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棒材DROF工艺粗轧阶段工艺参数对轧件头尾温差的影响

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塑性工程学报 2021年第10期28卷 91-98页

作者：周存龙吕泽强张镭郭瑞李杰邢建军太原科技大学机械工程学院山西省冶金设备设计理论与技术重点实验室山西太原030024 河钢集团钢研总院河北石家庄050000 河钢集团承钢公司河北承德067000

针对棒材免加热直接轧制技术在轧制生产中常有轧件温度头低尾高以及同批次产品头尾性能差异较大等问题,以某钢铁公司实际棒材直轧生产线为参考,以粗轧阶段轧制工艺参数为研究对象,利用ABAQUS有限元软件建立了粗轧阶段三维热力耦合模型,... 详细信息

针对棒材免加热直接轧制技术在轧制生产中常有轧件温度头低尾高以及同批次产品头尾性能差异较大等问题,以某钢铁公司实际棒材直轧生产线为参考,以粗轧阶段轧制工艺参数为研究对象,利用ABAQUS有限元软件建立了粗轧阶段三维热力耦合模型,从优化粗轧阶段轧制速度、轧辊直径和延伸系数等相关工艺参数角度研究改进头尾温差的方法。研究结果表明,轧件头尾温差随轧制速度的减小而降低,随辊径的减小而降低,随延伸系数的增大而降低,通过优化以上粗轧阶段相关工艺参数可以使轧件头尾温差降低20℃以上,缩小同批次产品的性能波动。

关键词：免加热直轧技术头尾温差轧制速度轧辊直径延伸系数

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方坯直轧工艺中头尾温差消除过程数值模拟

中国冶金 2019年第9期29卷 23-28页

作者：陈庆安张建宇王艳辉李河宗陈亚宇河北工程大学机械与装备工程学院河北邯郸056038

方坯直轧工艺有一个难以避免的问题,即钢坯头尾温差问题,当头尾温差过大时,会对产品长度方向上组织性能均匀性产生不利影响。针对方坯直轧工艺下钢坯'头低尾高'的温度特点,提出采用在精轧前进行'头弱尾强'的变水量冷却策略,或在粗轧前进... 详细信息

方坯直轧工艺有一个难以避免的问题,即钢坯头尾温差问题,当头尾温差过大时,会对产品长度方向上组织性能均匀性产生不利影响。针对方坯直轧工艺下钢坯'头低尾高'的温度特点,提出采用在精轧前进行'头弱尾强'的变水量冷却策略,或在粗轧前进行'头强尾弱'的变功率感应补热策略,并利用有限元法分别对上述两种过程进行数值模拟,根据计算结果对关键工艺参数进行优化设计,为实际应用提供参考。模拟计算结果表明,对于变水量冷却方式,为消除纵向上线性分布的头尾温差,所需水流密度与轧件长度基本呈抛物线关系;对于变功率感应补热方式,所需补热功率与钢坯长度基本呈线性关系。

关键词：直轧工艺头尾温差变水量冷却变功率感应补热数值模拟

直接轧制输送过程保温罩对铸坯头尾温差的影响

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直接轧制输送过程保温罩对铸坯头尾温差的影响

作者：靳书岩钢铁研究总院

学位级别：硕士

在钢铁行业面临的节能、环保、产量过剩等压力的形势下,作为一项重要的节能、降耗,降低生产成本的技术,近年来直接轧制技术不断被各大钢铁企业采用和实施。虽然直接轧制技术有很多好处,但是由于输送过程头尾自然冷却时间不同,铸坯输送... 详细信息

在钢铁行业面临的节能、环保、产量过剩等压力的形势下,作为一项重要的节能、降耗,降低生产成本的技术,近年来直接轧制技术不断被各大钢铁企业采用和实施。虽然直接轧制技术有很多好处,但是由于输送过程头尾自然冷却时间不同,铸坯输送到粗轧机前时总会存在头尾温差。当头尾温差过大时,会对产品的组织和力学性能均匀性带来不利影响。本文以粤北联合钢铁生产的150mm×150mm×6000mm连铸小方坯为研究对象,结合现场输送辊道宽度及输送速度,确定保温罩框架尺寸及保温材料厚度,并分析保温罩高温端截面温度分布,保证保温罩尺寸合理、可靠,同时提高保温罩使用寿命。以传热学理论知识为基础,建立三维非稳态传热数学模型,研究直接轧制工艺铸坯输送过程的保温罩工艺对铸坯头尾温差带来的影响,并与常规加热炉工艺轧制及均热炉两种工艺方案进行对比分析。研究获得的结论如下:(1)根据现场条件确定保温罩框架高度为260mm,宽度为450mm,厚度为4mm,并对该尺寸的框架进行模态分析,其基频为173.9 Hz,大于机架振动频率,满足实际使用要求。(2)结合现有的纤维材料分形理论及接触热阻经验公式对保温罩传热过程进行分析,获得高温端截面温度分布,确定最高、最低温度特征点位置;结合保温罩安全性及经济型原则,保温材料厚度为40mm时较好。(3)根据上述尺寸,制作辊道保温罩。对铸坯头部经过液压剪到输送到轧机前输送过程运用数值模拟的方法进行温度场分析,相比于裸露辊道输送,加盖6m保温罩使铸坯头尾温差由49.8℃降低到28.6℃,缩小头尾温差21.2℃。对数值模拟温度值进行现场验证,加盖保温罩后实际头尾温差为27.4℃,相对误差为4.4%,与模拟值符合较好。(4)对铸坯在均热炉均热不同时间时温度场进行分析,根据不同时间对比,确定均热1200s时铸坯输送到粗轧机前较好,其头尾温差小于10℃。通过保温罩工艺和均热炉工艺成本分析及对比,保温罩工艺在成本上远低于均热炉,对于普通棒材轧制,保温罩工艺是较好的选择。

