宽厚板双边纵剪生产质量控制

随着科学技术不断进步,新产品、新技术不断涌现,市场对宽厚板需求日渐增多,对产品质量的要求也日益提高。双边纵剪系统作为宽厚板生产的重要组成部分,是保证产品质量的主要设备。基于滚切式双边剪的生产工艺流程,分析了宽厚板双边纵剪生产中常见的生产质量问题,并提出了相应的控制改进措施。实际应用表明,采取改进措施后,有效降低了产品生产成本,提高了宽厚板的剪切质量和生产效率。

浅析加工工艺对特厚板厚度方向变形的影响

特厚板轧制是复杂的非线性过程,有限元数值计算的不断发展与完善,为轧制工艺优化设计提供了新的选项。结合数值模拟、现场轧制实验及热模拟实验结果,分析厚度方向温度差、单道次压下量、轧制速度对特厚板厚度方向力学性能的影响。结果表明:建立轧件心部与表面温度差可以提高轧件心部力学性能;增加单道次压下量可以使特厚板厚度方向变形区向心部逐渐渗透;轧制速度变化对厚度方向变形几乎没有影响。

厚板4200mm产线热送热装率提升研究

介绍了影响热装计划的因素及工序,以厚板热坯的产出与损耗为出发点,分析热坯未做热装轧制的原因。结合工序跟踪发现的瓶颈及特点,采取从源头出发优化生产计划编排、优化设计平衡上下工序能力、打破瓶颈提升二切工序条件、调整库区区分减少热坯温度损失等措施,使炼钢与厚板之间的工序能力得到进一步匹配,促使各工序的生产过程向连续化、低成本、高质量、高效益的方向发展。

主应力法计算蛇形轧制的轧制力

使用主应力法建立蛇形轧制过程中轧制力与轧制力矩的解析预测模型。将解析模型的计算结果与实验结果进行比较,验证了解析模型的准确性。运用该模型对蛇形轧制过程中不同的异速比、轧辊偏移距离、压下量和摩擦系数对轧制力和轧制力矩的影响规律进行研究。同时研究"搓轧区"对轧制力和轧制力矩的影响。结果表明,异速比的增大将导致"搓轧区"的增大,从而使轧制力和上轧辊轧制力矩减小,下轧辊轧制力矩增加。当异速比增大到速度较大的轧辊带动速度较小的轧辊时,慢速轧辊的轧制力矩将变为负值。轧辊错位距离的增大导致"搓轧区"减小,从而导致轧制力增加,上、下轧辊轧制力矩减小。压下量的增加导致"搓轧区"的减小,从而导致轧制力和上、下轧辊轧制力矩的增加。轧辊与轧板之间摩擦系数的增加使"搓轧区"减小,同时导致轧制力和上、下轧辊轧制力矩同时减小。研究为蛇形轧制在超大厚度板材制造中的应用,提供了理论基础。

热轧带钢层流冷却过程中温度与相变耦合预测模型

建立了温度与相变耦合有限元模型,对带钢轧后冷却过程中带钢厚度和宽度方向的温度场进行了模拟计算.建模过程中,考虑带钢的各金相组织的密度、导热系数、比热容等物性参数为温度的函数,取各相的线性平均值用于计算.根据连续等温转变实验曲线,采用Avrami方程和Scheil可加性法则计算带钢相变潜热,实现温度和相变耦合求解.计算结果表明,带钢经过层流冷却后,沿厚度方向存在着一定的温差,带钢温度沿宽度方向分布不均匀,和现场实测结果吻合.

中厚板轧制过程中高精度的轧制力预测模型

结合首钢3500mm轧机改造项目,根据中厚板轧制工艺的特点,对影响轧制力的因素进行了详细的解析,包括变形区影响函数、变形率函数和变形速率影响函数等,给出了中厚板轧制过程中高精度的轧制力计算数学模型。分析了残余应变对轧制力计算的影响,得到了不同钢种的残余应变计算模型和轧制力在线计算时的修正策略。现场在线应用结果表明:给出的轧制力模型具有良好的预测精度,预测误差可以控制在5%以内。

