直轧过程中铸坯感应补热技术的研究

在直轧过程中,完整的铸坯温度监测体系是保证连铸直轧顺利进行的关键。采用感应补热的方法对连铸小方坯进行补热,建立了线材连铸小方坯热电耦合分析模型,获得了不同电感应加热参数条件下铸坯温度场的分布,分析了不同电流参数对加热效果的影响。结果表明:随着电流频率的增加,铸坯心部温度增加量很小,而铸坯表面温度升高量与频率增加量基本成正比;当感应电流增大时,越靠近铸坯表面位置,温度的增加量越大。     

不同热装方式下铸坯温度分布研究

采用有限元软件对步进式加热炉内钢坯加热过程进行分析计算,建立铸坯加热温度场模型,计算不同热装条件下铸坯中心与表面的温度变化曲线。以铸坯1/4断面为研究对象,分析铸坯断面全流程温度分布,得到连铸坯表面温度、角部温度、心部温度的变化曲线。模拟分析不同热装方式装炉的铸坯在加热炉内的加热升温情况,提取铸坯表面和中心位置的加热曲线。模拟加热炉内加热过程,为降低铸坯断面温差、加热炉能耗以及提高生产效率提供依据。     

棒材热轧制过程的数值模拟

首先建立了棒材热轧制过程的数学模型。以某钢厂棒材轧线180 mm×180 mm坯料为研究对象,进行1/4建模和模拟计算。结果显示,模拟值和实验值误差在5%以内,粗轧过程中坯料温降较快,中轧过程中坯料温降较慢且逐渐趋于平缓,精轧过程中截面平均温度和中心温度一直上升,精轧后的断面温差相对较大;椭圆孔轧制后的表面温度均匀性要好于圆孔轧制,出炉温度越低,轧制过程中温度越低,随着轧制速度的增加,轧件表面温度逐渐增加,精轧阶段孔径越小,轧制后的轧件表面温度越高。     

连铸方坯免加热直接轧制技术的研究与应用

连铸方坯免加热直接轧制技术由于坯料不经过加热炉加热，故比传统的经加热炉加热轧制生产工艺节能减排且降低成本。但由于直轧开轧温度低于常规轧制温度，轧件的变形抗力会有所增加，轧制力也增加，最终使棒线区粗、中轧机组电机超负荷运行，影响设备使用寿命；同时，由于直轧坯料头、中、尾温度相差较大(最大温差可达100℃),不利于棒线区轧制工艺以及成品负偏差率、力学性能以及金相组织的稳定；再有，连铸区流与流之间拉速相差较大，导致不同铸坯之间温度相差较大，不利于棒线区轧制工艺的稳定。针对以上问题，介绍了棒线材免加热直接轧制的关键技术，即在连铸区提高拉坯速度，优化连铸出坯节奏(阶梯出坯)、优化二冷区水量；在棒线区增设温度不合坯料剔除程序，优化无间隔轧制技术，优化粗、中轧压下量，采用预穿水分段控冷等措施，保证了直轧工艺的顺利进行，实现了批量生产。     

连铸恒温出坯电磁感应加热温度场分布与演变

连铸恒温出坯是实现连铸直轧的有效手段,为了实现圆坯恒温出坯的目的,依据感应加热原理提出在连铸坯切割段变功率感应加热恒温出坯的方法,通过数值模拟研究了恒温出坯方法的可行性。研究发现,通有交流电的感应线圈在铸坯内部产生磁场和感应电流,上述物理场主要集中在铸坯表面。此外,感应电流产生的焦耳热对连铸坯起到均温作用,均温效果随着电流频率或铸坯移速的增大先增强后减弱。研究表明,变功率感应加热实现圆坯连铸恒温出坯的方案是可行的。为了优化感应加热功率,建立了感应线圈加热功率计算模型。根据感应线圈加热功率计算模型,实现恒温出坯的加热功率与连铸坯几何尺寸、物性参数、初始温度、运动速度和线圈长度密切相关。     

