中厚板差温轧制厚度均匀性研究

第一章绪论

1.1 引言

在钢铁产品当中，钢板是钢材的重要品种，在发达国家，钢板产量占钢材生产总量的50%以上。中厚板(厚度大于4.0mm) 广泛用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁、锅炉制造等，是极其重要的钢材品种之一。作为板材高端产品的重要组成部分，厚板及特厚板广泛应用于军用和民用两个方面，是国民经济发展的重要原材料。但因厚板、特厚板轧制生产过程一方面受连铸坯料尺寸、形变均匀性、压缩比等条件限制，另一方面受国内轧线轧制条件如轧机刚度、轧机功率、开口度、轧制工艺方法以及矫正等后续精整设备条件限制，生产技术难度很大，生产能力受到限制，很多品种及规格仍需依赖进口。“十二五”期间，国家将海洋、交通运输、能源和重大装备等领域作为战略发展重点，为中厚板行业发展提供机遇的同时，也对板材的性能提出了更高的要求[1-3]。

由于中厚板的生产大都是以连铸坯为原料的，而连铸坯生产过程中，钢水凝固从外侧向中心进行，溶质元素容易向中心富集，进而产生板坯的中心偏析和中心夹杂物等，钢板中的绝大多数内部缺陷主要集中该区域。比较典型的心部缺陷有：中心偏析、中心夹杂物和心部裂纹等。中心缺陷是中厚板生产过程中的常见质量问题，经常导致产品质量不稳定、力学性能不达标、断口不合格等问题。

如何改善中厚板轧制过程中的中心缺陷，从而提高钢板的力学性能是中厚板生产一个重要课题。在连铸坯质量一定的条件下，轧钢工序改善中心缺陷的一般思路是希望通过增大钢板变形的压缩比，尽可能使变形渗透到心部，来压合钢板中的一些缺中心陷，最终改善中厚板产品的性能。但中厚板轧制过程中，厚度方向上的变形是不均匀的，心部的压缩比很小。那么如何通过改善工艺条件，尽可能地增大中心的有效变形，达到减少中心缺陷的目的，是本文拟研究的重点。

厚板轧制过程是典型的非均匀变形过程，受外端的影响很大，通常高向压缩不能深入到板坯内部，板坯心部不发生塑性变形或变形很小，而表层变形较大，沿断面高向呈双鼓形。为了使厚板的组织和综合力学性能满足相关标准要求，在轧制工艺上要确保钢板心部能够具有充分的变形量，使板坯内部缺陷得以压合，心部得到细小晶粒。厚板传统轧制工艺通常采用增加钢板压下率的方法[4]，但是

受制于铸锭生产能力以及轧机开口度的限制，压下率有时达不到生产工艺所需，也就无法获得心部组织性能良好的厚钢板。

异步轧制工艺[5-7]，上下工作辊速度不一致，会在钢板表面和工作辊之间形成一个“搓轧区”。在单道次压下量一定的情况下，异步轧制除了在变形区产生压缩变形之外，还会在变形区产生剪切应力，从而会增加钢板的总变形量，使钢板得到更细小的晶粒。由于剪切力可以使变形向钢板厚度中心区域渗透，因此这种轧制工艺可以提高钢板中心区域的变形，达到细化心部晶粒的目的。异步轧制工艺带来的一个突出问题是轧件翘曲问题[8,9]，为解决异步轧制过程中的轧件翘曲问题，2001荷兰Corus研究中心对异步轧制在厚铝板中的应用进行研究，提出了蛇形轧制方法[10-12]，即在原有异步轧制的基础上增加了上工作辊偏移，以改善厚板异步轧制之后出现的翘曲问题。蛇形轧制工艺在提高厚规格板材心部变形量、控制翘曲等方面具有良好的效果，但是由于该工艺需要具有异步轧制功能和工作辊偏移功能的特殊轧机，所以在现有的中厚板生产线上进行推广和应用比较困难。

差温轧制工艺是指在轧制过程中边快冷，边轧制，冷却来不及深入到板坯内部，在板坯厚度方向上形成上下表层低温，中心层仍维持高温的温度分布状态。这样在轧制时，上下表面温度低于心部，变形抗力大，不易变形，而心部温度高，容易变形。这就会促使变形深入到板坯心部，有利于消除心部缺陷，提高心部质量，同时减少或消除由于变形无法深入引起的双鼓形缺陷，甚至边部折叠，提高成材率。在机械加工制造领域，日本制钢所的馆野万吉和鹿野昭于1962年创立了一种大锻件锻造方法，即JTS锻造法（中心压实锻造法）[13]，其实质是：钢锭（坯）加热到始锻温度后不直接加压锻造，而是用鼓风或喷水雾的方法使其表面快速强制冷却，使钢锭（坯）内外产生250℃～350℃的温差，利用内外层间变形阻力的显著差别，用较窄的砧子施以强力压制，从而达到压实心部孔穴、疏松等缺陷的目的。JTS锻造法被业界公认为是压实中心缺陷的一种行之有效的锻造方法，虽然锻造过程和轧制过程金属变形流动规律有所差别，但仍在一定程度上可以证明厚板差温轧制工艺的可行性。

关于差温轧制工艺的研究，目前国内外都刚刚起步，相关报道也很少。日本JFE在Super-OLAC [14]的基础上，于2009 年进一步开发出厚板生产线Super-CR

（Super- Controlled Rolling）技术[15,16]，如图1所示。在轧机粗轧机架附属设置超快速冷却装

图1 日本JFE超级控轧工艺(Super-CR)布置方式

置，可以在任何需要的轧制道次，在钢材进行超快速冷却的同时，进行差温轧制。据报道，采用该技术可以生产表面超细晶钢板，得到极优良的抗裂纹敏感性。由于进行差温轧制时，表面快冷，温度来不及深入到板坯内部，上下表面低温属于低温控轧，而板坯中心仍维持原来的较高温度轧制，这样就会形成表面细晶化的钢板。

在国内，中南大学贺有为等[17]人针对目前超高强铝合金超厚板变形不能深入板材内部，导致组织和性能不均匀的问题，采用有限元仿真和实验室实验的相结合的方法，对铝合金厚板热轧差温轧制过程中的应变场、温度场、应力场等进行了研究，研究结果表明，差温轧制与等温轧制相比可以缓解铝合金厚板轧制不均匀变形，并且差温轧制轧后表面质量优于等温轧制。北京科技大学余伟[18]等采用平面压缩试验机模拟轧制过程，并结合有限元数值模拟研究了钢板在给定温度梯度轧制条件下的变形及晶粒大小情况，研究结果表明差温轧制可以增加厚板心部的变形量，同时由于厚板表面在奥氏体未再结晶区进行轧制，心部在奥氏体再结晶区进行轧制，差温轧制可以同时发挥变形带细化和再结晶细化的作用，从而使厚板厚度方向上晶粒更为均匀，从而提高产品性能。本项目的申请者采用ANSYS有限元分析了给定水冷换热系数下热轧带钢粗轧坯厚度方向的温度场，并以此温度场为基础，进行差温轧制过程热、力、变形耦合分析，研究结果同样验证了差温轧制可以提高钢板厚度方向变形的均匀性（详见研究基础与工作条件）。

在轧制前对板坯表面进行均匀的超快速冷却，然后在返红前立即轧制，是差

温轧制工艺的核心。射流冷却因能在产生极高的换热系数被公认为是实现高热流密度快速的首选技术，也是本项目的主要研究内容之一。近年来，国内外学者对射流冲击换热的研究逐渐深入，取得了一些成果。Zumbrunnen将冷却水流冲击静止平板时的换热区域的划分为单相强制对流换热区、核沸腾区/过渡沸腾、膜沸腾区、小液态聚集区等区域[19]；Mitsutake在实验研究的基础上建立了核沸腾区与单相对流区边界的径向位移与时间函数的关系[20]；Robidou等人基于实验室的研究绘出了冲击射流换热过程中的沸腾曲线[21]；Timm等的研究表明，随着表面温度、过冷度和喷射雷诺数的增加，湍流增加，从而热通量增加[22]；Nathalie 等研究了喷射冷却过程中过渡沸腾现象，认为当介质达到饱和温度时，过热表面周期性的气泡破裂是产生热通量等值现象的主要原因[23]；Ravikumar等采用实验方法研究了倾斜角度对汽雾喷嘴换热系数的影响，结果表明在倾角为30°时可达到最大冷却能力[24]。由于实验装置和实验手段限制，目前关于射流冲击换热的研究大都止于实验室模拟或单一射流方式局部试验，一般是单孔圆形喷嘴射流冲击高温壁面，而对阵列喷嘴及其之间的相互影响则研究明显不足。

如前所述，差温轧制由于表层温度低，通常在未再结晶区进行轧制，表层晶粒细化，从而可以提高表面抗裂纹能力；但是另一方面，板坯表层和中心温差过大（表层温度低，受拉应力），热应力与轧制过程残余应力叠加，会增加板坯表面和边部开裂[25]的可能性。所以研究差温轧制过程板坯厚度方向组织晶粒的细化规律及不同组织下的抗裂纹能力，在冷却设备的极限冷却能力范围内，探讨是否存在引起板坯表面或边部开裂的临界温度梯度，也是本项目的研究内容之一。此外差温轧制工艺可以和异步轧制工艺结合使用，在提高板坯厚度方向变形均匀性的同时，通过调节板坯上下表面的冷却强度来解决异步轧制过程中头尾翘曲问题，与蛇形轧制工艺相比，无需轧机具备工作辊偏移功能。

近年来，我国板材的产品生产、品种开发、工艺装备及技术均取得了长足的进步，但也应看到，与国际一流水平相比，在超高强韧性、超厚、高耐蚀性、高耐磨性、耐高温等钢板的特殊性能、组织性能均匀性与稳定性以及残余应力控制等方面仍存在相当的差距，一些高等级板材仍依赖进口。与厚板的传统轧制工艺相比，差温轧制工艺可以降低坯料尺寸，采用较小规格的连铸坯生产厚规格钢板；与蛇形轧制工艺相比，差温轧制仅需在紧邻机架的位置增设超快速冷却设备，投

资省，适宜在现有板材生产线上进行推广。差温轧制工艺可以显著提升我国中厚钢板、厚钢板产品等级，具有广阔的应用前景。此外差温轧制工艺还可以替代板带钢粗轧和精轧之间的中间冷却，实现超级钢、高级别管线钢及铁素体区热轧无间隙原子钢（IF 钢）等品种的两阶段控轧，减少中间待温时间，提高生产效率。

