友利镁合金薄带铸轧线投产

江苏常州友利新材料有限公司从意大利达涅利法塔亨特公司引进的双辊式连续铸轧线于2022年9月投产,可生产厚4~7 mm(实际可达10 mm)、宽800~1425 mm的镁合金带材,主打产品AZ31B合金带材。铸轧机的型号为Super Caster Plus,目前已成功生产出5、6和7 mm、切边后宽度为1300 mm的板。该线是中国最先进的镁合金带材铸轧线之一。

异径双辊薄带铸轧熔池中钢液流动特性

采用有限差分和二维稳态层流模型，应用边界适体坐标（ＢＦＣ）技术对异径双辊薄带铸轧熔池中钢液的流动进行了数值仿真·分析了铸辊转速、液面宽度、浇注区宽度、浇注位置等操作和设计参数对流场的影响·计算结果表明钢液注入熔池后，在双辊相向转动的作用下，会引起强制对流并产生２个逆时针方向的回流区·通过对不同工况的分析指出浇钢时采取低压头、偏流浇注并维持一定的液面高度等操作有利于铸轧过程的稳定进行·

不锈钢薄带铸轧过程中的流动特性

采用有限元法模拟了双辊铸轧不锈钢过程的流热耦合问题 ;分析了铸轧速度对熔池内流场、温度场的影响以及流场与温度场之间的相互关系 ;给出了凝固过程中熔池与铸轧辊之间的热流密度变化趋势及随铸轧速度的变化规律 ,并比较了模拟与试验的结果 ;给出了薄带表面温度在铸轧过程中的变化及其随铸轧速度变化的趋势。

钢的薄带铸轧技术的最新进展及产业化方向

对国内外钢的薄带铸轧技术发展情况进行了总结,结合实验室对耐侯钢、铁素体不锈钢和高锰TWIP/TRIP钢薄带铸轧的研究结论,对钢的薄带铸轧过程中的亚快速凝固和近终型成形引起的新的冶金学现象如表面负偏析、全等轴晶铸态组织以及消除带材边裂等进行了阐述,指出薄带铸轧有利于进一步提高材料性能。初步明确了钢的薄带铸轧技术的产业化发展方向。

异径双辊薄带铸轧钢液初始凝固的传热特性

采用有限差分和二维非稳态凝固传热模型，应用边界适体坐标（ Ｂ Ｆ Ｃ） 技术对异径双辊薄带铸轧熔池中钢液的初始凝固传热特性进行了数值仿真·分析了铸轧起始阶段熔池内温度场的发展变化及辊面凝固薄壳的生长过程，指出１００ ｓ 为适宜的起始铸轧时间，此时凝固末端距熔池出口约９ ～１０ ｍ ｍ·探讨了钢液过热度、辊壁内表面与冷却水的对流换热系数和辊壁导热热阻等设计及操作工艺参数在起始铸轧阶段对钢液的凝固传热及凝壳形成的影响，结果发现辊壁是制约熔池中凝固传热的重要因素，直接影响着凝壳的快速生长·

薄带铸轧技术现状与展望

薄带铸轧技术取得了令人瞩目的进展,世界上已有多条薄带铸轧生产线接近工业化水平。重点介绍了美国纽柯Castrip、欧洲Eurostrip、韩国浦项Postrip、日本新日铁Hikari和我国宝钢Baostrip等薄带铸轧试验设备参数、试验钢种、主要技术和产能指标,分析了双辊薄带铸轧技术的工艺特点和存在的问题,展望了薄带铸轧技术的发展前景;比较冷轧、热轧和薄带铸轧工艺生产的薄带成本可知,用薄带铸轧产品替代冷轧产品,每吨钢可降低成本60～70美元。

基于无线传感器的薄带铸轧过程信息跟踪采集

为了进一步加强薄带铸轧工艺的研究,将无线传感器技术应用于铸轧过程实现信息的跟踪和采集。在薄带铸轧试验机的控制系统及网络布置基础上,设计了无线传感器节点及通信协议;详细解析了薄带铸轧试验机实验过程中填料、熔炼、铸轧、平整、卷取、温轧的过程跟踪及信息采集方法。通过信息追溯分析找到影响产品质量的关键因素及相应的解决方案。无线传感器的应用降低了成本、节省了布线、方便了网络重构。

韩国浦项公司薄带铸轧工艺的最新进展

介绍了韩国浦项公司开发出的创新型PoStrip薄带铸轧工艺的发展历程、基本原理、流程的布置和最新进展,根据其热试结果分析了PoStrip工业化生产的优势和需要解决的问题,指出PoStrip生产线具有环境友好的特点,能够将铜水直接浇铸成厚度为2～4 mm的薄钢带,如果PoStrip生产线能够稳定地工业化生产,可大幅度地降低设备投资、能源消耗和生产成本。