关键词：直接轧制技术辊道输送保温罩头尾温差

DROF工艺中轧件头尾温差与组织性能均匀性控制

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轧钢 2016年第5期33卷 1-5页

作者：刘相华王赛王吉陈庆安刘鑫刘立忠东北大学研究院辽宁沈阳110819 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819

棒线材免加热直接轧制(DROF)工艺有一个难以避免的问题,即轧件头尾温差问题。当轧件头尾温差较大时,会对产品组织性能均匀性产生不利影响。本文讨论了由于轧件头尾温差带来的产品组织性能波动范围,分析了在铸坯切断、送到轧机入口处、... 详细信息

棒线材免加热直接轧制(DROF)工艺有一个难以避免的问题,即轧件头尾温差问题。当轧件头尾温差较大时,会对产品组织性能均匀性产生不利影响。本文讨论了由于轧件头尾温差带来的产品组织性能波动范围,分析了在铸坯切断、送到轧机入口处、上冷床等几个特殊时刻,轧件沿纵向的温度分布特点。为了解决轧件头尾温差问题,提出采用精轧机组前变水量冷却、粗轧机组前变功率感应补热、切坯台加变长度保温罩等3种方式,以有效减小免加热条件下轧件头尾温差,控制其组织性能差异,获得质量优良的产品。

关键词：棒线材直接轧制头尾温差组织性能

宽带钢热连轧机装备技术水平的综合评价(上)

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冶金自动化 1990年第6期 30-36页

作者：吕维松冶金部自动化研究院

宽带钢热连轧机生产效率高,投资巨大,经济效益极为显著。近年来,我国正在陆续筹建和改造若干套该类轧机。为正确确定方案,需对涉及的轧机装备技术水平,作出恰当的综合评价。

关键词：宽带钢热连轧机第二代第一代压下系统半连轧机头尾温差活套系统连轧机组装备技术综合评价资源评价

棒材直轧粗轧段工艺参数对温度场影响规律研究

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棒材直轧粗轧段工艺参数对温度场影响规律研究

作者：张镭太原科技大学

学位级别：硕士

棒线材免加热直接轧制技术具有节能减排、成材率高、生产工艺流程简单等优势,在新建或改造棒线材生产线上得到普遍的应用。粗轧过程是棒线材直轧工艺的关键工序,由于其轧件温度头低尾高,较常规生产线轧制力大,进而使同批次产品产生性能... 详细信息

棒线材免加热直接轧制技术具有节能减排、成材率高、生产工艺流程简单等优势,在新建或改造棒线材生产线上得到普遍的应用。粗轧过程是棒线材直轧工艺的关键工序,由于其轧件温度头低尾高,较常规生产线轧制力大,进而使同批次产品产生性能差。针对轧制过程中轧件温度难以在线测量、由心部到表面温度变化难以确定,导致轧制工艺参数对轧制变形的影响难以把握的问题,本文依托于“国家重点研发计划重点基础材料技术提升与产业化重点专项”的子课题“直接轧制全流程绿色循环和负能制造技术开发及应用示范”项目,结合河钢集团承钢公司120吨‐三棒材直轧生产线的生产实际,根据现场生产数据,利用ABAQUS有限元软件建立了粗轧过程三维热力耦合有限元模型,深入分析了轧制过程中的变形结果、速度场、温度场、等效塑性应变和轧制力矩等,对制定更合理的轧制工艺具有指导意义。论文主要工作如下:（1）根据现场材料提供的成分,通过JMat Pro软件计算了材料的热物性参数和力学性能参数,为数值模拟提供了准确的原始数据;分析河钢集团承钢公司120吨‐三棒材直轧生产线的改造过程,根据河钢集团承钢公司120吨‐三棒材直轧生产线的工艺规程以及现场实际生产条件,确定了模型参数、材料参数、初始和边界条件,建立了直轧粗轧过程的有限元模型。（2）针对有限元模型计算后轧件轧后平均温度难以直接处理的问题,利用脚本实现了直接求解轧件任意区域平均温度、记录平均温度随时间变化的功能,提高了求解平均温度的效率。（3）根据ABAQUS软件模拟轧制过程的结果,深入分析了轧制过程中的变形结果、速度场、温度场、等效塑性应变和轧制力矩,发现了轧件厚度方向各层温度变化分为三个阶段的规律。分析轧件的多个横截面,确定了轧件头部和稳态轧制段最高温区域的各自位置,以及轧件头部和稳态轧制段最高塑性应变的相应位置。与现场数据对比,验证了模型的可靠性。（4）通过分析轧制过程中各传热量占总热量变化的比重,得出热传导的能量所占比重最大,其次是塑性变形产生的热量。通过计算轧制第一道次后轧件的头尾温度,发现头尾温差由50°C降为30°C左右,进一步分析了轧制速度、轧辊直径和延伸系数对轧件头尾温差的影响规律。通过棒材轧制过程的有限元模拟分析,基本掌握了棒材在粗轧阶段即高温段轧制速度、轧辊直径和延伸系数对温度场的影响规律,对优化直轧工艺参数、减少轧件头尾因温差引起的性能差异起到了较大的帮助作用。

