MES系统中炼钢薄板板坯智能判定技术研究及应用

钢铁智能制造项目在国内钢企迅速发展，有很多行业示范工程，MES系统中炼钢薄板板坯智能判定技术主要针对薄板板坯的炉次自动钢种判定、炉次钢种自动升级、炉次钢种自动降级、炉次交接坯的自动判定，不仅提高了炉次钢种判定及板坯钢种判定的及时性，也为板坯热装热送提供了有利保障，而且大大降低了人工进行炼钢炉次钢种改判及板坯钢种改判的工作强度。     

板坯热装技术及实践

降低加热炉燃耗的主要措施是实行板坯热装炉，提高板坯装炉温度，减少板坯温降，提高热效率。本文介绍了板坯热装炉的理论及其计算方法。     

薄板连铸过程中铜结晶器的传热和机械行为分析

为预测薄板铸机铜结晶器的温度、变形和残余应力，开发了三维有限元热-应力模型。就外形而言，有两种型式的结晶器可实现高速浇涛：即管式结晶器和板式结晶器。薄板铸机结晶器的形状和高的烧铸速度使其铜板的温度较常规板坯结晶器的高，其寿命比常规板坯结晶器的短。本研究的目的在于调查薄板铸机结晶器的热流和形状对变形的影响。应用反向导热模型分析在浇铸现场测定的结晶器壁温度，以此计算出结晶器相应的热流分布，然后再用塑性-粘性-弹性模型分析结晶器的热流，以此计算出结晶器相应的热流分布，然后再用塑性-粘性-弹性模型分析结晶器的热流，以研究不同型式的在役结晶器的高精变形。模型预测到的结晶器温度和变形与实际观察到的相一致。在生产中，结晶器热面温度最高达430℃，使结晶器的铜板朝钢液弯曲，最大弯曲变形的约为0.3mm。这种变形恰好出现在结晶器宽面中心区域，且比常规板坯结晶器的变形量小。     

板坯的轧制力计算

根据Ｓｉｍｓ公式和由滑移线场理论导出的公式计算板坯轧制力,并采用二维刚塑性有限元法计算了板坯轧制力,所得结果与文献介绍的实验数据相比,其精度较好．     

蓄热式轧钢加热炉板坯加热温度场研究

利用MSC．Marc软件建立蓄热式加热炉内板坯三维温度场有限元计算模型。结合首钢中厚板轧钢厂加热炉实际生产情况，模拟计算板坯加热过程中温度场的情况。根据板坯温度“黑匣子”试验结果，验证了模型计算结果的准确性，为研究加热工艺对板坯温度场影响、优化板坯加热温度制度提供了科学依据。     

热轧薄板半无头轧制技术

无头轧制工艺是指在薄板坯连铸连轧机组上采用相当于普通板坯最大长度4～6倍的板坯，实现连续轧制，再由卷取机前的飞剪将其分切成所要求质量钢卷的轧制工艺。热轧薄板半无头轧制技术是一项世界最先进的热轧薄板轧制技术，是薄板坯连铸连轧的一项关键技术，     

减少薄板冷轧时的断带

减少薄板冷轧时的断带据１９９３（１０）：４７～４８报道，马格尼托采尔斯克钢铁公司在生产冷轧薄板时，工艺中极重要的环节是对轧制前的板坯表面质量进行检查。但是，由于这种检查是在流程中进行的，所以仍然可能使带有缺陷的板坯漏检。这种漏检对于白钢带或黑钢带的质...     