S120在薄带铸轧主轧机控制系统上的应用

薄带铸轧生产线设备紧凑,生产工艺更加低耗高效,是钢铁工业流行发展的趋势。SINAMICSS120控制系统应用在薄带铸轧主轧机传动系统上,可以根据需求灵活增添功能配置。通过介绍该生产线工艺流程,突出S120传动控制系统的优势。此外,针对S120控制系统设计和应用,尤其是负荷平衡控制、SINAMICS Link通讯、安全转矩关断等特殊应用的实现进行了详细的阐述。

双辊超薄带铸轧机组建造技术研究与应用

获奖情况:2022年中国安装协会科学技术进步奖二等奖一、成果研究背景双辊超薄带铸轧技术是21世纪冶金与材料研究领域的前沿技术,是一种超短流程热轧带钢生产技术。它缩短了传统钢铁产品生产流程,是实现钢铁生产节能减排,降低成本的最具革命性的工艺,是钢铁工业跨越式发展的关键技术。超薄带生产线全景见图1。

薄带铸轧流程制备含钇3%Si取向硅钢的组织和织构研究

通过50 kg真空感应炉冶炼,用常规流程和薄带铸轧两种工艺分别在实验室制备了含稀土钇的3%Si取向硅钢。薄带铸轧浇注温度1530℃,轧制速率0.3 m/s,铸带厚度2.5 mm。常规流程为80 mm铸坯加热温度1150℃,热轧板厚度2.4 mm,终轧温度935℃。采用扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)研究了钢中夹杂物成分、形貌、数量、尺寸和分布;利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射(EBSD)分析了硅钢铸带、热轧板、0.3 mm冷轧板、870℃7 min和1100℃10 min再结晶退火板组织和织构。实验结果表明:与常规流程相比,薄带铸轧硅钢一次再结晶后晶粒较细小,且γ织构强度达到17,但是二次再结晶后晶粒尺寸不均匀,平均晶粒尺寸为61μm,部分Goss取向晶粒尺寸达到1 mm以上。原因为细小的含钇夹杂物数量过多,且分布不均匀,夹杂物聚集的区域晶粒长大受到明显抑制。常规流程生产的含钇硅钢二次再结晶热处理后晶粒均匀长大,平均晶粒尺寸为102μm,没有形成明显的Goss织构。

轧制和冷却工艺对薄带铸轧低碳钢组织性能的影响

以薄带铸轧工艺生产的低碳钢为对象,研究不同轧制压下率及卷取温度对材料组织及性能的影响。薄带铸轧工艺下材料没有经历再结晶,晶粒较粗大且形状不规则;轧制压下率增加,可促进等轴的铁素体形成,但材料力学性能未有明显变化;卷取温度降低,针状铁素体含量增加,当含量增加到一定比例后材料性能出现明显变化;薄带铸轧工艺得到的不规则组织具有较高的强度。

戴维公司研制成功四辊高速薄带铸轧机

戴维国际公司成功地研制出世界首台四辊高速薄带连续铸轧机,这台φ550/900×2400mm铸轧机安装在Granges Eurofoil的卢森堡工厂,于1995年9月份正式投入生产,它主要生产宽度为1800mm的铝箔卷坯。 近年来,辊式连续铸轧技术得到很大发展,各国竞相研制高速铸轧机和高速薄带铸轧机。由于高速铸轧需要大轧制力才能保证产品质量,而随着轧制力的增大,铸轧辊直径则要相应加大。戴维国际公司的工程技术人员从四辊轧机得到启发,对高速薄带铸轧机结构进行重大改革,新结构铸轧机采用一对工作辊和一对支承辊,并且应用了轧机中采用的液压传动间隙控制,独立的加载测量装置,顶端定位装置。