1.2 超快冷技术

超快冷技术，简称UFC，是近年来国际上发展起来的用于控制热轧板带钢冷却的新技术[26-28],配合其它一些先进钢铁材料的轧制新技术，如铁素体区轧制双相钢、相变诱导塑性钢的轧制等，在轧制生产过程中实现快速、准确的温度控制以获得相应的相变组织[29]。传统的层流冷却是基于常压水，冷却水从集管中依靠重力自然出流冲击到钢板表面，集管连续开启过程中，在钢板表面形成层流水，在水层与热的钢板表面之间会形成一层汽膜，即膜沸腾区[30,31]，由于层冷集管依靠自重出流的冷却水冲击力有限，冷却水流很难有足够的冲击能力穿透汽膜而直接接触到高温钢板表面，从而造成层流冷却的冷却能力有限。而超快冷技术采用连续、密布、具有一定压力的冷却水，喷射到钢板表面，其目标是扩大对流冲击和核沸腾换热区，降低钢板表面发生膜沸腾和过渡沸腾的可能，以得到极高的冷却速率和极均匀的冷却效果。

在国外，Hoogovens-UGB 厂最早应用超快冷技术[32]，开发的超快速冷却实验设备使1.5mm 厚热轧带钢在实现高冷却速率的同时，还具有良好的横向和纵向板形。该实验装置是在1.4m 的冷却区上安装3组集管，水流量为1000m3/h。但因冷却段太短，温降能力有限，仅150-200 ℃，难以大幅度改善产品性能。随后又开发了7 组集管的超快速冷却原型装置，冷却区长度扩大至3m，对于厚度2.0mm 的C-Mn钢和钒钢，相对于常规冷却可提高抗拉强度和屈服强度100MPa 以上。此后，比利时CRM 厂对超快速冷却技术及其在提高材质性能和高附加值产品开发方面的研究得到广泛关注，其基于水枕冷却的超快速冷却装置结构紧凑，冷却区长度较短（7-12m）。在工业试验中，厚度为4mm带钢的最大冷却速率为300℃/s，水流密度为1000m3/h。

日本JFE 钢铁公司福山厂开发的Super-OLACH（Super On-Line Accelerated Cooing for Hot Strip Mill）系统[33]，可以对厚度为3mm的热轧带钢实现近700℃

/s 的超快速冷却。JFE采用Super-OLAC技术，工艺流程为传统热连轧生产线，安装于精轧后，超快冷技术在热轧线使用原理与HOP工艺结合，控制相变的同时使碳化物细化析出，使组织变得均匀或变成多相组织，代表产品有高强度管线钢(X100)、耐酸性气体的管线钢。该公司开发的NANOHITEN 热轧板带钢是超快速冷却技术应用的典型代表。该产品组织为单相铁素体上分布着大量1-5nm尺寸的TiC 粒子，强度高达1180MPa，同时具有良好的塑性。NKK采用Super-OLAC 技术，工艺流程为传统热连轧生产线，安装于精轧后，超快冷技术在热轧线使用原理与HOP工艺结合，通过快速冷却后的加热处理促进碳向着未发生相变的奥氏体聚集，从而获得微细粒状的MA岛，代表产品有高级别管线钢(X100)、700MPa级和800MPa级高强度汽车用钢。

此外，韩国浦项钢铁公司在超快速冷却技术方面的开发与应用也取得了显著进展，根据2010年韩国浦项钢铁公司介绍，其已在热连轧生产线上开发应用具有自身特色的超快速冷却技术，并称之为HDC（High Density Cooling）。

图1 浦项超快冷装置在热轧带钢生产线上工艺布置方式

在国内，虽然有关超快速冷却技术的研究起步较晚，但近年来的研发力度正在逐步加大，目前已经达到甚至超越了国外先进水平。北京科技大学相关研究人员在轧制过程中快速冷却系统的设计及应用方面做了大量工作，采用管层流加密方式来实现快速冷却[34]，并在武汉钢铁公司和舞阳钢铁公司取得了良好的现场效果。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（以下简称RAL）是国

内热轧板带钢轧后超快速冷却技术以及基于超快速冷却为核心的新一代TMCP 工艺技术的提出者、倡导者，同时也是科研实践的先行者。东北大学RAL 作为国内钢铁行业热轧板带钢轧后超快速冷却技术最主要的研究开发单位，目前已历经实验、中试等超快速冷却技术开发过程，开发了相关的原型实验装置、工业化中试设备以及工业化推广应用成套技术装备，形成了涵盖机械装备、自动化控制系统、减量化产品工艺技术在内的系统完整的成套技术、专利和专有技术。目前已成功应用于包钢CSP、攀钢1450mm、涟钢CSP、涟钢2250mm和首钢迁钢2160mm 等热轧带钢生产线及河北敬业3000mm、首秦4300mm和鞍钢4300mm等中厚板生产线[35-42]。

目前日本、韩国以及国内等企业的超快冷装置主要安装在精轧机后和层流冷却之间，或者是安装在层流冷却和卷取机之间。UFC在短流程生产线上的布置方式如图2。超快冷装置布置在精轧机和层流冷却之间，可充分发挥细晶强化、析出强化、相变强化等多种强化机制的联合作用，从而实现热轧板带钢轧制过程的高效化、减量化、集约化和产品的高级化。超快冷装置布置布置在层流冷却和卷取机之间，用于控制铁素体（贝氏体）转变量，通过冷速较低的层流冷却实现部分奥氏体向铁素体的相变，并由后置超快冷通过超快速冷却进一步抑制高温区的铁素体相变，使残余奥氏体向非平衡相（贝氏体、马氏体）转变，通过卷取温度的控制，实现DP、TRIP钢的生产。

在轧后增设超快速冷却设备，使生产线的冷却能力较过去大幅度增强，但对于一些高附加值产品，时常还会出现轧线冷却能力不足的问题，生产一些对冷却速度有特殊要求的产品时，如超级钢、高级别管线钢及铁素体区热轧无间隙原子钢（IF钢）等，不得不在粗轧道次或中间辊道上轧件摆动待温，对提高产量产生不利影响。在粗轧后布置超快冷设备，在粗轧过程中或粗轧后对轧件进行冷却，可有效解决这一问题，也必将成为超快冷技术下一步的发展方向。在粗轧后布置超快冷设备除了可提高生产效率外，在粗轧道次间进行超快速冷却，实现冷却和轧制的同步化，可在钢板厚度方向形成特殊的温度场分布，提高厚度方向变形的均匀性和组织的均匀性。

图2 UFC在短流程生产线上的布置方式

本文利用东北大学RAL在超快冷领域的技术优势和前期研究成果，将超快冷技术和热轧中厚板粗轧过程结合起来，探究这种复合工艺模下的带钢温度场和应变场的变化规律，建立热轧带钢粗轧与超快速冷却耦合控制工艺基本理论。随着超快冷技术在热轧带钢生产线的进一步推广应用，本文对于超快冷技术应用热轧中厚板粗轧阶段有积极的参考价值。

1.3有限元法及有限元数值模拟在中厚板轧制领域的应用

随着计算机技术的发展，数值模拟技术成为解决金属塑性成形问题的有力工具，所以数值模拟技术越来越多的应用到了中厚板轧制领域。对于中厚板的中心压缩变形问题，采用弹塑性有限元法模拟实际轧制条件下的轧制过程，探索中厚板中心层的变形规律，是解决中厚板中心缺陷的有效方法。对中厚板中心压缩比的模拟，可以有效的降低企业生产成本，提高中厚板产品质量，并获取许多常规实验手段无法测得的数据，对提高企业竞争力起到明显的促进作用。

1.3.1 金属塑性加工中典型有限元方法简介

金属塑性加工问题涉及几何非线性和物理非线性，理论求解难度较大，一般难以求得精确的解析解。随着计算机技术的发展，用有限元分析金属塑性加工问题得到了广泛的重视，解题精度不断提高，用有限元方法模拟轧制过程也取得了许多重要成果。有限元法是在有限差分法与变分法相结合的基础上所形成的，是求解数理方程的一种数值解法，是解决工程实际问题的一种最有效，应用最普遍

的一种数值方法。有限元法的基本思想是将连续的结构离散为有限个单元，并在每个单元中设定有限个节点，将连续体看作只是在节点处相联接的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在每一单元中假设一近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律，进而利用力学中的变分原理，建立用来求解节点未知量的有限元方程从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题。有限元法的优点是既适合于复杂的几何形状和边界条件，又能够处理各种复杂的材料性质问题，如材料的各向异性、非线性、随时间或温度变化的材料性能问题等，还可以解决非匀质的连续介质问题。因此，其应用范围极其广泛[43-45]。

在轧制问题中应用比较广泛的方法是弹塑性有限元法和刚塑性有限元法。

弹塑性有限元法是在结构分析中弹性弹性有限元法基础上发展起来的。1965年Marcal引用了刚度的概念，用位移表示平衡方程，提出用数值法解弹塑性问题。1967年，上田嘉昭在Marcal工作基础上，利用Mises屈服条件和Prandtl-Reuss 弹塑性应力应变关系，推导出了弹塑性问题的刚度矩阵。此后，弹塑性有限元法被应用于求解锻压、挤压、拉拔和轧制等各种金属压力加工问题。

进入20世界80年代以后，Yaritia，平川智之等人在用弹塑性有限元法求解平面轧制问题方面做了大量的工作。Yaritia等利用修正的拉格朗日模式，考虑黏着与滑动并存的摩擦条件，采用平面变形假设，研究了钢体平辊轧板变形过程和开始咬入阶段的不稳定过程。

1987年，刘才用弹塑性有限元法求解了平辊轧制矩形件( 厚板) 的问题，得到了变形区内各个横断面上的网格变形，金属流动速度和横向宽展等结果。另外，刘才、杜凤山等用该方法分析了轧制铝薄板试件和低碳钢试件，并考虑张力作用，计算了轧制过程的应力和应变。

弹塑性有限元法可以求出塑性区的扩张、出辊后工作的弹性恢复、工具内部的应力应变等问题，还可以计算轧制后的残余应力，这些优点是其他方法所不及的。但是由于弹塑性有限元法求解时要把每一增量步中算出的应力增量、应变增量和位移增量叠加前一迭代步中，存在累计误差。