步进式加热炉加热时间预测优化

主要研究在热轧步进式加热炉过程控制计算机系统中，如何准确预测板坯在炉加热时间。通过分析时间预测计算的相关因素，给出了针对板坯抽出节奏、最小在炉时间和待轧策略等相关因素的时间预测优化手段。其中优化手段主要包括预测策略的改进，采用理论公式计算值替代经验常数，通过实际数据回归修正公式系数等。最后采用离线模拟试验，通过验证结果数据展现了优化效果。整个时间预测优化提高了炉内板坯在炉时间的预测精度，为加热炉自动燃烧控制模型提供了可靠的计算前提条件。同时准确的时间预测既保证了轧线对板坯产量的需求，又保证了板坯有较好的加热质量和较低的燃耗。     

稀土高温钼板室温塑韧性研究

稀土高温钼板坯和纯钼板坯经锻造开坯之后进行热轧与交叉换向温轧成1.0mm的薄板，通过研究其高温退火后的室温力学性能，结果表明稀土高温钼板比纯钼板抗拉强度和延伸率高很多，掺杂稀土氧化物能显著地提高纯钼板的室温韧性和再结晶温度，由此探讨了弥散质点二维定向分布对稀土高温钼板微观组织形成和优异室温韧性的作用。弥散质点与位错的交互作用，阻碍了晶界沿径向的运动，稀土钼板显示出优良的综合力学性能。     

工艺模拟软件在连铸机二冷优化方面的应用

以鞍钢一炼钢厂厚板坯连铸机为对象，基于凝固-传热学基本理论，建立板坯连铸三维凝固传热计算软件，根据二冷区铸坯表面实际水流密度分布和辊子接触传热建立边界条件，计算整个铸坯温度及固相分数分布。以模拟软件为基础，对铸坯冬夏季冷却水温差异造成的铸坯温度波动进行计算，并根据计算结果，对冬季冷却水量进行了调整，保障了铸坯质量的稳定。     

薄板坯连铸结晶器铜板温度及热流密度分布

薄板坯连铸结晶器的传热过程直接影响到铜板的寿命,有必要研究薄板坯连铸结晶器的传热特征。为了研究薄板坯结晶器的热流密度,通过开发的结晶器温度监测软件检测了珠钢结晶器铜板的温度。根据在线实测的铜板温度以及薄板坯连铸机冷却参数,建立了薄板坯结晶器铜板传热模型,计算并验证了结晶器热流密度的分布函数,同时通过二次回归得出了结晶器热流密度与结晶器高度的关系式。结果表明,在宽度方向上铜板温度和热流密度的分布具有相似的规律性,距离弯月面越近,热流密度和温度的波动越大。弯月面处热流密度值大于4．2MW／m^2,是造成结晶器铜板被侵蚀的主要原因。     

复合式滑板成形工艺对强度性质的影响

应用热弹性力学理论和有限单元法对滑板在服役期间的实际应力情况进行计算 .通过对滑板砖一次成形工艺和二次成形工艺的应力分析比较得出结论 :在外部材料能够满足性能要求的前提下 ,与一次成形工艺比较 ,二次成形工艺更能发挥材料特性 ,提高滑板的抗热震性和耐用性     

Casting of steel from the tundish of a continuous caster with a sliding gate

The continuous casting of steel in a section continuous caster with a three-plate sliding gate placed in the tundish is considered. The main causes of casting-channel clogging in casting are shown to be related to the displacement of the central plate with respect to the two other plates and to high heat removal through the tundish nozzle walls. The results obtained are used to find the rational displacement of the central plate and to correct the casting channel diameter.     

厚板坯连铸二冷凝固传热模型的研究与应用

以鞍钢厚板坯连铸机为目标机型,按照传热学理论建立连铸二冷凝固传热数学模型.应用此模型对X65管线钢和船板钢的连铸过程进行仿真模拟,模拟结果同实测值基本吻合,验证了模型的可靠性.     

Plastic-Buckling of Rectangular Plates under Combined Uniaxial and Shear Stresses

This paper is concerned with the plastic-buckling of rectangular plates under uniaxial compressive and shear stresses. In the prediction of the plastic-buckling stresses, we have adopted the incremental theory of plasticity for capturing the inelastic behavior, the Mindlin plate theory for the effect of transverse shear deformation, the Ramberg-Osgood stress–strain relation for the plate material, and the Ritz method for the bifurcation buckling analysis. The interaction curves of the plastic uniaxial buckling stress and the plastic shear buckling stress for thin and thick rectangular plates are presented for various aspect ratios. The effect of transverse shear deformation is examined by comparing the interaction curves obtained based on the Mindlin plate theory and the classical thin plate theory.     

