倒角坯热轧过程角部变形和温度分布研究

针对某钢厂2250热连轧机组的轧制工艺条件,对热轧过程中超低碳钢直角和倒角坯角部变形和温度分布进行了研究,得出不同轧制条件下倒角坯形状变化规律,给出了不同轧制位置处温度分布的变化曲线,并对比了倒角坯和直角坯温度分布和角部变形特点。研究结果表明倒角坯角部形状遗传到精轧之前,并且倒角坯角部温度在轧制过程中变化更为均匀,对精轧角部变形更为有利,从而改善热轧带钢边直裂缺陷,为边直裂研究提供理论基础。

采用倒角坯改善铸坯边直裂缺陷的研究

针对微合金化钢边直裂缺陷,采用倒角型铸坯控制其形成,通过实验室模拟轧制和有限元分析,并通过工业化生产研究表明,采用倒角铸坯进行轧制使铸坯轧制前角部保持较高温度,并保持轧制过程中角部温度的均匀性,使轧制过程应变更为均匀,并在倒角形状对鼓型释放的影响下减小了展宽轧制过程非均匀变形和轧制方向应变不均匀性,从而保证了轧制鼓型的均匀性,减小形成折叠可能性,有效地控制了边直裂的形成,提出采用倒角型铸坯在不改变轧制工艺前提下,能够简单而有效地减少边直裂产生。

连铸矫直区不同角部形状板坯表面温度的数值模拟

倒角结晶器是避免连铸坯角部横裂纹的产生、改善角部质量的新技术。通过ANSYS数值模拟,计算了不同角部形状的板坯在连铸矫直区的温度分布情况,分析了倒角角度、倒角面长度对板坯角部温度及其热塑性的影响。结果表明,倒角铸坯在提高角部温度和温度均匀性方面效果明显,铸坯角部热塑性随着温度的升高而改善。具有较高角部温度的倒角铸坯基本避开了钢的脆性区间,从而防止了角部横裂纹的产生。倒角结晶器技术在工业化生产应用中取得了良好效果。

连铸板坯矫直过程表面温度和应力数值模拟

通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件研究了直角坯和倒角坯在矫直过程中表面温度和应力的分布情况,分析了角部形状对铸坯的拉坯方向应力分布的影响。结果表明,倒角坯可以显著提高角部温度,使温度分布更加均匀。在矫直过程中,沿拉坯方向直角坯角部附近应力一直处于相对较高状态。倒角坯可以减小角部应力大小,缩小高应力区域面积,有利于避免角横裂的产生。

连铸坯倒角对粗轧宽展的影响及宽度模型改进

带倒角的结晶器能够改善连铸板坯角部在矫直段的高温延展性,显著减少角横裂的发生。然而,连铸坯的倒角对粗轧过程宽展量有很大影响。通过建立粗轧过程板坯形变的有限元仿真模型,系统研究了轧制过程中板坯倒角尺寸和形状对轧件宽展量的影响。结果表明,连铸坯倒角边长越大,相同的立辊侧压量下所产生的狗骨回展量越小,同时在水平轧制时所产生的自然宽展也越小,而倒角角度的变化对粗轧宽展的影响不显著。针对现有的宽展公式没有考虑轧件存在倒角的问题,给出了一个含有倒角参数的修正项公式。通过与现场实测数据和原宽度模型计算结果对比,对于带倒角的连铸坯轧制情况,修正后的宽展模型预报精度显著提高。

Development of transition condition for region with variable-thickness in isothermal local loading process

Using simple unequal-thickness billet combining isothermal local loading can control the metal flow and improve the cavity fill in manufacturing process of large-scale rib-web titanium alloy component with low cost and short cycle. The beveling transition pattern is well used for variable-thickness region of billet （VTRB） due to its simple and ample range of transition condition. The transition condition development in the local loading process has a significant influence on dynamic boundary of unrestricted portion of VTRB. With the help of reasonable assumptions, a mathematical model of transition condition development was established by theoretical analysis. The predicted results for local loading process of rib-web component using the established model were compared with the numerical and experimental ones, and the results indicated that the model of transition condition development is reasonable. Using the established model could deal with the dynamic boundary of unrestricted portion of VTRB well, and the model is suitable for the analysis of metal flow and cavity fill in local loading process of multi-ribs component.

热连轧碳钢表面边部黑线缺陷分析与改进

根据表面黑线缺陷的宏观分布和微观截面与表面光学特征,结合轧制生产线工艺与装备的跟踪与分析,明确了热连轧碳钢表面边部黑线缺陷的产生原因和形成机理。结果表明,表面边部黑线缺陷的产生与粗轧时边部金属的塑性变形有关,立辊表面质量差会促进或加重边部黑线。相对于倒角坯,直角坯的边部增厚多且温降大,更易形成黑线缺陷。通过采取优化轧制模式、缩短立辊使用周期和投入倒角坯等改进措施后,热连轧碳钢表面黑线偶有出现,且在距边部10 mm范围内,热卷边部的黑线缺陷得到了有效消除。

热轧带钢边部翘皮缺陷成因分析

为了探明低碳钢在带钢轧制过程中出现边部翘皮缺陷的形成原因,取样分析了翘皮缺陷形貌及夹杂物成分,并采用Φ750mm×550mm高刚度二辊热轧机组进行实验室模拟轧制分析翘皮缺陷演化过程。通过建立不同轧制方案,探明了热轧带钢翘皮缺陷形成于精轧道次,缺陷的产生与坯表面质量和边部原始凝固组织无关,轧材在轧制过程中由于边部不均匀变形形成侧面凹陷,凹陷在后续轧制中被轧制压缩闭合,并翻转到表面成为翘皮缺陷。最后,工业生产试验表明,倒角铸坯可提高轧材边部在轧制过程中的温度和均匀性,抑制轧材边部不均匀变形,有效降低翘皮缺陷的发生率。