研究金属塑加工问题时，弹性变形和塑性变形相比，在总变形量中，弹塑性变形所占比例很小。经验表明，忽略这部分弹性变形的的影响，采用刚塑性模型

求解，往往能够得到满意的精度，从而使求解过程大为简化。用有限元法分析金属成形过程中采用刚塑性材料模型，就是刚塑性有限元法。

为了求解应力并处理体积不可压缩条件对运动许可速度场的限制，研究者们提出了几种不同的处理方法，典型的有Lagrange乘数法、罚函数法和可压缩法。

刚塑性有限元法中的Lagrange乘数法是求总能耗率泛：

在体积不可压缩条件：

下的极小值。这样，在用Lagrange乘数法求解时，总泛函可写成如下形式：

当上述泛函取得极小值时，Lagrange乘子等于静水压力。

由此，利用Lagrange乘数法既解决了不可压缩条件的约束处理问题，又求出了净水压力从而可以进一步利用本构方程求出应力分布。

Zienkiewicz 提出了有限元分析中的罚函数法，其基本思想是：利用一个充分大的数乘上体积变化率或体积变形速度的平方加到初始泛函上得到心泛函：

如果每个单元的体积变形速度较大，将引起值增大；而要求的是的最小值，所以这个单元的将受到惩罚。当新泛函取驻值时，将趋近于0，从而近似满足体积不变条件。当速度场取真确解时，用Lagrange乘数法与罚函数法的泛函驻值点应相同，即

从而

这样，可由反函数因子和体积变形速度求出静水压力。进而用本构关系由变形速度场求出应力场。

塑性力学中常采用体积不可压缩这个假设条件，但事实上，塑性变形的中的体积并非不可压缩。大矢根在研究粉末冶金烧结材料的塑性理论时，提出了屈服条件不仅与偏差应力的二次不变量有关，也与应力的一次不变量有关。由此发展起来的刚塑性有限元可压缩法，使得体积不可压缩不在成为运动许可速度场的约束条件，同时由变形的速度场直接求出应力场。

森谦一郎、小板田等利用了可压缩法求解了圆柱体压缩、薄板压缩、平面变形轧制、平辊轧制的非稳态变形、板坯立轧、孔型轧制等各种轧制过程。刘相华、吴迪等利用这一方法在国内首先解决了三维平面轧制问题和三维高件的轧制问题，其后进一步求解了万能孔型轧制H钢等问题。之后，可压缩法在轧制问题求解中广泛应用起来。

有限元数值模拟方法的优越性

有限元法是伴随着计算机技术发展而出现的一种基于变分原理来求解偏微分方程边值问题的有效数值计算方法。有限元法较真实地包容了塑性成形过程中的物理特性，可用不同形状、不同大小和不同类型的单元来描述任意形状的变形体，能够更全面地考虑和处理各种初值、边值条件对成形过程的影响，且有限元法的基本理论已趋成熟和完善，它可以在假设条件最少的情况下，模拟整个塑性成形过程中的金属流动规律，给出成形过程中最详尽的变形力学信息和流动信息，如应力场、应变场、位移场、速度场、温度场以及预测缺陷的生成与扩展等等。依靠有限元等数值计算方法，可以方便地获得丰富的直观的计算结果，为改善钢板缺陷，优化轧制工艺设计提供重要的理论指导。该方法的精度高，能够求解复杂的塑性变形问题，并且结果直观，可以直接观察到变形过程中工件内部各种物理量的变化情况。作为一种可靠分析方法，已经广泛应用于塑性加工的生产研究领域。

有限元模拟金属塑性成形过程已成为目前金属塑性成形理论研究的中心问题。作为金属塑性加工领域的一个前沿课题，有限元数值模拟可使人们在进行实际的金属塑性加工过程之前就能够分析金属塑性成形过程中的金属流动规律，并给出成形过程中详细的变形力学信息和流动信息，为建立相应的数学模型提供了理论依据，进而对金属成形过程的结果作出较为准确的预测，这就避免了许多不必要的模拟实验或中间试验所造成的浪费，处处显示出有限元模拟技术在金属塑性加工中的重要作用和重要地位。

本文主要使用LS-DYNA有限元分析软件，对中厚板轧制过程心部变形进

行详细分析，并做实验验证其正确性，为现场轧制工艺的优化工作提供积极的理论指导。

1.3.2限元数值模拟在中厚板轧制领域的应用

对于热轧中厚板的生产数值模拟分析，有限元技术主要应用于轧制前、轧制过程、轧制后的温度场、应力场、应变场以及轧制力的求解方面。

谭文、许云波等[46]针对“首钢”中厚板轧后冷却设备的布置特点，在分析中厚板轧后冷却传热特点的基础上，利用有限差分法模拟了轧后不同层流冷却方式对中厚板温度场分布的影响。得出结论：有限差分数值模拟能较好地反映层流冷却方式对中厚板温度场的影响，且模拟计算温度与实测温度吻合很好，钢板内外表面的温差随着冷却速度的增加而增加，从而造成板厚方向温度分布和冷却速度的不均匀性。在相同冷却速度下，使喷淋冷却变稀并且间断冷却的方式进行缓慢冷却，可以减少厚度方向上的温度和冷却速度的不均性，从而可以减少由于冷却而带来的性能差异。

喻海良、矫志杰等[47]采用动态显式有限元法对中厚板轧制过程进行了分析。

并分析了轧制并对某中厚板厂15道次轧制过程轧制力变化规律进行了分析，稳定阶段轧制力计算结果与实测结果非常接近。该结果对中厚板轧制过程模拟具有一定的参考意义。

周晓光、吴迪等等[48] 针对中厚板轧制过程中温度场不易精确确定，普通温度计算模型计算误差较大或计算较为繁琐的问题，以传热学基本理论为基础，建立了热平衡方程，采用完全隐式差分法对首钢中厚板轧制及冷却过程中的板坯中心温度和表面温度变化进行了模拟。可以得到以下结论：在轧制过程中，中厚板上表面温度急剧下降，道次间歇期间又有回升的趋势；在层冷过程中，板坯上表面温度迅速下降。

于明等[49]针对某中厚板厂的加速冷却系统，采用有限差分方法模拟不同厚度规格钢板的水冷和返红过程，得出不同冷却条件下钢板的返红时间、返红过程温升量以及返红结束时心表温差的变化规律，为中厚板加速冷却过程终冷温度的控制提供了计算依据。

李学通、王敏婷等[50]针对宝钢2050mm热轧带钢粗轧机组的轧制工艺条件,

采用有限元法建立了热应力耦合二维温度场有限元仿真模型,并模拟了全过程。给出了带钢沿厚度方向各处温度随时间的变化曲线,得出了高压水除鳞、接触传热对板材温度场的影响模型。同时给出了各道次轧制力计算结果。模拟得到的粗轧段出口温度及轧制力与宝钢现场实测数据值相吻合。

朱启建、金永春等[51] 建立了中厚板轧后管层流控冷瞬态温度场求解的有限元几何模型、网格模型、材料属性与初始条件等，并对12～60mm厚度钢板控冷过程进行了数值模拟与分析。计算终冷温度与实测结果比较,相对误差低于5%，温降相对误差大部分低于10%。

刘华强、唐荻等[52] 利用有限差分法计算钢板二维非稳态控冷温度场，并对控冷工艺参数进行设定，预报值和实测值偏差较小,满足现场实际生产的需要。模型计算充分考虑了空冷段、水冷段和返红段的换热系数以及不同钢种在不同温度下的比热容和热传导率的不同，从而保证了模型的计算精度。为保证冷却钢板在厚度方向冷却后板面和心部温差小,组织性能均匀，对厚度不同的钢板选用强对流控冷的气雾冷却方式。为保证钢板横向冷却的均匀性，在模型计算时充分考虑了宽度遮蔽长度的设定，从而表明该控冷模型有较好的应用前景。

刘慧、王国栋[53]采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对MAS轧制过程及随后的展宽和精轧过程进行了模拟计算，分析了各变形阶段钢板的形状变化及不同MAS轧制参数对钢板边部形状的影响。结果表明:MAS轧制可以改善轧后钢板边部形状。钢板边部形状的改变不仅与MAS轧制的补偿面积有关，而且与MAS 轧制段长度和压下量的比值有关，若MAS轧制参数选取不当,钢板边部会发生“过补偿”现象。

刘国勇等[54] 以高密度管流冲击钢板表面时的对流换热边界为基础，采用ANSYS三维有限元对中厚板淬火钢板的温度场、应力场及应变场进行模拟，并对模拟得到的温度与时间、应力以及塑性应变的关系进行分析，得出淬火冷却过程中保持钢板平直状态下应力及应变的特点，为采用适当工艺措施使中厚板淬火获得平直板形提供了理论依据。

兰勇军、陈祥永等[55]采用三维弹塑性有限元法，应用ABAQUS软件的二次开发用户子程序模块，建立了热轧过程中的界面换热模型。对热轧IF带钢进行了温度场的数值模拟。开发了热轧过程中的测温技术，在实验轧机上对带钢内部温度变化进行在线测量，以测量结果修正了界面换热系数模型.利用所建

立的传热模型对带钢热轧过程进行了模拟计算，考虑了轧制过程压下量、初始变形温度对温度场变化的影响，结果表明模拟与实测的温度场基本吻合。

朱国明等[56]采用LS-DYNA，通过三维热力耦合弹塑性有限元方法，在轧辊为弹性体的条件下，对钢材的单道次平辊热轧过程进行了数值模拟，得出结论：在轧制过程中，轧辊表面在接触弧内受到三向压应力作用，同时在垂直轧辊线的平面内剪切应力呈交变现象，轧辊表面温度呈现周期性变化，与轧件接触区域内温度升高，与轧件脱离后温度降低。

刘立忠、刘相华等[57]分析了显式动力学弹塑性有限元方法的计算过程,并用其对平板轧制问题进行了模拟计算。通过模拟计算，得出咬入、稳定轧制和抛钢阶段整个轧制过程的应力-应变场。将板宽对称中心线轧制压力分布的计算结果与实验值进行对比，表明计算结果准确。另外通过对计算结果进行分析还可以得出，在稳定轧制阶段存在弹性预变形区、塑性变形区和弹性恢复区，轧制压力沿接触面的分布在入口和出口的变化梯度较大，中间区域的变化梯度较小。