板带轧制技术创新工程概论

分析了板带材生产科技发展史。认为６０ 年代以四辊轧机为主体的连轧技术是靠板形控制装备和计算机控制系统而进步的。其原因在于板形理论未取得突破性的进步,只能靠装备来提高板形质量,因此形成高刚度高精度的论断。沿着高精度装备和越来越庞大的计算机系统的技术路线难于使连轧机国产化,这是轧机重复引进的技术原因。本文简介了我国独创的板带轧制动态理论及已取得的实际效果,建议大力推广应用这种创新的知识和技术,实现连轧装备国产化。     

Bending Solutions of Sectorial Mindlin Plates from Kirchhoff Plates

This study presents exact relationships between the bending solutions of sectorial plates based on the Kirchhoff (or classical thin) plate theory and the Mindlin plate theory. While the former plate theory neglects the effect of transverse shear deformation, the latter theory allows for this effect, which becomes significant when dealing with thick plates and sandwich plates. The considered sectorial plates have simply supported radial edges, while the circular curved edge may be either simply supported, or clamped or free. The availability of such relationships allow easy conversion of the existing Kirchhoff sectorial plate solutions into the corresponding Mindlin solutions, thus bypassing the need to solve the more complicated bending equations of the Mindlin plates. The use of the relationships is illustrated using some sectorial plate examples, and sample solutions obtained were checked with previous researchers' results and those computed from the software ABAQUS.     

Vibration and Stability of Thick Plates on Elastic Foundations

Natural frequencies and buckling stresses of a thick isotropic plate on two-parameter elastic foundations are analyzed by taking into account the effect of shear deformation, thickness change, and rotatory inertia. Using the method of power series expansion of the displacement components, a set of fundamental dynamic equations of a two-dimensional, higher-order theory for thick rectangular plates subjected to in-plane stresses is derived through Hamilton's principle. Several sets of truncated approximate theories are used to solve the eigenvalue problems of a simply supported thick elastic plate. To assure the accuracy of the present theory, convergence properties of the minimum natural frequency and the buckling stress are examined in detail. The distribution of modal transverse stresses are obtained by integrating the three-dimensional equations of motion in the thickness direction. The present approximate theories can accurately predict the natural frequencies and buckling stresses of thick plates on elastic foundations as compared with Mindlin plate theory and classical plate theory.     

厚钢板层流冷却过程中断面温度场有限元分析

采用有限元法对厚钢板层流冷却过程中的断面温度场进行了计算,在连续冷却和间断冷却两种不同冷却方式下,找出了厚钢板在宽度方向和厚度方向的温度分布规律.与连续冷却相比,采取间断冷却时,钢板的芯部与表面的温差较小,有利于提高钢板z向组织的均匀性.     

70Si3MnCrMo钢中贝氏体及其回火稳定性

 对一种新型70Si3MnCrMo钢进行了等温和连续冷却贝氏体相变热处理。利用拉伸和冲击试验研究试验钢的力学行为,利用XRD、SEM和TEM等方法对试验钢进行了相组成分析和微观组织形貌观察。研究结果表明,试验钢经等温贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在200 ℃回火,强塑积为26.4 GPa·%。经连续冷却贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在300 ℃回火,强塑积达到28.6 GPa·%。回火温度较低的情况下,热处理后的组织为由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,这种无碳化物贝氏体由超细贝氏体铁素体板条而获得超高强度,由一定量的高碳残余奥氏体来保证较高的塑性和韧性。试验钢经连续冷却贝氏体相变,其贝氏体铁素体板条中出现了超细亚单元,并且残余奥氏体呈薄膜状和小块状两种形态分布于贝氏体铁素体板条之间,这两种形态残余奥氏体的稳定性不同。拉伸试样在变形过程中残余奥氏体持续发生TRIP效应,直至全部残余奥氏体都发生转变生成应变诱发马氏体,从而使钢得到更好的强、塑性配合,表现出十分优异的综合性能。