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。     

移动感应加热异温轧制钛/铝复合板的协调变形和力学性能

提出了一种移动感应加热异温轧制制备钛/铝复合板的方法,应用电磁感应单独加热移动的钛板,与室温铝板轧制复合,实现钛和铝的协调变形,提高了复合板的结合强度。采用ANSYS有限元软件模拟移动感应加热过程中钛板的温度变化过程,确保在轧辊入口位置时,钛板沿宽度方向温度分布均匀。基于有限元模拟结果确定钛板移动速度和感应加热参数,并进行了移动感应加热和轧制复合实验,研究了不同压下率对于钛/铝复合板协调变形和结合强度的影响。结果表明：随着压下率的增加,钛/铝变形率差值先减小后增大,当轧制压下率为39.4%时,钛/铝轧制变形率基本一致,轧后复合板平直,界面剪切强度最高,达到124.6 MPa,剪切断裂发生在铝基体上。     

本钢S355MC边部裂纹原因分析

文章针对S355MC冷成型用钢在轧制过程中出现边部裂纹缺陷的现象,对铸坯角部和钢卷裂纹部位取样进行金相组织分析。借助有限元分析结果,确定了S355MC边部裂纹不是由连铸坯裂纹遗传过来的,而是在粗轧R2机组内产生,认为应该提高加热温度或者减缓冷却速度的方法来改善边部裂纹。     

棒线材免加热直接轧制的特点和关键技术

介绍了在棒线材生产中连铸坯不经任何加热和补热、进行直接轧制的新技术,分析了免加热技术的特点,介绍了提高铸坯温度的措施和控制技术、把铸坯快速运送到粗轧机的实用技术、轧机负荷分配优化等关键技术。指出了免加热技术的几项负面作用,对使用该技术可取得的节能减排降成本效果进行了分析计算。     

连铸方坯直轧输送过程中温度场的数值模拟

连铸直接轧制工艺顺利进行的核心因素是连铸坯的温度,为解决连铸直轧过程铸坯温度和速度的衔接问题,采用ANSYS软件模拟了从结晶器弯月面到轧机前整个过程中铸坯的温度变化和坯壳厚度,并在此基础上分析了不同拉速、浇铸温度及比水量等工艺参数对铸坯温度、坯壳厚度、凝固终点位置的影响规律。模拟结果表明,拉速为2.8 m/min、浇铸温度为1 550 ℃、比水量为1.4 L/kg的工艺条件下,且铸坯到达轧机前平均温度保持在900 ℃以上,可以满足直接轧制工艺要求。这有利于连铸与轧制两个工序的顺利衔接,为钢厂连铸车间的改造提供一定的理论指导。     

Q460D钢板轧制工艺研究

采用控冷控轧工艺生产不同规格的Q460D中厚板,研究工艺过程对其力学性能的影响。结果表明,第一阶段轧制在奥氏体再结晶区进行,铸坯的开轧温度为1 050~1 100℃,道次压下率控制在10%以上;第二阶段轧制在奥氏体未再结晶区进行,开轧温度≤950℃,终轧温度为860~790℃,待温后累计压下率≥50%,道次变形率≥12%;采用层流冷却方式;使钢材具有良好的强韧性能。     

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实验室模拟了不同热送热装温度的Ti微合金化连铸坯热送热装和加热过程,并采用光学显微分析、扫描电镜分析和透射电镜分析等方法,观察了生产条件下连铸坯和粗轧中间坯试样的显微组织,以及实验室条件下不同热履历铸坯试样的显微组织,分析了热送热装连铸坯在粗轧过程中表面裂纹的生成原因。结果表明,经热送热装的连铸坯表面金属中奥氏体晶界处的先共析铁素体膜及沿奥氏体晶界的碳氮析出物可能是导致粗轧过程表面裂纹形成的主要原因。     

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.     

