Q235薄带钢振动铸轧实验及其组织演变规律研究

发布时间：2020-05-16 13:35

【摘要】：双辊薄带铸轧技术因为其流程短、效率高、污染小、节约能源等诸多优点,被誉为21世纪冶金行业革命性的前沿技术,目前已被广泛用于铝合金等有色金属板材的生产,然而由于钢熔点高、导热快、测温难、钢液流动难于控制,薄带钢铸轧仍存在断带、组织质量缺陷等问题。为解决现阶段薄带钢铸轧生产的实际问题,推动其工业化、产业化发展,本团队首创提出了微幅振动铸轧理论,利用振动细晶原理自主设计研发了Φ500×350双辊薄带微振幅铸轧机,基于该实验平台进行了Q235薄带钢振动铸轧实验,并对铸轧薄带钢轧制区组织演变规律进行了研究,主要研究结果如下:(1)通过多次振动铸轧实验,确定了相对合理的浇铸温度、铸轧辊辊速与振频振幅、中间包以及侧封板的加热温度等铸轧工艺参数,成功试制出连续的薄带钢,并对铸轧薄带进行宏、微观组织分析和力学性能测试,发现振动铸轧可以细化薄带组织晶粒,并且提高薄带的抗拉强度和屈服强度。(2)针对实验中出现的侧封板和中间包加热温度不高、侧封板边部冷钢、实验操作平台混乱以及薄带坯温度高易堆叠等问题,对实验设备进行改进,中间包内嵌硅碳棒、侧封板内置热阻丝进行在线加热,采用两孔分液式水口进行熔池区布流,并设计了新型实验操作平台以及卷取机。(3)利用生死单元法建立振动铸轧热力耦合模型,通过UGRAIN子接口进行二次开发,模拟了不同振幅振频下带坯轧制区的动态再结晶过程,发现提高振幅振频可以增大带坯塑性应变,细化带坯组织晶粒以及降低轧制力。
【图文】：

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图 1-1 双辊薄带铸轧工艺流程图1.2 国内外薄带铸轧技术发展历程及研究现状1.2.1 国外薄带铸轧技术发展历程1846 年在英国钢铁协会会议上，贝塞麦(Herry Bessemer)首次提出了双辊薄带铸轧的概念，其铸轧原理如图 1-2 所示，将金属熔液从相对旋转的轧辊上方浇入，旋转的轧辊内部通有冷却循环水，高温状态的金属液接触到轧辊迅速冷却，伴随轧辊的转动轧制作用，金属进一步被加工成形，实现了铸轧一体，随后，在 1865 年，贝塞麦发表了钢和铁的带钢铸造专利，其铸轧机专利图如图 1-3 所示。由于当时的工艺条件有限，至此之后近 100 年，这项技术一直没有得到广泛的关注，1930 年德国的荣汉斯(Junghans)等人首次进行了立式薄带连续铸轧并成功获得铸坯[6]。1935 年美国成功完成了有色金属的双辊薄带铸轧，取得了工业性生产的成就。1951 年，美国亨特一道格拉斯(Hunter-Dougllas)公司在前人的基础上，改造设计了下注式铸轧机，成功

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图 1-2 双辊薄带铸轧原理图图 1-3 贝塞麦获得的铸轧机专利虽然有色金属的双辊薄带铸轧技术已经取得了显著成就，然而金属钢熔点高、导热快、测温难、钢液流动难于控制，实验所得到的的薄带存在断带、组织质量缺陷等等问题，钢铁铸轧技术在很长一段时间内都处于停滞状态[8,9]。19 世纪 80 年代之后，能源逐渐减少，同时污染问题也日益严重，节能减排的呼声越来越高，钢的薄带铸轧技术又开始被一些发达国家重视起来[10]，并且不断投资进行薄带铸轧技术的实验研究，此后，钢的薄带铸轧技术短期内发生了质的飞跃，随后国际上掀起了薄带铸轧技术研究的热潮[11-13]。1.2.2 国外薄带铸轧技术研究现状虽然薄带铸轧技术已经提出 100 多年，但薄带铸轧技术并未得到快速发展，主要是由于薄带铸轧工艺过程复杂难于控制，轧辊套、侧封板和布流器的材质都无法达到要求，检测以及控制手段的精度差。直至 20 世纪末出现能源危机与环境污染，，
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG335.9;TG142.1

【参考文献】