厚規(guī)格鋼板差溫軋制變形均勻性的研究.pdf

1、國家海洋、交通運(yùn)輸、能源和重大裝備等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芎褚?guī)格鋼板需的需求越來越大。厚規(guī)格鋼板常規(guī)熱軋存在的問題是厚度方向上的變形是不均勻的，心部的壓縮比很小。變形不能滲透使板坯中心部缺陷無法焊合。異步軋制可以提高軋制變形的滲透性，但是會(huì)導(dǎo)致板坯翹曲。差溫軋制工藝是在軋制過程中邊快冷，邊軋制，冷卻來不及深入到板坯內(nèi)部，在板坯厚度方向上形成上下表層低溫，中心層仍維持高溫的溫度分布狀態(tài)。這樣在軋制時(shí)，表面的低溫硬化層會(huì)促使變形深入到板坯心部，有利于

2、消除厚規(guī)格鋼板心部缺陷，改善厚度方向變形均勻性。
　　本文借助ANSYS/LS-DYNA有限元軟件對(duì)厚規(guī)格鋼板差溫軋制變形均勻性以及通過差溫軋制控制異步軋制頭部的翹曲進(jìn)行研究。為差溫軋制工藝制度的制定和改善提供了數(shù)值分析上的理論依據(jù)。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果有:
　　(1)在實(shí)驗(yàn)室條件下，在Φ450熱軋機(jī)上完成了等溫和差溫對(duì)比疊軋物理實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:差溫軋制比等溫軋制具有更大心部壓縮變形。
　　(2)基于ANSYS有

3、限元模擬，分析了不同工藝條件下（換熱系數(shù)、鋼板厚度、冷卻時(shí)間、初始溫度）鋼板冷卻過程溫度場(chǎng)分布規(guī)律，為實(shí)現(xiàn)不同溫度梯度下的差溫軋制作準(zhǔn)備。結(jié)果表明:在換熱系數(shù)2000～4000W/(m·k2)，冷卻時(shí)間15s內(nèi)，厚規(guī)格鋼板的溫降主要集中在1/5層以內(nèi)，平均冷卻速度達(dá)到5～20℃/s。中心和表面溫度差可達(dá)到490.6℃。厚度越大冷卻時(shí)間越短以及初始溫度和冷卻強(qiáng)度越高，獲得厚度方向的溫度梯度也越大。
　　(3)建立了ANSYS差溫軋制

4、有限元模型，模擬得到不同工藝參數(shù)（壓下率、來料厚度、軋輥直徑、軋制速度、摩擦系數(shù)、換熱系數(shù)、冷卻時(shí)間）對(duì)差溫軋制變形均勻的影響。結(jié)果表明:在不同水冷條件卻下，差溫軋制可以增大厚規(guī)格鋼板的中心壓縮變形和改善厚度方向上的變形均勻性。合理的差溫軋制耦合工藝是:厚規(guī)格鋼板先經(jīng)換熱系數(shù)為3000～4000W/(m·k2)，5～10s的冷卻后，再在熱軋初軋的前幾道次給予40％左右大壓下。
　　(4)建立了ANSYS差溫-異步軋制的有限元模型。