700 MPa级汽车大梁钢混晶组织问题研究

针对邯钢700 MPa级汽车大梁钢存在不同程度混晶组织的问题,通过对铸坯、中间坯和成品钢板组织及生产工艺的研究,可以明确铸坯原始组织存在枝状晶和块状混晶组织,并且加热工艺不合理、粗轧单道次压下率偏小以及精轧前机架进入部分再结晶区轧制是导致成品钢板混晶组织的主要原因。为此,对生产工艺进行了优化,板坯出炉温度按目标中上限控制,板坯最短在炉时间不低于170 min,均热段停留时间控制在40~70 min;调整R₂机架最后3道次负荷分配来提高单道次压下率,实际压下率按23%~30%控制,为奥氏体充分再结晶提供必需的变形量;通过调整精轧穿带速度和增开机架间冷却水来提高轧制速度,使成品钢板混晶组织问题得到明显改善且提高了低温冲击性能,减少了用户加工开裂和后续服役疲劳断裂的风险。     

山钢日照2 050 mm热连轧QP980高强钢的生产实践

介绍了山钢日照 2 050 mm热连轧生产线概况。针对供冷轧QP980高强钢用热轧薄规格原料生产中存在中间坯温降快、轧制过程稳定性差、易甩尾、板形难以控制、轧机振动等问题，对生产过程中各工序进行了工艺优化，提出了轧制计划编排、铸坯尺寸及加热制度优化以及粗轧提速、精轧负荷分配、水系统控制、精轧温度控制、侧导板开口度设定、卷取冷却控制及张力设定等的具体措施，实现了薄规格QP980高强钢的稳定生产。     

山钢日照2 050 mm热连轧QP980高强钢的生产实践

介绍了山钢日照 2 050 mm热连轧生产线概况。针对供冷轧QP980高强钢用热轧薄规格原料生产中存在中间坯温降快、轧制过程稳定性差、易甩尾、板形难以控制、轧机振动等问题，对生产过程中各工序进行了工艺优化，提出了轧制计划编排、铸坯尺寸及加热制度优化以及粗轧提速、精轧负荷分配、水系统控制、精轧温度控制、侧导板开口度设定、卷取冷却控制及张力设定等的具体措施，实现了薄规格QP980高强钢的稳定生产。     

易切削不锈钢303Cu线材重皮缺陷原因分析及改进措施

针对易切削不锈钢303Cu线材轧制过程中出现重皮缺陷的问题,通过对缺陷形貌及MnS的特性分析,并结合铸坯在不同加热温度的试验研究,表明铸坯中的MnS形态随加热温度的升高由原来较尖锐的长条层片状转变为链状甚至纺锤形,可以有效地防止轧制时受到应力后沿MnS与基体交界处开裂而造成表面重皮缺陷的产生。为此,提出303Cu线材铸坯加热温度应不小于1 270 ℃的措施并应用于实际生产,完全解决了重皮缺陷问题。     

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 通过对试样进行金相分析，对铸坯表面修磨试验结果分析及对连铸坯在高线粗轧第1道和第2道轧制的受力和变形的分析，发现盘条表面的一种特殊的线状缺陷形成的原因是连铸坯存在边内裂和皮下气泡 ，粗轧机组（特别是第1和第2架）孔型设计不合理，也促进这种线状缺陷的形成。     

Q460E钢板轧制工艺研究

采用控冷控轧工艺对3种规格的Q460E中厚板生产的工艺过程进行研究。结果表明,采用两阶段预热和两阶段控制轧制,第一阶段在奥氏体再结晶区轧制,铸坯开轧温度为1 050～1 100℃,道次压下率控制在10%以上;第二阶段在奥氏体未再结晶区轧制,开轧温度为≤950℃,终轧温度为860～790℃,待温后累计压下率≥50%,道次变形率≥12%;采用层流冷却方式,钢材具有良好的强韧性能。     

棒线材免加热工艺中的铸坯提温与保温技术

保证铸坯温度能够满足免加热直接轧制的要求,是DROF工艺成功的关键。本文以铸坯提温和保温为重点,介绍了控制铸坯温度的技术思路：通过采取优化二冷区配水,提高拉速,来提高铸坯切断点处的铸坯温度;通过加盖保温罩和辊道提速来减少铸坯运送过程中的温度散失;通过采用液压剪替代火焰切割来缩短铸坯在连铸区运行时间等。分析了通过铸坯提温实现免加热工艺存在的几个技术问题,给出了相关的解决方案和参考数据。