罗金华等[58]基于大型有限元分析软件ANSYS，对中厚板焊接的温度场和应力应变场进行三维数值动态模拟，并将计算量控制在可接受的范围内。建模时采用两种单元结合以获得焊缝处细密、远离焊缝处粗略的不均匀网格，热载荷施加过程中采用余量控制法，应力应变场的分析采取了一系列非线性措施。计算结果表明在焊接和冷却过程中角变形沿纵向并不总是线性分布的。

张金玲、崔振山等[59] 采用微分方程的解析解法和数值解法相结合的思路建立了中厚板热轧过程温度场、变形场和轧制力的综合求解模型。解决了多道次轧制过程的温度场与变形场连续计算问题，利用该模型模拟了中厚板12道次热轧的成形过程，给出了轧件温度随时间的连续变化曲线以及各道次的轧制力、应变和应变速率的分布和大小。模拟结果与工业现场实测数据吻合较好。

魏世同等[60] 通过对厚板控冷过程中温度变化模拟及冷后组织与性能分析，得出结论：在水冷过程中钢板表面温度经历了较大变化，导致钢板表面与心部温差很大,该温差受冷却水对钢板表面的冲击速度、喷嘴的尺寸、冷却水温度、板厚及钢板本身导热能力等因素的影响。钢板厚度方向不同位置的组织和性能的差别主要是由于冷却过程中各位置冷却速度不同造成的。

孟令启等[61]基于LS-DYNA软件,采用显式积分和隐式积分相结合的方法,通过给定现场测试的原始数据作为初始条件，成功完成了中厚板轧制过程的热力耦

合有限元数值模拟，完善了显式动力学有限元法在轧制模拟中的应用。对轧件温度场的分析表明，轧制过程中伴随着轧件表面温度的升高，沿轧件厚度方向存在着明显的温度梯度,并且分析了轧件应力应变场的分布规律。在轧制过程中,最大应力集中发生在后滑区，而最大应变发生在前滑区,由于热应力和轧制变形区的影响，在轧制后外端区域存在明显的预应力区。

武文斐等[62] 通过轧板热轧过程传热性能的数值模拟，研究了轧板在粗轧、精轧过程中的温度变化，得到了每道次轧件表面、中心和平均温度分布曲线。分析数值结果可以看出，轧板的温度分布与氧化皮发射率和轧板的初始温度有关，由于润滑膜热阻较小，对轧板温度分布的影响可忽略不计。

熊尚武等人[63-64]将有限元和边界元方法结合使用，边界元法用于计算轧辊的弹性变形和应力分布，有限元法用于建立轧件的数学模型。先用有限元法计算的到沿轧辊表面压力分布，然后以此结果施加于轧辊之上作为轧辊的初始条件，最后将理论预测的结果与实测结果进行对比，得出结论认为计算结果与实测结果一致。

Duan X等人[65]针对压下率为6%-20%的铝合金，采用逆向分析方法对比了Tresca摩擦、库伦摩擦和粘弹性摩擦三种摩擦模型对模拟结果得影响，认为使用粘弹性摩擦模型可以得到更精确的计算结果。

Lin Zonc Ching等人[66]没有采用传统的间接耦合求解方式，而是直接运用大变形热力耦合弹塑性有限元理论对厚板轧制过程进行了求解，得到了轧件的温度场和变形速率场计算结果，并且将计算结果与采用试验得到的数据进行了比较。

Angelov T等人[67]主要研究热轧过程中，摩擦系数、轧件减薄和轧制速度对接触、轧制压力有效应变速率的影响。计算过程采用稳态传热模型，轧件使用应变速率相关的刚塑性材料模型，接触使用Siebel摩擦模型。

Cosmo M.De等人[68]建立了两个有限元模型，第一个模型采用热-力耦合模型，主要研究轧件通过各个机架的过程中物理量的变化情况；第二个模型分析两个机架间轧件的热传递。最终得到的结果对双相钢的实际生产具有非常重要的指导意义。

Ognjanovic Rade 等人[69]使用ADINA和ABAQUS/Standard两个有限元软件，采用二维有限元研究了铝件轧制过程中的咬入失败的现象，并将两个分析结果进行比较，解决了实际生产中遇到的问题。

D.Benasciutii等人[70]提出了一种二维简化的有限元模型，计算热轧机工作辊上产生的热应力。轧制过程中，工作辊与热轧带钢及冷却水相接触，产生接触传热，从而在其表面形成接触传热，这种简化的有限元模型，能够降低具体问题分析的复杂性和节省计算时间。

L.M.Galantucci等[71]利用大型商业有限元软件ANSYS，对轧制过程进行了模拟计算，得到了轧制过程中应力场、应变场以及温度场的分布情况。

G.Fang等人[72]采用刚塑性有限元的隐式算法，通过DEFORM-3D有限元软件模拟两个辊的楔形轧制过程。文章中还采用了动态的网格重划分技术，得出楔形轧过程中的轧件上的应力分布，从而准备的判断分析轧件上的解理断裂和减薄的主要位置，及时预报轧制过程中的缺陷。

综上所述，有限元数值模拟技术已经广泛应用于中厚板轧制领域的研究，计算结果对轧制工艺的优化具有非常重要的指导意义。但是，多数学者和技术研究人员针对中厚板轧制过程的板形及温度变化研究较多，对心部压缩变形的模拟还未提及。而对心部压缩变形的模拟分析是本文研究的重点。

1.4选题意义及研究类容

2.1 研究内容

1）轧件厚度方向变形均匀性的研究

在粗轧过程中，尤其是粗轧的前几道次，轧件比较厚，变形很难深入的轧件的心部，通常靠近表面的位置变形比较大，而中心变形比较小，从而造成轧件心部的晶粒比较粗大，进而影响成品组织和性能的均与性。通过粗轧道次间的超快速冷却，在轧件表面形成低温“硬化层”，在随后的轧制过程中有利于变形的深入，从而改善厚度方向变形的均与性，并可避免产生双鼓形，提高边部质量。具体研究内容包括：

①在厚度方向温度均匀分布条件下，进行粗轧过程应力应变场有限元分析，研究压下率、来料厚度等工艺参数对带钢厚度方向变形均匀性的影响规律。

②对超快速冷却条件下，轧件断面温度场进行有限元分析，研究超快速冷却工艺参数对厚度方向温度场分布的影响规律，主要包括心部与表面的温降，以及内外表面的温差，还有由温差引起的热应力应变场等。

③对超快速冷却后的轧制过程进行有限元分析，研究超快冷冷却工艺参数对带钢厚度方向变形均匀性的影响规律，并与①中的研究结果进行对比分析，确定最优耦合控制工艺。

④在实验室条件下，进行超快速冷却及轧制耦合工艺试验，对有限元分析结果进行对比验证。

2）轧件扣翘头控制工艺基础研究

在带钢粗轧生产阶段，轧件头部经常在轧制过程出现弯曲造成扣翘头现象，翘头使得钢坯头部容易与设备或检测仪表发生撞击，严重者导致带钢无法进入轧机，造成堆钢事故；而扣头使得钢坯与机架辊或辊道撞击，导致轧件钻入辊道下部，给生产带来诸多不利。因此，控制轧件头部翘曲一直是热轧工艺的重要研究内容之一。影响轧件轧制过程中弯曲的因素主要包括：轧件上下表面温差、上下表面摩擦系数不一致、上下工作辊辊速差或辊径差异及轧线标高等。如在轧钢生产中，由于加热不足或轧件运行过程中上下表面换热条件不一致，导致轧件上表面的温度高、下表面温度低的现象，在轧制变形过程中，由于上部金属比下部金属延伸大从而导致扣头现象，如图2所示：

超快速冷却上下表面冷却水流量可单独调节，因此可以通过调节超快冷上下表面水比来控制轧件轧制过程中的头部的板形，解决扣翘头问题。具体研究内容包括：

①在超快冷条件下，采用有限元方法，研究轧件上下表面水量比对厚度方向温度场分布的影响规律。

②对上下表面非对称冷却轧制条件下轧件，进行轧制过程的应力应变分析，研究轧件上下表面水量比与轧件扣翘头之间的定量关系。

③在实验室条件下，进行超快速冷却及轧制耦合工艺试验，进行轧件扣翘头冷却控制工艺的可行性验证。

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中厚板的控制轧制与控制冷却工艺

中厚板的控制轧制与控制冷却工艺 孙洪亮 （材料成型及控制工程，1233010149） 【摘要】近三十年以来，控制轧制和控制冷却技术在国外得到了迅速的发展，各国先后开展了多方面的理论研究和应用技术研究，并在轧钢生产中加以利用，明显的改善和提高了钢材的强韧性和使用性能，为了节约能耗、简化生产工艺和开发钢材新品种创造了有力条件。目前国内外大多数宽厚板厂均采用控制轧制和控制冷却工艺,生产具有高强度、高韧性、良好焊接性的优质钢板。控制轧制和控制冷却工艺的开发与理论研究进一步揭示了热变形过程中变形和冷却工艺参数与钢材的组织变化、相关规律以及钢材性能之间的内在关系，充实和形成了钢材热变形条件下的物理冶金工程理论，为制定合理的热轧生产工艺提供理论依据。关键词:宽厚板厂，控制轧制，控制冷却 【关键词】控制轧制；控制冷却；冷却段长度 In the controlled rolling and controlled cooling technology of plate Abstract：For nearly 30 years, controlled rolling and controlled cooling technology obtained the rapid development in foreign countries, and countries successively carried out various theoretical research and applied technology research, and tries to use in the production of steel rolling, the obvious improve and enhance the tenacity of steel and the use of performance, in order to save energy consumption, simplify production process and development of new steel varieties created favourable conditions. Most lenient plate factory at home and abroad adopt controlled rolling and controlled cooling technology, production has high strength, high toughness and good weldability of high qualified steel plate. Controlled rolling and controlled cooling technology development and theory research of further reveals that the thermal deformation in the process of deformation and cooling process parameters and the change of the organization of the steel, the relevant laws and the internal relations between steel performance, enrich and formed steel thermal deformation under the condition of physical metallurgy engineering theory, to provide theoretical basis for reasonable hot-rolling process. Keywords: generous plate factory, controlled rolling and controlled cooling Key Words:Control rolling; Controlled cooling; Cooling length 1引言 近代工业发展对热轧非调质钢板的性能要求越来越高，除了具有高强度外，还要有良好的韧性、焊接性能及低的冷脆性。目前世界上许多国家都利用控轧和控冷工艺生产高寒地区使用的输油、输气管道用钢板、低碳含铌的低合金高强度钢板、高韧性钢板，以及造船板、桥

