热连轧冷却线工艺设计及软件开发

采用水力学模型和卷取温度数学模型分别研究了热连轧轧后冷却线设计中的水量计算和温度计算方法。基于集管上的鹅颈管管径、压力、位置分布等基础设备信息,进行了上下集管和侧喷管的流量计算、热流密度计算和冷却能力计算;基于冷却子区的上下喷射集管布置型式,进行了冷却线的集管数计算;基于产品大纲对冷却线的要求,进行了水量校核和温度模拟计算;基于冷却工艺、流量计算模块和温度计算模块,进行了冷却线工艺设计软件开发。多条冷却线参数的实际比对表明,所开发软件流量计算和温度计算准确,轧后冷却线设计信息可靠。     

热带边部减薄及凸度控制技术结合的探讨

热轧带钢生产技术对产品厚度、宽度、凸度和中直度已能较好地控制以后,带钢边部减薄（塌边缺陷）的问题越来越受到重视。通过分析各种轧机机组的特点,认为采用CVC轧机或PC轧机与K－WRS轧机结合的技术,既可以大幅度地控制热轧带钢的凸度和平直度,又能消除边部减薄,在获得高质量产品的条件下,可实现更大的自由规程轧制。     

提高薄规格带钢卷取温度控制精度的措施

卷取温度是影响带钢组织性能的重要工艺参数之一,受头尾板形、速度变化等因素影响,薄规格带钢卷取温度控制较为困难。首钢京唐钢铁联合有限责任公司1 580 mm热轧生产线采用优化钢种族、差异化的目标卷取温度策略和干头温度补偿等手段,较好地提高了薄规格带钢卷取温度控制的稳定性和头尾温度控制的精度。     

UCMW冷连轧机板形控制模型的研究与应用

对UCMW轧机板形控制系统（包括平直度控制模型、轧辊分段冷却模型以及边降控制模型等）进行了研究和总结,结合硅钢实际生产情况,对UCMW轧机板形控制进行了优化,即边降控制系统增加了多点边部厚度评估,F5机架增加了单锥度工作辊轴向横移功能以消除带钢碎边浪,F3机架增加了边降自动闭环控制。生产结果表明：带钢全长横向厚差不大于10 μm的合格率达到96.1%,带钢头尾超差长度约为50 m,带钢平直度可以控制到3 I-Unit以内。     

热轧高强钢冷却板形控制技术的应用

针对热轧高强钢的板形缺陷问题,分析了轧制板形、冷却出口浪形以及成品实物浪形之间的关系。利用热成像仪,测量了层冷区域带钢的冷却温降、层冷集管两侧的流量偏差,确定了层流冷却不均问题是成品浪形产生的原因。实验研究表明,通过优化层冷集管流量分布的均匀性、调整侧喷水嘴的角度、优化侧喷吹扫效果、更改层冷上下水比,可以提高层冷区域带钢冷却的均匀性,改善热轧高强钢冷却过程中产生的板形质量缺陷,能够满足使用要求。     

辊面氧化膜局部保留及其对粗轧板形的影响探讨

为改善粗轧R₂新辊上机1万t以内的板形游动和打滑问题,研究了3种不同形式辊面氧化膜局部保留的工作辊对粗轧板形的影响规律。通过分段函数的方法,磨削出3种不同形式的局部氧化膜保留的粗轧工作辊,分别为:上下辊均为半磨削,保留中间氧化膜;上辊为半磨削,下辊为全磨削,上辊保留中间氧化膜;上下辊均保留两肋氧化膜。对比了3种不同形式局部氧化膜保留的工作辊与全磨削工作辊轧制对应的带钢镰刀弯精度。试验结果表明:这3种粗轧工作辊氧化膜局部保留的方式,均可有效控制新工作辊上机初期的板形游动问题,与全磨削工作辊相比,这3种氧化膜局部保留方法可使粗轧板坯镰刀弯控制精度从33%提升至45%。通过对每次下线的工作辊上下对调,再仅将上辊保留中间氧化膜,下辊为全磨削,或者将上下辊均为半磨削和上下辊均保留肋氧化膜的工作辊交替使用,均可实现每套工作辊都有局部氧化膜保留,同时确保轧辊使用安全,有效控制粗轧工作辊上机初期带钢的板形游动问题并提高镰刀弯精度。     