立辊形状对板坯断面形状的影响

基于弹塑性有限元理论,利用大型有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA,对中厚板生产的立辊轧边变形进行了模拟计算,分析了不同形状立辊对轧后狗骨形状的影响。立轧后板坯头、尾部存在不同程度的失宽,狗骨高度最大值出现在板坯中部,采用孔型立辊或锥形立辊可提高轧制过程的稳定性。

中厚板UFC-ACC过程控制系统的建立及冷却策略的制定

分析了UFC-ACC工艺的设计原理及特点,建立了中厚板UFC-ACC过程控制系统。在分析该系统功能及实现方式的同时,着重说明了模型计算系统的组成及计算原理。同时,对超快冷段冷却策略、层冷段冷却策略及两段协调策略进行了阐述。结合现场实测数据,得出该过程控制系统具有较好的计算稳定性及较高的计算精度,计算终冷温度与目标温度的偏差在4%以内,计算终冷温度与实测值的偏差在3.5%以内,可满足生产需要。

热轧带钢控制冷却过程的样本跟踪策略

前馈控制是热轧带钢控制冷却系统的核心控制功能 ,而前馈控制的关键在于样本的微跟踪。分析了前馈控制过程中样本微跟踪的原理 ,提出在前馈控制中由基础自动化级实现带钢头部、尾部微跟踪的方法 ,阐述了由过程计算机完成样本速度预测以及在后计算自适应时样本速度跟踪“回放”的过程。将样本的跟踪策略用于某热轧带钢厂层流冷却系统的改造 。

模块角度对板坯截面形状的影响

基于弹塑性有限元的理论, 利用大型有限元计算软件 MARC建立了板坯定宽的有限元分析模型, 研究了不同模块角度对板坯头尾部和中部狗骨分布的影响。结果表明, 板坯对称有限元模型定宽后, 板坯的头部出现双峰狗骨, 中尾部出现单峰狗骨, 而且狗骨沿长度方向为非连续分布, 采用较小的模块角度有利于狗骨峰值的减小。对于选择和在线控制模块角度有重要指导意义。

立轧对称-反对称抛物线狗骨模型轧制力的解析

为提高热轧产品质量,必须保证热轧带钢宽度尺寸精度,生产中多采用在粗轧机组处安装立辊轧机来进行控制,但立轧后板坯横断面会产生狗骨形状.首次建立了立轧对称-反对称抛物线狗骨函数模型和运动许可速度场.使用刚塑性第一变分原理,采用变上限积分得到立轧时总功率泛函和轧制力的解析解.将轧制力解析结果与有限元仿真值进行比较,误差在3%以内,与Yun模型比较误差不大于6.3%.采用本文模型预测现场轧制力的精度良好,可以满足现场控制要求.

100mm特厚板轧制变形均匀性模拟研究

控轧控冷特厚板主要应用于造船、建筑、桥梁、容器、水电及大直径输送管线等领域。60 mm以上特厚板在轧制过程中存在厚向变形不均匀性,数值模拟是研究这一问题的理想手段。考虑轧制过程钢板与空气间换热系数随温度的变化及高温辐射传热,采用有限元模拟软件DEFORM-3D研究了100 mm特厚板轧制成形过程中粗轧道次、中间坯厚度及精轧道次对截面变形不均匀性的影响。研究结果已应用于实际特厚板轧制生产线。

中厚板轧后高密度管层流快冷控制模型

根据鞍钢厚板厂投产的国内第一套中厚板轧后高密度管层流控冷装置的特点,结合理论分析,建立了一套适用于中厚板轧后快冷的控制用数学模型.该模型由层流冷却预设定冷却模式、各预设定冷却模式下终冷返红温度预报模型、终冷返红温度修正模型、自学习模型等组成,且该套模型已在鞍钢厚板厂投入使用.