中厚板生产坯料设计

浅谈中厚板生产坯料设计 [摘要] 分析中厚板生产坯料设计中坯料质量、坯料尺寸、轧制方式等因素,得出中厚板坯料设计的方法。 [关键词] 中厚板坯料设计方法 1、前言 中厚板的产品规格变化范围很大,厚度从4mm到150mm,宽度从1000mm到5200mm,长度从3000mm到60000mm,排列组合后可达上万种规格,若在坯料选型上只简单的套用几个规格去生产,那么肯定会造成很大的浪费和产生大量非计划板。坯料设计又称原料设计,中厚板坯料设计是中厚板生产中的重要环节之一。中厚板轧机所用的坯料设计即中厚板坯料质量的标准、坯料尺寸(厚度、长度、宽度)和最适合的轧制方式,这些因素直接影响着轧机的生产率、成材率以及钢板的机械性能。 2、坯料设计步骤 坯料设计一般步骤先制定符合中厚板轧制使用的连铸坯质量要求和等级,然后根据成品钢板钢种和机械性能要求从大类钢种系列中选择合适钢种,最后根据轧制方法和成品放尺及偏差计算坯料尺寸。 3、中厚板坯料钢种质量要求 板坯尺寸及允许偏差:板坯定尺长度偏差: 0～+80mm 公称厚度mm 厚度允许偏差mm 公称宽度mm 宽度允许偏差mm

150-200(包括200mm) ±4 1000-1600 0-10mm >200 ±5 >1600 0-15mm 连铸板坯外形标准: 外形外形允许偏差(mm) 横截面脱方厚度:150-200时不大于3mm 厚度:>200时不大于4mm 镰刀弯每米不大于4mm,总长度上不大于20mm 不平度每米不大于10mm,总不平度不大于%l (l为板坯长度) 鼓肚厚度方向鼓肚:厚度尺寸偏差小于%b(b为板坯宽度) 宽度方向鼓肚:宽度尺寸偏差的一半小于3%h(h为板坯厚度) 切斜宽度方向切斜值小于10mm,厚度方向切斜值小于5mm 凹陷宽度方向凹陷值小于5mm,厚度方向凹陷值小于4mm 楔形厚度尺寸楔形值小于2mm、宽度尺寸楔形值小于10mm 连铸板坯表面质量要求:连铸板坯表面不得有目视可见的重接、重叠、翻皮、结疤、夹杂、深度或高度大于2mm的划痕、压痕、擦伤、气孔、冷溅、皱纹、耳子、凸块、凹坑和深度大于1mm的裂纹。不得有高度大于2mm的火焰切割瘤,切割端部无毛刺。连铸板坯横截面不得有影响使用的缩孔、皮下气泡、裂纹。 4、中厚板坯料钢种选择 根据国标中对碳素结构钢、低合金高强度结构钢的标准,结合中厚板成品钢种中普碳钢板、锅炉及压力容器钢板、桥梁用结构钢板的机械性能要求,可以对不同坯料选择进行对应,见下表。

中厚板综述分析

综述（中厚板） 西安建筑科技大学材料成型及控制工程0902 XX 2013,0401 1.中厚板简介 中厚钢板大约有200 年的生产历史，它是国家现代化不可缺少的一项钢材品种，被广泛用于大直径输送管、压力容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类舰艇、坦克装甲、车辆、建筑构件、机器结构等领域。具品种繁多，使用温度要求较广（-200~600），使用环境要求复杂（耐候性、耐蚀性等），使用强度要求高（强韧性、焊接性能好等）。 一个国家的中厚板轧机水平也是一个国家钢铁工业装备水平的标志之一，进而在一定程度上也是一个国家工业水平的反映。随着我国工业的发展，对中厚钢板产品，无论从数量上还是从品种质量上都已提出厂更高的要求。板是平板状、矩形的，可直接轧制或由宽钢带剪切而成，与钢带合称板带钢。 2.中厚板生产的总体概况 根据《2011中国钢铁工业年鉴》，中国现有中厚板轧机总生产能力为9331万t/a,2012年共生产中厚板7221万ｔ，其中特厚板708万ｔ、厚板2432万ｔ、中板4081万ｔ。 近年来，国内中厚板不仅在产量上增长迅速，而且在品种开发方面也取得了很大成绩。目前已经开发出了屈服强度高于960Mpa级的高强工程机械用钢，高强韧耐磨钢NM360,NM400,NM500,NM550也已经能生产，并分别制定了国家标准。低温压力容器钢方面，已经开发出确保－196℃低温韧性的LNG储罐用9Ni钢，中温抗氢钢15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1VR；开发出的抗拉强度610MPa级的Q420qE钢板已经成功应用于南京大胜关高铁大桥；屈服强度级别为420、460MPa 的高建钢也已应用于水立方、鸟巢等重大工程项目中。并已能生产460、550ＭPa级超高强船板、海洋平台用钢及690MP A级齿条钢;X80级管线用钢已经成功大批量应用于西气东输二线，并具备了X100及Ｘ120超高强韧管线钢的生产能力；用于第３代核技术建造反应堆安全壳用钢板SA738GＲB也已国产化。

中厚板厚度的允许偏差

中厚板厚度的允许偏差（GB709-88） 公称厚度负偏差(mm)下列宽度允许正偏差(mm) 1000-1200-1500-1700-1800-2000-2300-2500 ＞13～ 250.80. 20.20. 30.40. 60.80.8＞25～ 300.90. 20.20. 30.40. 60.80.9＞30～ 341.00. 20.30. 30.40. 60.80.9＞34～ 401.10. 30.40. 50.60. 70.91.0＞40～

501.20. 40.50. 60.70. 81.01.1＞50～ 601.30. 60.70. 80.81. 01.01.1 热轧钢板厚度的允许偏差 (摘自GB/T709—1988)较高轧制精度公称厚度 (钢板和钢带) /mm＞0.35～ 0.50＞0.50～ 0.60＞0.60～ 0.75＞0.75～ 0.90＞0.90～ 1.10＞1.10～ 1.20＞1.20～ 1.30＞1.30～ 1.40＞1.40～

1.60＞1.60～ 1.80＞1.80～ 2.00＞2.00～ 2.20＞2.20～ 2.50＞2.50～ 3.00＞3.00～ 3.50＞3.50～ 4.00＞4.00～ 5.50＞5.50～ 7.50＞7.50～ 10.0＞10.0～ 13.0在下列宽度时的厚度允许偏差/mm600～ 750±0.05±0.06±0.07±0.08±0.09±0.10±0.11±0.11±0.12±0.13±0.14±0.15±0.16±0.17±0. 18±0.21+0.10-0.30+0.10-0.40+0.10-0.70+0.10-0.70＞750～ 1000±0.05±0.06±0.07±0.08±0.09±0.11±0.12±0.12±0.13±0.14±0.15±0.16±0.17±0.18±0.19±0.22+0.15-0.30+0.10-0.50+0.10-0.70+0.10-0.70＞1000～1500－－－－－± 0.11±0.12±0.12±0.13±0.14±0.16±0.17±0.18±0.19±0.20±0.24+0.10-0.40+0.10-0.50+0.20-0.70+0.20-0.701500～2000－－－－－－－－－－± 0.17± 0.18± 0.19± 0.20± 0.22±

中厚板轧制试卷

第二章习题 一、填空 1.中厚板轧机有、、和万能式等四种型式。 二辊可逆式三辊劳特式四辊可逆式 2.中厚板轧机一般采用来命名。 工作辊的辊身长度 3.四辊可逆式轧机由一对小直径和一对大直径组成。 工作辊支承辊 4.万能式轧机是在在四辊(或二辊)可逆轧机的一侧或两侧带有的轧机。 立辊 5.中厚板轧机的布置型式有、、三种形式。 单机座、双机座、半连续式或连续式、 6.中厚板轧机常采用的布置形式是。 双机座 7.双机座布置是把粗轧和两个阶段的任务分到两个机座上完成。 精轧 8.中厚板加热炉的型式主要有、、三种。连续式加热炉室状式加热炉均热炉 9.用于板坯加热的连续式加热炉主要是和两种型式。 推钢式步进式 10.三段式加热炉，三段指的是预热段、加热段和__________。 均热段 11.中厚板的轧制分为、、三个阶段。 除鳞粗轧精轧 12.中厚板精轧阶段的主要任务是控制。 质量 13.中厚板的展宽方法有、、和角轧－纵轧法四种。 全纵轧法、全横轧法、横轧-纵轧法、 14.平面形状控制是指钢板的控制。

矩形化 15.厚板的轧制分为、和三个阶段。 整形轧制展宽轧制精轧 16.展宽比是指展宽轧制后的与之比。 板宽轧前板宽 17.轧制比是指伸长轧制后的与之比。 钢板长度轧前板坯长度 18.中厚板的冷却方式有和两种。 自然冷却、控制冷却（工艺冷却） 19.中厚板矫直机一般为式矫直机。 辊 20.中厚板划线的目的是。 将毛边钢板剪切或切割成合格的最大矩形。 21.划线的方法有、和等多种方法。 人工划线小车划线光标投射 22.中厚板剪切机的任务是、切尾、、剖分、及取样。 切头切边定尺剪切 23.中厚板生产中常用的热处理作业有常化、淬火、、四种。 回火退火 24.中厚板生产中常用的热处理作业有、、回火、退火四种。 常化淬火 25.速度制度是指变化的曲线图。 轧辊转速随时间 26.可逆式轧机有和两种速度制度。 梯形、三角形 27.当轧件较长时一般采用速度制度。 梯形 28.当轧件较短时一般采用速度制度。 三角形 29.轧件在每道中的轧制时间由、、匀速轧制时间、组成。

热轧中厚钢板尺寸、外形、重量及允许偏差Q_ASB 1-2005

鞍山钢铁集团公司企业标准 Q/ASB 1-2005 代替Q/ASB 1-2004 热轧中厚钢板尺寸、外形、 重量及允许偏差 2005-06-15发布 2005-07-01实施 鞍山钢铁集团公司 发布