关键词：棒线材直轧头尾温差温度场等效塑性应变

提高半连续热带钢轧机板厚精度的辊缝设定模型

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鞍钢技术 1983年第9期 20-25页

作者：丁作礼郭惠久钢铁研究所

为克服带钢头尾温差对成品带钢厚度超差的影响,保证对带钢的厚度精度的要求,本文建立了实现带钢头部按成品带厚负公差轧制,带钢尾部按成品带厚正公差轧制的辊缝设定模型。应用本文所建立的辊缝设定模型进行计算机离线分析表明,可消除带... 详细信息

为克服带钢头尾温差对成品带钢厚度超差的影响,保证对带钢的厚度精度的要求,本文建立了实现带钢头部按成品带厚负公差轧制,带钢尾部按成品带厚正公差轧制的辊缝设定模型。应用本文所建立的辊缝设定模型进行计算机离线分析表明,可消除带钢头尾温差对带钢厚度超差的影响,给出带钢厚度公差δ值,以满足对带钢厚度精度要求,提高成品带钢的收得率,能取得较理想的经济效果。

关键词：辊缝设定厚度超差成品带钢厚度头尾温差精度半连续

热轧带钢轧机升速轧制升速率与带钢终轧温度控制的关系

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鞍钢技术 1980年第9期 37-44页

作者：李松堂葛汝增自动化研究所鞍钢钢铁情报研究所设计院

近代热带钢轧机都采用升速轧制制度,旨在保持带钢终轧温度恒定和提高轧机生产率。所有现代带钢轧机都备有加速装置,持有的最高加速度为0.5～1.0米/秒;（100～200fpm/S）,最小加速度为0～0.25米/秒;（0～50fpm/S）。较小的加速度目前已... 详细信息

近代热带钢轧机都采用升速轧制制度,旨在保持带钢终轧温度恒定和提高轧机生产率。所有现代带钢轧机都备有加速装置,持有的最高加速度为0.5～1.0米/秒;（100～200fpm/S）,最小加速度为0～0.25米/秒;（0～50fpm/S）。较小的加速度目前已证实更为有用。为了保持终轧温度恒定,轧机需要采用0.05～0.125米/秒;（10～25fpm/S）范围的加速度进行

关键词：带钢精轧机组中间辊金属带轧制设备轧辊终轧温度轧制温度头尾温差

采用升速轧制的热带钢轧机升速率与带钢终轧温度控制的关系

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钢铁 1981年第6期 36-41+35页

作者：李松堂葛汝增鞍钢自动化研究所鞍钢设计院

近代热带钢轧机都采用升速轧制制度,旨在保持终轧温度恒定和提高轧机生产率。所有现代热带钢轧机都备有加速装置,最高加速度为0.5～1.0m/sec;,最小加速度为0～0.25m/sec;。目前已经证实0.05～0.125m/sec;的加速度能够保证终轧温度恒定,... 详细信息

近代热带钢轧机都采用升速轧制制度,旨在保持终轧温度恒定和提高轧机生产率。所有现代热带钢轧机都备有加速装置,最高加速度为0.5～1.0m/sec;,最小加速度为0～0.25m/sec;。目前已经证实0.05～0.125m/sec;的加速度能够保证终轧温度恒定,从而有效地保持带钢厚度沿全长更加均匀。本文研究较小加速度值的确定,论述如何通过这样小的加速度消除头尾温差。并建议老的轧机改造时,如果功率允许的话,可采用有限的加速度措施,以期达到终轧温度趋于恒定、成品厚度均匀而花费不大便能取得很大经济效果的目的。

关键词：带钢金属带头尾温差终轧温度轧制温度升速轧制钢板轧制精轧机组轧制设备带钢厚度轧机速度