1 420 mm酸轧机组带钢板形分析与控制研究

板形是冷轧带钢非常重要的质量指标,直接决定了产品的质量等级,同时影响着机组的生产效率和成材率。针对某1 420 mm酸轧机组生产的带钢出现中浪板形易导致连退产线出现带钢起筋的问题,介绍了酸轧机组的板形控制原理,分析了热轧原料凸度、热轧终轧温度、弯辊力控制模式、冷轧轧机中间辊辊形对带钢板形的影响。结果表明:带钢中浪板形与热轧原料凸度和终轧温度密切相关;采用微中浪目标曲线自动控制时,带钢板形的边浪、中浪幅值都要小于手动控制模式;通过对冷轧机中间辊辊形进行优化,使其边部倒角更加圆滑过渡,能够有效改善边降过大的缺陷,同时板形控制效果也得到明显改善。在此基础上,提出了减小热轧原料凸度、提高终轧温度、开展板形自动控制以及优化中间辊辊形的措施,有效解决了冷轧带钢中浪大的板形问题,为连退生产运行稳定提供了强有力保障。     

六辊冷连轧机带钢边降控制性能仿真研究

以首钢京唐公司2 230 mm冷连轧机为研究对象,针对目前国内外板带材生产中被广泛选用的CVC冷轧机机型,运用ABAQUS仿真软件建立了3D有限元模型,对比分析了ESS冷轧机对带钢边降的控制性能,证明ESS冷轧机对带钢边部减薄的控制较好。通过ESS冷轧机3D有限元模型,实现了对超宽薄极限规格带钢轧制过程的模拟;深入分析了ESS冷轧机对带钢边部减薄的控制规律。结合现场轧制数据,对有限元模型进行了现场验证,模拟值与实测值切合度很高,相对误差在10 μm以内,绝对误差在0.69%以内。     

带钢表面块状黑斑成因及对策

针对热轧带钢表面存在的块状黑斑缺陷,利用扫描电镜等手段分析了其形貌、成分,得出条块状黑斑的产生是由于F7机架出口处轧制烟尘与水蒸汽混合形成灰垢集聚在F7机架出口下导板上,最后粘附于带钢下表面而形成条块状黑斑。通过加强侧喷和除尘水嘴日常维护,有效控制了带钢表面块状黑斑缺陷.     

Prediction of Carbon Concentration and Ferrite Volume Fraction of Hot-Rolled Steel Strip During Laminar Cooling

A phase transformation model was presented for predicting the phase fraction transformed and the carbon concentration in austenite for austenite to ferrite transformation during laminar cooling on run-out table in hot rolling strip mill. In this model, the parameter k in Avrami equation was developed for carbon steels. The wide range of chemical composition, the primary austenite grain size, and the retained strain were taken into account. It can be used to predict the ferrite volume fraction and the carbon concentration in austenite of hot-rolled steel strip during laminar cooling on run-out table. The coiling temperature controlling model was also presented to calculate the temperature of steel strip. The transformation kinetics of austenite to ferrite and the evolution of carbon concentration in austenite at different temperatures during cooling were investigated in the hot rolled Q235B strip for thickness of 9.35, 6.4, and 3.2mm. The ferrite volume fraction along the length of the strip was also calculated. The calculated ferrite volume fraction was compared with the log data from hot strip mill and the calculated results were in agreement with the experimental ones. The present study is a part of the prediction of the mechanical properties of hot-rolled steel strip, and it has already been used on-line and off-line in the hot strip mill.     

板带热连轧机组机架强度评价

为分析板带热连轧机组机架强度,给轧机改造提供技术依据,采用了有限元方法来确定机架最大主应力部位与主应力方向,并采用电阻应变测量法对选定最大主应力的部位进行实际轧制过程中动态应力的测定,两者分析结果基本吻合,机架强度基本符合要求。     

热轧薄规格带钢精轧穿带稳定性的改善

为解决某1 580 mm生产线生产薄规格产品时的穿带稳定性难题,经过分析后,从温度控制、精轧模型设定以及速度控制等方面进行了改进,由此降低了轧制薄规格带钢时穿带起浪、轧破及跑偏等事故发生率,使穿带稳定性得到了显著提高。     

热轧高强钢平整机轧制力与弯辊力设计研究

基于高强钢平整机的生产特点，结合板形问题，将带材出口前张力与辊间压力横向均匀分布作为目标函数，把保证所有被平整高强钢产品的力学性能满足产品大纲要求作为约束条件，首次提出一套适合热轧高强钢平整机的轧制力、弯辊力范围的计算分析技术，并将其用于宝钢1880mm热轧高强钢平整机工艺规程预制定。其结果对指导该平整机的工艺参数确定发挥了重要作用。     