前 言 为满足鞍钢中、厚钢板的生产和国内外用户需求，参照GB/T 709—1988、JIS G 3193—1990、ASTM A6/A6M—2001和BS EN 10029：1991的规定和生产厂的生产实际，对Q/ASB 1-2004《热轧中、厚板尺寸、外形重量及允许偏差》进行修订。 本标准代替Q/ASB 1-2004《热轧中、厚板尺寸、外形重量及允许偏差》。 本标准与Q/ASB 1-2004相比，主要变化如下： ——加严了部分规格钢板的厚度公差；限定负偏差轧制钢板的负偏差由原0.3mm修改为0.25mm。 ——加严了钢板的长度允许偏差和镰刀弯； ——钢板的不平度采用相应欧洲标准指标。 本标准可作为中板厂和厚板厂按GB/T 709—1988标准交货的依据，也可作为按JIS G 3193—1990、ASTM A6/A6M—2001和BS EN10029：1991标准组织生产的依据。 本标准的附录A是规范性附录。 本标准由鞍山钢铁集团公司科技质量部提出。 本标准由鞍山钢铁集团公司科技质量部归口。 本标准起草单位：鞍钢集团公司科技质量部、鞍钢集团公司厚板厂。 本标准主要起草人：郑英杰、丛津功。 本标准水平等级记：Q/ASB 1-2005 Y。

热轧中厚钢板尺寸、外形、重量及允许偏差 1 范围 本标准规定了热轧中厚钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差等。 本标准适用于鞍钢集团公司中板厂和厚板厂生产的热轧中厚板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后的所有修改单（不包括勘误的内容）或修订版本均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 YB/T 081 冶金技术标准的数值修约与检验数值的判定原则 3 尺寸及允许偏差 3.1 钢板的厚度允许偏差应符合表1、表2或表3的规定。订货时需方应明确厚度偏差的控制类型。若没有规定时，一般按国家标准订货的钢板按本标准表1的规定；按日本标准、欧洲标准及英国标准订货的钢板按本标准表2的规定；按美国标准订货的钢板及锅炉板、压力容器板、船板按本标准表3的规定。 表1 单位为毫米 以下宽度的厚度允许正偏差 钢板厚度 负偏差 ≤1500 >1500～2000>2000～2500>2500～3000>3000～3500 >3500 >5～8 0.60 0.20 0.20 0.40 0.50 0.60 0.80 >8～10 0.70 0.20 0.30 0.40 0.40 0.60 0.80 >10～16 0.75 0.25 0.25 0.35 0.45 0.55 0.85 >16～25 0.80 0.20 0.30 0.40 0.50 0.70 0.90 >25～40 0.90 0.20 0.30 0.40 0.70 0.80 1.00 >40～80 1.00 0.30 0.40 0.60 0.70 0.90 1.00 >80 1.50 0.30 0.50 0.70 0.90 1.00 1.00 1

层流冷却系统流量标定与板形控制

层流冷却系统流量标定与板形控制 唐运章 (中厚板卷厂) 摘　要:讨论中厚板冷却系统流量标定问题,开发一种新型流量控制技术,通过标定调节阀在不同开口度下集管流量值,利用三次方方程回归出流量-调节阀开口度设定曲线;生产中根据流量开口度曲线进行水比的调整,提高冷却系统流量控制精度以及控冷后板形。 关键词:中厚板　层流冷却　流量标定　控冷板形 Flow Ca li bra ti on of Lam i n ar Cooli n g System and Prof ile Con trol Tang Y unzhang (W i de Pl a te/Co il Pl an t) Abstract:The paper discusses fl ow calibrati on of la m inar cooling syste m.A ne w type of fl ow contr ol technique has been devel oped.The accuracy of fl ow contr ol and p r ofile after contr olled cooling can be i m p r oved by calibrating fl ow value of header p i pe that contr ol valve is at different opening,regressing fl ow with cube,setting curve with opening degree and adjusting water rate based on the curve in p r oducti on. Keywords:heavy p late;lam inar cooling;fl ow calibrati on;contr olled cooling p r ofile 前言 中厚板卷厂控制冷却系统采用的冷却方式为集管层流冷却,产品大纲主要是船板、工程结构钢、锅炉板、熔器板、部分管线X42-X65。近年来,控轧控冷(T MCP工艺)技术广泛应用,开发出不同组织结构的高强钢;但是,由于冷却不均带来的板形问题,对产品的质量产生了一些负面影响。例如:X70级别以上管线、Q550D、Q609D级别以上结构钢等,在高速冷却速率下板形发生瓢曲,70%～80%产品需要下线后进行返矫,有10%的产品返矫也不能满足产品质量要求,只能降级处理,因此板形瓢曲已经成为利用T MCP技术进行高强钢开发的瓶颈。 本文以集管层流冷却方式为背景,根据现场测量数据,分析调节阀开口度与流量曲线特性,并针对冷却过程中引起的板形缺陷进行讨论,通过对冷却水开启方式、水比、冷却速度和矫直工艺等的调整,解决钢板在冷却后瓢曲问题。 1　层流冷却设备 层流冷却系统由水箱、水管、集管、吹扫装置组成(见图1),集管共有32组,其中1～10组为粗调区、11～20组为精调区、2～32组为微调区,每组分上、下两条管路,分别用来冷却钢板的上、下表面。每个集管上安装手动阀、电动流量调节阀和电磁开关阀。电动流量调节阀用于集管流量的控制,电磁开关阀用于集管冷却水的开关。

板形作业

轧辊轴向移动轧机的应用与发展 叶长根 (安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002) 摘要：介绍了轧辊轴向移动轧机如森吉米尔轧机、HC轧机、HCW轧机、HCMW轧UC 轧机、CVC轧机、UPC轧机的发展过程、工作原理、形式特点以及目前在国内的应用情况。 关键词：轧辊轴向移动板形控制厚宽比边部减薄量 1 轧辊轴向移动轧机的起源与发展 为了提高冷轧薄钢带的横向尺寸精度，改善板形质量，早在DE 年代初，美国森吉米尔钢铁公司便研制出具有中间辊移动机构Z 形轧机，即森吉米尔轧机。此类轧机有十二辊、二十辊等形式，中间移动辊一端部带有锥度，通过调整中间辊的轴向移动量来控制板带的横向尺寸精度和板形。由于森吉米尔轧机辊系结构复杂，投资大，主要用于薄带材、超薄带材以及硅钢、特殊钢等高精度带材的生产，因此其推广应用受到了一定的限制。 为了改善普通冷轧薄带的板形质量，减少边部减薄量，研究者们就普通四辊轧机 在轧制规程的修正方面做了大量的工作，主要有改变压下量、改变后张力以及轧辊的液压弯辊。液压弯辊具有控制板形灵活、快速等特点，与其它规程变量不发生干扰，因此比较理想。液压弯辊的基本原理是：通过向工作辊或支撑辊辊颈施加液压弯辊力(如图1)。来瞬时改变轧辊的有效凸度，从而改变承载辊缝、形状和轧后带钢的延伸沿横向的分布。 图1 四辊轧机液压弯辊 由于液压弯辊具有这些优点，因此广泛应用于板形的调整，截止到1969年已有41套液压弯辊装置投产。它既可以安装在中厚板轧机、带钢热连轧机和单机可逆轧机上，也可安装在带钢冷轧机上。但工作辊液压弯辊使工作辊轴承

日本石川岛播磨重工业公司研制出一项改善液压弯辊控制能力的新技术——双轴承座工作辊弯辊装置（DC-WRB）（如图2） 图2 双轴承座工作辊弯辊 开始用于热轧，后来推广应用到冷轧和平整。液压弯辊虽然具有较强的板形控制能力，但仍存在着一定的问题：首先，它是通过弯曲刚度很大的轧辊来实现，最终的弯曲曲线基本上接近于二次曲线，而实际轧辊在轧制过程中由于磨损和受热凸度变化的影响，曲线变得比较复杂，常出现复合浪、局部浪等缺陷，单靠液压弯辊是无法解决的；其次，在板宽范围以外，四辊轧机的工作辊和支撑辊之间有害接触区内的接触压力不仅限制了弯辊效果的发挥，也加大了板带的边部减薄量（如图3）,为了解决这类问题，又出现了双锥度和双阶梯支撑辊（如图4）。 图3 四辊轧机轧辊变形图

中厚板

由于船舶制造，桥梁建筑，石油化工，压力容器到等工业的迅速发展钢板焊接构件，大直径输送管件及型材的广泛应用，特别是海上运输，能源开发与焊接技术的进步，需要大量的宽而长的中厚板，使得中厚板生产日益趋向合金化和大型化，轧机亦日益重型化，高速化和自动化。3M以上的四辊宽厚板轧机已成为生产中厚板的主流设备。 1.1中厚板轧机类型及其布置 中厚板轧机从机架结构来看有二辊可逆式，三辊劳特式，四辊可逆式，万能式和复合式等几种形式；从几架布置来看，我单机架，串列或并列双机架即多几架连续式或半连续式轧机。 1.2中厚板轧机的结构形式 二辊可逆式轧机的辊径一般为8000~1500mm，辊身长度达3000~5500mm，这种轧机的主要优点是轧辊可以变速，可你运转，因此可以采用低速咬入，高速轧制以提高轧机咬入能力和增大压下量来提高产量，并可选择适当的轧制速度以充分发挥电机的潜力，并且由于它具有初扎机的功能，故对原料种类和尺寸的适应性较大，但这种轧机的辊型高度较差，而且不便于通过换辊来补偿辊型的剧烈磨损，故轧制精度不高。一般用作粗轧机或者开坯机 三辊劳特试轧机一般上;下轧辊直径为800~850mm。中辊直径为500~550mm，辊身长度为1800~2800mm，传动功率为1500~3000KW。这种轧机的主要优点是：(1)采用交流感应电动机传动以实现往复轧制而无需大型直流电动机。并可采用飞轮来减小电机容量，使建设投资大大降低（2）可以显著降低轧制压力的能耗，并使钢板易于延伸（3）由于中辊易于更换，因此便于采用不同凸度的中辊来补偿轧辊的磨损，以提高产品精度和延长轧辊使用寿命。但三辊劳特试轧机因中辊是从动辊而降低了其咬入能力，轧机前后升降台等机械设备也比较笨重复杂，而且辊系刚度也不够大。所以由于这种轧机不适于轧制精度要求高或者厚而宽的产品，过去常用于生产4~20mm的中板。现在由于四辊轧机的发展，此种轧机一般不在兴建。但由于其投资少建厂快故在中小型企业中仍在继续使用。 四辊可逆式轧机有直径相等的上下工作辊和上下支撑辊，其直径各在700~1200mm和1100~2400mm范围内，辊身长度为1200~5500mm，轧机大多驱动工作辊，轧机转速0~60~120r/min。这种轧机几种了二辊轧机和三辊劳特式轧机的优点，既降低了轧制力又大大增强了轧机刚性，可将轧机的强度与刚度有效的结合。因此这种轧机适合于轧制各种尺寸规格的中厚板，尤其是适合轧制宽度，精度和板型要求较严的厚板。它是现代应用最为广泛的中厚板轧机，相对而言这种轧机投资大，造价高 万能式轧机是在机前或机后具有一对或者两对立辊的可逆式轧机（二辊或四辊式）万能式轧机的有点是能轧制出起边的钢板，扎出成品不须剪边，故降低了金属消耗，提高了成材率 实践证明:立辊扎边只是在乍见宽厚比（B/H）值小于60~70时应用，例如，热连轧带钢粗扎阶段的轧制情况起作用，而对于宽厚板轧机。则由于扎件宽厚比均大于60~70，立辊扎边时钢板容易产生纵向弯曲，这样不仅起不到扎边的作用，反而是操作复杂，容易造成质量问题，并且立辊与水平辊又难于实现同步运行（即满足金属秒流量相同），要实现同步又必须增加电气控制装置并使操作复杂复合式轧机是一直那个既能轧制中厚板又能扎住板坯，甚至技能用作四辊又能用作二辊的复合式轧机，它适用于产量大而品种多的工厂。但其结构复杂，投