宝钢厚板边裂成因分析和改善

边裂是影响宝钢厚板质量的一个重要因素。对厚板边部的非连续弧形裂纹缺陷取样,进行金相分析,并对连铸板坯进行对比轧制试验,证实钢板边裂是由连铸板坯角部横向裂纹引起。分析了影响板坯角部横裂的结晶器保护渣、二冷水、结晶器、浇注速度等工艺因素。在此基础上,提出了改善板坯角部横裂的有效措施,即改进保护渣性能、优化二冷水水量分配、弱化结晶器冷却、稳定结晶器锥度和采用合适的浇注速度等等。实施以上措施后,钢板边部裂纹大幅度减少。

Q345E-Z35高强度特厚钢板的研制

利用Q345连铸坯料，在某4300mm宽厚板轧机上针对Q345E—Z35钢种进行了厚80mm钢板的TM—CP工艺试验。结果表明，采用出炉温度在1150～1250℃，加热时间不超过230min，精轧开轧温度为770～810℃，终轧温度为740～780℃，轧后采用层流冷却，终冷温度为650～700℃，未再结晶区总压下率大于40％的工艺生产Q345E-Z35高强度厚板的屈服强度达到330MPa以上，伸长率达到30％以上，-40℃冲击功达80J以上，Z向断面收缩率大于45％，探伤达到2级探伤要求。实现了良好的强度、韧性和内部质量的结合，且不添加微合金元素Nb、V和Ti，工艺上省去了热处理工序，降低了生产成本。

日本海洋平台用厚板开发现状

介绍了日本JFE公司、新日铁公司及住友金属公司海洋平台用钢板的开发现状,重点介绍日本钢铁公司海洋平台用钢板系列化品种、焊接热影响区的韧化及先进的轧制工艺。并针对我国海洋平台用钢开发滞后的局面,指出了未来的重点是按照国际海洋工程用钢的4个标准,成系列开发海洋平台用钢板,如高强钢板、大线能量焊接钢板、低温及耐海水腐蚀钢板等系列产品,并开发独有的焊接热影响区韧化技术及焊接技术。

厚板不充分变形矫直工艺方案研究

由于受到矫直机矫直能力的限制，变形抗力较高的厚板难以一次矫直。文章提出了不充分变形多道次矫直方案，可有效地改善板形；该方案采用小于弹性弯曲弹复曲率极限C的反弯曲率Cw，矫后残余曲率与原始分布相同，但数值上小于原始曲率，这样既可降低矫直力，又可满足矫直要求，从而扩大了可矫轧件变形抗力范围1／4-1／3。

结构用Q420E高强度厚板控轧控冷工艺研究

实验研究了Q420E厚100mm高强度厚板的TMCP工艺及其对组织性能的影响规律。结果表明,利用Nb、V、Ti复合微合金化成分设计,采用精轧开轧温度900℃,轧后冷却速度4.41℃/s的TMCP工艺或精轧开轧温度900～870℃的控制轧制工艺,均可使钢板性能达到标准要求。随着精轧开轧温度的降低,钢板屈服强度、抗拉强度和低温冲击韧性提高,伸长率变化不大;TMCP工艺与控制轧制工艺相比,钢板屈服强度、抗拉强度提高,伸长率降低幅度不大,但明显改善了钢板的低温冲击韧性。

欧洲海洋平台用厚板品种及工艺的发展

介绍了欧洲海洋平台用厚板的种类、供货尺寸、生产工艺的发展及其性能,并通过欧洲典型海洋平台实例介绍了其应用情况。认为欧洲钢铁企业对于海洋平台用钢的研发、品种系列化及标准化方面值得借鉴,国内钢铁企业应加快推进海洋工程用钢国家标准的制订,加快高附加值品种的开发进度,以满足国内市场的需求。

特厚钢板轧制缺陷压合和双鼓形有限元分析

针对某厂采用400mm厚Q345连铸坯生产120mm特厚钢板时铸坯中心缺陷压合及轧后钢板出现双鼓形缺陷的问题，以刚一粘塑性有限元软件模拟了缺陷压合条件和双鼓形形成过程。结果表明，400mm厚铸坯不能在开轧后1～3道次内压合缺陷，但随压合参数l／h的增大和应变累积作用，中心裂纹被压合；第1道次压合400mm厚铸坯中心矩形裂纹的临界压下率为15．8％，转化为几何参数l／h=0．511；400mm厚铸坯在轧制的各个阶段均存在双鼓形缺陷，双鼓形最大峰值的临界变形条件为l／h=0．542，增大轧辊尺寸、减少横轧道次可减轻双鼓形缺陷。