薄带铸轧凝固组织的低能晶界及遗传效应

薄带铸轧通过水冷铜辊将液态合金直接制备成1.5~3.0 mm的薄带,具有亚快速凝固和近终成形的显著特点,能够提高液相的凝固过冷度和固-液界面处温度梯度,从而显著影响合金的组织、织构和第二相演变过程,在特种合金制备方面具有巨大的工艺潜力。通过薄带铸轧获得了Fe-Si、Fe-Ga以及Fe-Cr合金铸带,通过金相、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等技术观察凝固组织中低能量晶界的微观形貌、比例、分布等特点,并设计了模型试验验证了低能量晶界的形成原因。结果表明,Fe-Si/Cr合金在熔池大过冷度条件下通过晶粒/晶核间的界面选择作用形成Σ1/Σ3/Σ5/Σ9等特殊晶界,晶界能量等级与过冷度大小密切相关,即过冷度较大时,Σ5/Σ9等高Σ值晶界可以形成(Σ为重合位置点阵晶界的重位点阵密度),而温度升高后,能量最低的Σ1晶界比例较高。通过偏晶合金构建和复现了这种晶粒之间的界面选择作用。低能量晶界迁移速率低,可以起到稳定基体晶粒尺寸诱发异常长大的效果,所以通过工业产线获得的Fe-1.5%Si铸带实现了{100}取向晶粒异常长大,而且在轧制-退火过程中Cube得到极大强化,使得再结晶板带具有极高的横纵向磁感值。此外,这种亚快速凝固过程中特殊晶界形成机理的深度研究和物理冶金原理阐释,能够在薄带铸轧、激光增材以及粉末成形等特殊冶金过程中应用,进一步促进系列技术的进步。

薄带铸轧转向夹送辊设计研究

针对薄带铸轧生产线中转向夹送辊的主要设计参数进行了研究。在理论计算的基础上,充分考虑薄带铸轧生产线的工艺特点和转向夹送辊的应用工况,分别阐述了卷取张力、辊径、上辊偏移角及张力辊压紧力的计算原则。通过上述主要设计参数的确定,为后续开展转向夹送辊的详细设备奠定了基础。依靠本文所述方法设计、制造的转向夹送辊已经在工程实践中应用,使用效果良好。

Nb和V微合金化对薄带铸轧高强钢相变行为的影响

薄带铸轧作为钢铁行业近终形制造技术的典型代表,钢液在浇铸阶段的凝固速度可达到10~2~10~4℃/s,铸带无需经历冷却再加热直接进行一道次热轧,因此合金元素大部分固溶于基体中,在微合金化技术方面有着广阔的应用前景。但目前对于薄带铸轧微合金钢的研究多集中于其团簇和析出行为,缺乏微合金元素对薄带铸轧相变行为的系统研究。以Q550-Nb和Q550-V为研究对象,通过连续冷却相变与等温相变2种实验,绘制了其静态CCT曲线,统计了不同条件下铁素体转变的体积分数,讨论了在薄带铸轧工艺下Q550-Nb和Q550-V两种实验钢的相变规律。结果表明,Q550-Nb比Q550-V更容易发生低温相变,Nb对铁素体相变的抑制作用更强;之后通过等温相变实验进一步证明了Q550-Nb的铁素体相变更为缓慢,主要由于Nb在两相界面偏聚的程度更强导致,限制了相界面迁移。通过TEM分析2种实验钢在等温过程中的相间析出行为,发现Q550-Nb相间析出的片间距比Q550-V更大,证明了Nb对相界面的拖曳作用更强。明确了2种微合金元素在薄带铸轧工艺中对相变的影响机制,为微合金化技术在薄带铸轧流程中的应用提供理论和技术支撑。

AZ31镁合金薄带直接铸轧新工艺

本文研究了AZ31镁合金薄带铸轧工艺过程。对铸轧状态AZ31镁合金显微组织进行分析。结果表明 ,利用薄带直接铸轧新工艺可消除偏析 ,极大的细化晶粒。并研究了组织形成机理。将镁合金薄带在 2 4 0～ 30 0℃进行热轧 ,最大压下率达到了 5 0 %。

双辊薄带连续铸轧熔池内金属流动及传热特性的研究

本文建立了双辊式薄带连续铸轧熔池内二维传热流动数学模型，使用有限元计算方法实现了控制方程及边界条件的数值求解，计算结果揭示了熔池内的流场、凝固温度场的特点和规律。

轧制润滑系统在薄带铸轧生产中的应用

介绍了薄带铸轧生产线轧制润滑系统的原理、元件组成、设备布置、技术参数,以及该技术在国内铸轧生产线的应用情况,结果表明,轧制润滑能降低轧制力10%~30%,保证了轧制过程的稳定性。

轧制工艺对薄带铸轧无取向硅钢组织性能的影响

利用光学显微镜、XRD、EBSD等研究了轧制工艺对薄带铸轧无取向硅钢组织、织构和磁性能的影响。研究表明,随热轧压下率增大,冷轧组织变形储能及剪切带的比例逐渐降低,冷轧板中α织构减弱,γ织构增强。退火板晶粒尺寸随热轧压下率增大而增加。热轧压下率为17%及40%时,退火织构以强的Goss织构及相对弱的{100}织构为主,热轧压下率达到55%后,退火织构为强的{115}<110>和{114}<371>织构,Goss织构和{100}组分明显减弱。随热轧压下率增大,退火板磁感值先升高后降低,铁损值先减小后增加。热轧压下率为40%时,退火板综合磁性能最优。