中厚板轧制规程设计课程设计

前言 板钢轧制制度的确定要求充分发挥设备潜力、提高产量、保证制度，并且操作方便、设备安全。合理的轧制规程设计必须满足下列原则和要求：在设备允许的条件下尽量提高产量，充分发挥设备潜力提高产量的途径不外是提高压下量、减少轧制道次、确定合理速度规程、缩短轧制周期、提高作业率、合理选择原料增加坯重等。在保证操作稳定的条件下提高质量，为保证钢板操作的稳定，要求工作辊缝成凸型，而且凸型值愈大操作愈稳定。 压下规程是钢板轧制制度中最基本的核心内容，它直接关系着轧机的产量和产品的质量。轧制制度中得其他内容如温度制度、速度制度都是以压下制度为核心展开的。反过来，温度制度、速度制度也影响到压下速度。

目录 1·制定生产工艺和工艺制度………………………………………………………… 1·1制定生产工艺流程…………………………………………………………… 1·2制定生产工艺制度……………………………………………………………2·压下规程制定…………………………………………………………………… 2·1坯料的选择……………………………………………………………………… 2·2确定轧制方法…………………………………………………………………… 2·3轧制道次的确定，分配各道次压下量………………………………………… 2·4咬入能力的校核…………………………………………………………………3·速度制度确定…………………………………………………………………………4·温度制度确定…………………………………………………………………………5·压下规程表的制定……………………………………………………………………6·各道次变形程度和变形速率的制定………………………………………………… 6.1 变形程度的确定………………………………………………………………… 6.2 变形速率的确定…………………………………………………………………7·轧制压力的制定………………………………………………………………………… 7.1 变形抗力的确定………………………………………………………………… 7.2 平面变形抗力的确定…………………………………………………………… 7.3 计算平均压力p………………………………………………………………… 7.4 轧制压力的确定…………………………………………………………………8·电机输出力矩的制定………………………………………………………… 8.1 传动力矩的计算……………………………………………………… 8.2 附加摩擦力矩的确定………………………………………………… 8.3 空转力矩的计算……………………………………………………… 8.4 动力矩的计算………………………………………………………… 8.5 电机输出力矩的计算………………………………………………… 8.6 电机额定力矩的计算…………………………………………………9·电机的校核………………………………………………………………… 9.1 主电机能力的限制…………………………………………………

中厚板高精度厚度控制的研究与应用分析

科技专论 中厚板高精度厚度控制的研究与应用分析 【摘 要】近些年来我国的轧钢产业迅猛发展，我国也逐步成为世界上钢材生产的大国，对钢材产量和需求量大大提升，并且对生产的钢材质量越来越高。在轧钢的自动化生产中高精度的厚度控制技术成为关注点。本文对中厚板高精度厚度控制技术进行研究与应用分析，对轧钢生产起到不错的效果。 【关键词】中厚板；高精度厚度控制；应用分析 21世纪看一个国家的发展程度，其中钢铁产业在其中发挥着至关重要的作用。也可以说钢铁产业是决定一个国家繁荣的因素之一，所以这样一来对于钢铁产业来说是一个极大地挑战。只有不断提高钢铁生产中的各项技术水平，更好的投入生产，才能提高我国的国际竞争实力。以下是对作为钢铁生产中重要的技术手段之一的厚度控制技术所进行的探究。 一、对中厚板厚度控制的研究目的及意义 中厚型钢板是在国民经济发展中在各个方面所需求的钢铁材料，也是国家工业化过程中重要的钢材品种，只有让其生产水平达到国内甚至是国际的先进水平，才能满足在我国经济建设中对优质、高附加值中厚板的需求。 就目前中厚板加工企业的发展势态来看，在日益激烈的竞争中，对产品结构作进一步优化，提产品的质量和生产率并且降低生产成本已经显得迫不及待。高精度的厚度控制技术是完成这些要掌握和发展的关键技术之一。 本文对中厚板高精度厚度控制技术的相关要点进行探究，开创自主生产线并引进先进技术，有成效的运用到现场生产当中，使得轧制生产更加科学、更具竞争力。这对我国在中厚板加工的效益和先进性具有着非凡的意义。 二、中厚板厚度控制技术的探究 对于中厚板的加工过程中，多数轧机都是以AGC技术为主要调节手段。因为其具有设备要求简单，反应速度快，滞后小等特点，所以在中厚板轧机上得以广泛使用。AGC技术系统涵盖了厚度计算和轧制力预测两部分，其中对于厚度计算等的作用尤为明显。对于此技术手段在高精度厚度控制的处理的主要步骤包括： 1、轧机初始辊缝设定 先不考虑各个补偿的因素在内，中厚板的厚度计算公式： h=s+f（p） 其中h代表钢板厚度，s为空载辊缝，f（p）为轧机弹跳量。其中空载辊缝是无法进行直接测量的（如果进行空压的空载辊缝会对机械造成严重损坏），所以要利用相对值来进行计算，这样也保证了数据的准确性和辊缝的合理性。 2、轧机弹跳量的宽度校正 在轧制过程中，由于压力的变化导致轧件产生变形，这就涉及到轧机弹跳量的问题。随着轧件宽度的不同，其轧制压力也随之变化，所产生的轧机弹跳量也不相同。再将这些因素考虑在内，利用回归方程先计算轧机弹跳量宽度的修正量，最后再对真正的轧机弹跳量进行计算。 3、油膜厚度的填补 支撑辊轴承油膜的厚度和辊缝中润滑油膜的厚度是导致中厚板厚度变化的主要的两个因素。 油膜厚度可以由雷诺兹方程表示h=aδX/(x+b),X=SηN/P。其中a、b、S均为常数；δ为轴承与辊颈之间的直径间隙差；X为萨摩菲尔德变量：η为油粘度；N为轧辊转数；P为轧制力。由此我们可知，油膜厚度同轧制速度和轧制力有关。 在实际测量中，是不存在油膜厚度为0的情况，所以我们也要参照相对油膜厚度的数值来进行计算，这样一来我们就能更好地确定在不同压力、不同转速值下的相对油膜厚度。 Δh=a/{（N/P-N /P ）+B}+C. 4、其他填补 为了提高AGC的性能，对于中厚板高精度厚度的控制技术中，除了上述影响因素外，还有下列几种因素需要进行填补AGC中出现的缺陷。但是下面这些因素变化速度相对较慢，可以通过自行控制对其进行修正。 4.1冲击补偿：在咬钢的瞬间，使得轧制力在辊缝上的冲击力增大，可以采用在咬钢前预先把辊缝降低一定值的措施进行补偿；在咬钢过程结束后，可以把辊缝恢复到设定值的大小。 4.2轧辊热膨胀补偿：由于轧辊膨胀引起的轧辊直径变化，对其动态变化量进行的补偿。 4.3磨损补偿补偿：由于轧辊磨损而引起的轧辊直径变化，对其动态变化量进行的补偿。 4.4轧辊偏心补偿：由于轧辊偏心而引起轧制力的变化，使得厚度计系统不准确。 4.5头尾补偿：由于钢板头尾温度不同，造成钢板头尾厚度变化，为解决此类情况采用的补偿方法。 三、高精度厚度控制技术的应用 加工后的不同厚度的中厚板的钢种包括碳素结构板、低合金板、桥梁板、压力容器板、锅炉板、造船板、建筑结构板。可谓是用途非常广泛。在对高精度厚度控制技术应用时有以下几点因素会对其造成影响。 1.轧辊辊型：在生产前做详尽的计算和规划，明确辊型特点，对在轧辊过程中的条件和因素要进行严格控制，从而为实现高精度的厚度轧制打下良好基础。切记严禁轧低温钢和加热温度不均匀钢。 2.成品道次辊跳值：辊跳值是对高精度厚度控制出现偏差中最要的因素，它直接对其造成影响。所以在操作过程中要严格控制好钢温变化，保证轧制压力波动最小，尽可能的减少由此原因造成的厚度同板差。 3.钢坯的加热质量：钢坯一旦受热温度不均衡就会影响到辊跳值的数值变化，从而间接导致偏差的出现。为避免此情况的出现，我们可以采用双炉加热，严格控制加热温度，并防止冷风吸入炉中，以保证钢坯加热的质量。 4.测厚仪：对于加工后的中厚板厚度数据的测量和收集也是非常重要的。所以我们必须采用高精度的测厚仪完成此环节，确保数据的准确性，用于以后的参考和修正工作。 5.液压AGC系统：AGC技术是对辊缝补偿的一种重要的填补手段，通过控制轧制的压力变化来完成，由此我们必须重视AGC技术的使用，来减少钢板轧制中出现的偏差。 通过对以上因素的分析和纠正，进行严格控制措施，就能实现高精度的厚度控制要求，并使轧钢的成功率大大提升，从而也就降低了再进行回炉加工所带来的额外的经济损失。 四、结论 通过以上探究与分析，我们了解到在钢铁企业迅速发展的今天，只有在技术上不断创新与改善，并且加快新产品的开发，才能使得企业更好的发展。利用现有技术和设备，在加工中厚板的过程中，对厚度精度进行研究并提出更高要求，已成为一个不容忽视的问题。所以我们要改进工艺提高技术操作，来实现高精度厚度控制，从而提高生产的成品率，尽量减小板材厚度差，给我们的企业带来更好的效益，让企业可持续发展。 阳日隆 江阴兴澄特种钢铁有限公司 214400 (>>下转第293页）DOI:10.13751/https://www.wendangku.net/doc/8715787362.html,ki.kjyqy.2012.22.055