日钢2 150 mm热轧带钢产线薄板坯轧制技术的研究

针对日照钢铁有限公司生产的薄板坯产品竞争力不足、库存压力大、市场销量有限以及利润较低等问题,决定采用常规热轧生产线实现70～95 mm薄板坯的轧制。基于日照公司2 150 mm半连续热轧产线,分析了其采用薄板坯的技术难点,即存在加热易出现板坯塌头、粗轧板坯温降大及易出现扣翘头,无法实现自动卸卷的问题。为此,对薄板坯加热工艺、轧制工艺进行了改进。根据加热炉结构选择居中定位装钢和低温快出的模式,以防止薄板坯端部烧弯塌头;为满足偏薄规格生产的工艺要求,对粗轧轧制模式、轧制速度和除鳞模式进行了优化,炉后除鳞至精轧入口板坯温降减少43 ℃;修改卸卷小车的最大行程至1 140 mm, 实现了自动卸卷功能且卷形良好。通过对传统热轧带钢产线工艺的优化改进,采用薄板坯生产出合格的花纹板,实现了挖潜增效的目的。     

热轧板凸度控制实践分析

针对热轧板凸度控制问题,研究了轧制负荷、弯辊力、轧辊热膨胀、原始辊凸度、轧辊磨损、边缘降及楔形对板凸度的影响.结果表明,F3、F6机架负荷减小、F2、F4与F5机架负荷增大、弯凸度力增大、辊凸度减小、边缘降减小及楔形绝对值减小均可使带钢板凸度减小,轧辊热凸度约30min基本形成,轧辊不均匀磨损直接影响带钢板凸度.     

六辊轧机刚度特性有限元分析

板带轧机的纵刚度和横刚度对于厚度和板形控制十分重要,研究轧机不同状态下的刚度变化规律对于实现板厚和板形的精确控制具有重要意义。为此,利用有限元方法对某厂六辊轧机建立了有限元模型,分别计算了不同中间辊横移量时的横刚度和纵刚度,分析了中间辊横移对轧机刚度的影响,给出了最佳横移制度,为轧机厚度和板形控制量的调整提供了参考依据。     

四辊冷连轧机高强钢板形控制技术研究

针对2030mm冷连轧机轧制高强度汽车板时出现严重的边浪板形问题,现场取样、测量了典型品种高强钢板变形过程中的力学性能和温度参数,在此基础上提出了一整套高强钢汽车板冷轧的板形控制技术,包括第1～第4机架选用变接触支撑辊辊型及与其配套的工作辊凸度,将带钢横向温度分布对板形的影响补偿到高强钢板形目标曲线中,这些技术应用后使高强钢板形控制精度由原来的93.72%提高到了97.10%。     

热轧带钢头部翘曲有限元研究

结合宝钢2050热轧粗轧机组实际轧制工艺,建立带钢非对称轧制有限元模型.主要研究了在带钢轧制过程中,当板厚、压下量不同时上下辊速比、带钢上下表面温差对带钢头部弯曲的影响规律,并且对调整辊速比控制因上下表面温差造成的头部翘曲问题进行了详细分析,并回归出其关系模型.实践表明仿真研究结果可对热轧过程带钢头部翘曲自动控制模型提供修正数据.     

热轧带钢表面氧化铁皮压入缺陷预防与控制

针对首钢迁钢2 160 mm生产线轧制冷轧基料时带钢表面氧化铁皮压入缺陷问题,对生产工艺设备进行了系统分析与研究。结果表明：该缺陷的产生与板坯出炉温度、轧辊氧化膜剥落、高压水除鳞、轧机共振、机架间冷却、辊缝水等众多因素相关。为此,通过采用降低板坯出炉温度、后移RT2高温计、优化精轧机负荷分配、抑制轧机共振、优化使用机架间冷却水与辊缝水、优化轧辊冷却水及高压水喷嘴布置等多项措施,有效减少了带钢表面氧化铁皮压入缺陷,提高了带钢表面质量。     

热轧带钢宽度控制的改进措施

针对首钢京唐钢铁联合有限责任公司2250mm热轧生产线出现的管线钢头尾宽度偏窄、展宽轧制时宽度控制效果不好、立辊短行程参数维护繁琐效率低等问题,采取了将板坯上下表面温差控制在30℃以内、避免叩头板坯在定宽机处出现打滑、优化定宽机与立辊负荷分配、严格控制来料板坯宽度、开发新的立辊短行程维护工具等改进措施,取得了很好的效果。