分析了生产过程中产生瓢曲缺陷的影响因素,并以"0.12C-0.03Si-0.27Mn"系冷轧带钢为研究对象,具体研究了在起炉升温、规格过渡、高低温切换3个过程中瓢曲缺陷演变规律。结果表明:不论何种内外部影响因素,本质上都是造成了带钢在宽度方向上所受应力分布不均匀,当不均匀应力超过钢带的屈服强度时,在张力作用下,出现沿长度方向拉伸或宽度方向拉窄的条状皱褶。采用宏观控制参数,如炉内温度、张力控制、带钢运行速度等,是改善炉内瓢曲缺陷的有效措施。     

多道次可逆立-平轧制的数值模拟

利用显示动力学方法和重启动方法,以现场实际轧制参数为基础,对5道次可逆立-平轧制过程进行了数值模拟.结果表明:厚件在轧制过程中容易产生双鼓变形,而薄件一般出现单鼓变形;立辊轧制可以有效地纠正双鼓变形,避免形成边部金属夹层;对角部节点进行跟踪发现角部的金属最终流动到板坯的上下表面;立轧具有一定的修复微小缺陷的作用,从而改善和提高了带钢的边部质量.该方法的应用为可逆轧制分析提供了新的分析方法,可以为立-平轧制的各道次提供准确的轧制参数.     

热轧带钢的冷却参数与翘曲关系

针对卷取温度为500℃的12 mm厚X70管线钢热轧带钢,利用MARC有限元软件建立层流冷却过程中的热-力-相变耦合的数学模型,计算两种下上冷却水比时层流冷却过程中温度场、应力、应变、相变体积分数和翘曲度随时间的变化.结果表明:1.25水比的冷却过程中,厚度方向上各面的冷却速度不一致,导致水冷前期带钢上下表面应变不同,带钢会产生向上的翘曲,冷却过程中边部最大的翘曲量达到21.84mm;水冷后期带钢板形会逐渐恢复平直,但由于水冷过程中发生塑性变形,终冷时厚度方向上贝氏体含量的差异,卷取时带钢边部依然有-9 mm的翘曲量.上下表面的不均匀冷却是引起翘曲的根本原因.在保证X70管线钢性能条件下,采用1.58的下上水比工艺,卷取时边部翘曲量仅为-0.58 mm,合适的下上水比能大幅度减小层流冷却过程中带钢的横向翘曲.