中厚板生产中常见缺陷的类型及预防

中厚板生产中常见缺陷的类 型及预防 标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

中厚板生产中常见缺陷的类型及预防 中厚钢板是国民经济发展所依赖的重要材料，广泛用于高层建筑、桥梁、锅炉、容器、石油化工、工程机械、管线及国防建设等各个方面，中厚钢板的品种繁多，使用温度区域较广（-200℃~600℃），使用环境复杂，（耐候性、耐蚀性），使用要求高（强韧性、焊接性）。 目前,我国中厚板生产厚度为4～250mm, 宽度可达4000mm, 最长可达 27m。在品种方面, 已能生产难度比较大的装甲、船身、不锈、高压锅炉容器、桥梁等专用中厚板。但是, 高档次板仍然比较少,专用板只占20%多一点, 大多数厂以生产大路货普碳板为主, 产量占70%～80%。 由于大部分企业炼钢缺少炉外精炼手段, 钢质纯净度差, 钢板夹杂、分层现象有时较为突出, 在轧制生产中, 钢板表面铁皮多, 麻点面积大且深, 修磨量大, 严重影响了钢板品种与质量的发展。另外国产中厚板尺寸偏差、表面质量、力学性能也存在很多问题，只是大多数厂生产以普碳钢为主，钢板质量问题还未完全暴露出来。（中厚板市场） 随着国民经济的发展, 各行各业对中厚板品种、规格、尺寸精度、内外部质量及性能提出了日益增高的要求。所以中厚钢板不仅要有好的机械性能，还要求有优良的表面质量和内部质量。 目前，国内中厚板存在的主要质量问题有： (1) 产品质量不能满足国际标准, 国际标准要求产品表面无缺陷且无修磨痕迹, 厚度公差带较国内标准减少50%, 不平度长度测量单位增加一倍, 产品全部双定尺交货。 国内中厚板双定尺率只有65%左右。 (2) 产品品种单一, 不能满足国内和国际市场需求, 有订单不能接受。 大部分企业只生产普碳和低合金钢中的A、B级钢，C、D级不能保证性能。 (3) 钢板外观质量差，如断面有兰边, 锯齿、撕裂、错牙等缺陷，表面有划伤、铁皮、油污、麻点等缺陷，厚度偏差大、宽度大小头差大、对角线差值大等非矩形缺陷。 一般： 先进： 一般：15 5 先进：10 一般：40 10 先进：20

高层住宅中楼板厚度控制方法浅析

高层住宅中楼板厚度控制方法浅析 发表时间：2018-02-05T10:14:02.823Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第26期作者：尹传凯 [导读] 某项目位于湖北省武汉市江岸区罗家嘴路跃进村，占地面积11万方。 中建二局第三建筑工程有限公司湖北省武汉市 430000 摘要：随着建设工程行业的发展，工程质量有了很大的提高。人民群众对居住环境的要求也早已不同于以往，建设工程的质量和安全成了人民群众最关心的问题。楼板作为竖向空间的分隔构件，在结构安全和使用功能上都体现着极其重要的作用，楼板厚度是楼板施工质量控制中的重点。本文以某高程住宅项目为例，介绍几种混凝土楼板厚度控制方法，简析其各自的优缺点，并进行优化，达到控制混凝土楼板厚度施工质量的目的。 关键词：住宅建筑；楼板厚度；插钎法；50控制线法；混凝土预制块 引言 随着建设工程行业的发展，我国建设工程中施工材料和机具逐渐多样化，施工方法和施工工艺也日趋成熟，工程质量有很大的提高。如今，人民群众的生活水平逐渐提高，人们对居住环境的要求也早已不同于以往，建筑工程质量和安全成为了人民群众最关心的问题。 楼板作为竖向空间的分隔构件，在结构安全和使用功能上都体现着极其重要的作用，楼板的施工质量如何直接影响着结构的受力性能和住户的使用，而楼板厚度更是楼板施工质量控制中的重点。 本文将以某高层住宅项目为例，介绍几种混凝土楼板厚度控制的方法，结合现场实际应用中发现的问题，简析其中的优缺点，并进行优化，达到控制混凝土楼板厚度施工质量的目的。 1.工程简介 1.1工程概况 某项目位于湖北省武汉市江岸区罗家嘴路跃进村，占地面积11万方。本工程共建设6栋高层、超高层住宅，其中3栋楼高17-18F、3栋楼高34-48F，均为剪力墙结构。本工程住宅建筑楼板厚度设计值均为100mm、110mm。120mm，局部板厚160mm，楼板厚度尺寸类型较少，且无斜板。 经项目部前期施工组织确定，本工程模板支撑体系分为两种，17-18F高层住宅采用木胶合板+钢管扣件支撑体系，34-48F高层、超高层住宅采用铝合金模板配套快拆支撑体系。楼梯楼板均采用定型化钢楼梯模板或全封闭式铝合金模板，不在本文研究范围之内。 1.2项目特点 本项目建设单位质量要求较高，尤其是实测实量部分。建设单位委托第三方每季度进行第三方测评，在土建施工阶段第三方测评中，实测实量检查项得分占较大比重。 本工程17-18F高层住宅采用木胶合板+钢管扣件支撑体系，34-48F高层、超高层住宅采用铝合金模板配套快拆支撑体系。楼板下部采用模板支撑，上部为敞开式，无模板封闭，需人为控制楼板混凝土厚度。 1.3楼板厚度控制 设计及规范要求混凝土楼板厚度偏差应在[-5，8]mm范围内，楼板过厚或过薄都将影响结构的受力性能和使用效果。楼板厚度控制一直是建设工程项目中一大难题，本工程楼板厚度实测实量方法采用第三方测评提供的测量法，同一跨板作为一个实测区，所有板跨均进行实测。每个实测区取一个检测点，检测点位于短边中心线和长边1/3位置的交点。检测点位置如下图所示。

年产150万吨中厚板车间工艺设计

.................大学 本科生毕业设计开题报告 题目：年产150万吨中厚板车间工艺设计 学院：冶金与能源学院 专业：材料成型及控制工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2015年11 月15 日 一．选题背景 1.1题目来源 冶金行业经过了近８年的高速发展，行业的钢材产能已经达到近６亿吨／年。已有和在建的中厚板生产线近７０条，中厚板生产能力达到接近７０００万吨／年。但是国际金融危机的影响和国内经济周期的调整，钢铁产品市场成了典型的买方市场。冶金企业如何在这一轮经济调整中，实现技术和产品的转型成了决定企业生存的关键。各中厚板生产厂纷纷根据自身的技术装备特点、技术研发能力、市场客户需求确定自己的产品战略定位。综合实力强的企业，全力体现出产品的差异化战略，坚持不懈地开发生产其他企业无法生产或难于生产的市场短线、高档产品。高档次产品开发离不开性能控制技术，性能控制的新技术不仅提高钢板的性能，还可以带来生产成本的降低。 1.2项目概述： 经过对国内外中厚板市场现状的分析以及前景预测，综合对当地各种物料供应、能源等其它资源的分析，我们选择区域与资源优势居一体的唐山曹妃甸地区作为建厂厂址，设计一座年产量150万吨4300热轧中厚板车间，并且能够生产规格齐全、性能优良，能满足市场需求的产品。 1.3中厚板简介 中厚钢板：厚度大于4mm的钢板属于中厚钢板。其中，厚度4.0-20.0mm的钢板称为中厚板，厚度20.0-60.0mm的称为厚板，厚度超过60.0mm的为特厚板。 中厚板的用途： 中厚板主要用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁等行业，并且随着国民经济建设其需求量非常之大，范围也十分广。 （1）造船钢板：用于制造海洋及内河船舶船体。要求强度高、塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能、耐蚀性能都好。 （2）桥梁用钢板用于大型铁路桥梁。要求承受动载荷、冲击、震动、耐蚀等。 （3）锅炉钢板：用于制造各种锅炉及重要附件，由于锅炉钢板处于中温（350℃以下）高压状态下工作，除承受较高压力外，还受到冲击，疲劳载荷及水和气腐蚀，要求保证一定强度，还要有良好的焊接及冷弯性能。 （4）压力容器用钢板：主要用于制造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器或其

中厚板生产压下规程课程设计-轧制规程设计

《塑性成型工艺（轧制）》课程设计说明书 课题名称15×2100×9000mm轧制规程设计指导教师 专业小组 小组成员 2013年06月15日

《塑性成型工艺（轧制）》课程设计任务书 10级材料成型与控制工程专业 设计小组：第12小组成员： 设计课题：中厚板轧制规程设计指导教师：张金标 设计小组学生学号产品牌号产品规格/mm 1Q23510×2000×9000 24510×1900×10000 312CrNi3A12×1800×10000 44Cr1313×1700×9000 5Q23512×2100×12000 6458×1800×13000 712CrNi3A14×2000×9000 84Cr1312×2000×8000 9Q2359×2050×12000 104510×2300×12000 1112CrNi3A13×1900×12000 124Cr1315×2100×9000 二、设计条件 机组：双机架串列式可逆机组(二辊可逆轧机粗轧，四辊可逆轧机精轧)。 主电机：二辊轧机主电机型号ZD250/120，额定功率25002kw，转速0~40~80rpm，过载系数2.25，最大允许传递扭矩1.22MN.m；四辊轧机主电机型号ZD250/83，额定功率20502kw，转速0~60~120rpm，过载系数2.5，最大允许传递扭矩0.832MN.m。 三、设计内容 制定生产工艺及工艺制度；确定轧制方法；确定轧制道次，分配道次压下量；设计变形工具；计算力能参数；校核轧辊强度及主电机负荷；绘制轧辊零件图、轧制表。 四、设计时间 设计时间从2013年06月03日至2013年06月14日，为期两周。 五、设计要求 每个设计小组提供6个以上设计方案，1成员完成1个设计方案的全部设计工作；组内分析、评价各个方案的设计结果，以最佳方案作为本组设计方案；小组提交最佳方案的设计说明书1份，组员提交个人的设计小结（简述方案、设计思路、计算过程和结果评价）。 材料成型教研室