2020年, 第37卷, 第1期　刊出日期：2020-02-28

  

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  新一代热轧板带材表面氧化铁皮控制技术的现状与进展

  刘振宇，李志峰

  轧钢. 2020, 37(1): 1-6.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190257

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  热轧板带材作为海洋、交通、能源等行业的支柱性原材料，力学性能与尺寸精度一直是衡量其质量的最重要指标。然而随着相关行业的转型升级，对其表面质量也提出了严苛的要求，导致大量钢材产品由于表面不过关被降级或判废。由于钢材的氧化在热轧过程中贯穿始终，并受到合金元素及诸多工艺参数的交互影响，很难实现结构、厚度、均匀性的精准控制。尽管前期围绕着“黑皮钢”，已经开发出了一些氧化铁皮的控制方法，但仅局限于强度较低、厚度较薄的汽车结构钢。为此，东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室开发了新一代热轧板带材表面氧化铁皮控制技术，其研发与应用全面提升了我国热轧钢材产品的表面质量。目前，所生产的系列高表面质量产品已达到了国外企业对钢材表面质量的苛刻要求，成功助力我国钢铁行业产品结构的转型升级。
  
研究与开发
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  基于DNN的中厚板组织性能逆向优化系统及应用

  张田,张庆超,田勇，王昭东,王国栋

  轧钢. 2020, 37(1): 7-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190001

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  产品性能是热轧钢材生产的重要指标。生产工艺参数的调整和新产品的研发都需要较长的调试周期，容易造成产品性能的不稳定、研发成本过高等问题。为解决上述问题，进一步优化工艺，缩短研发周期，基于深度神经网络和规则期望算法，建立了中厚板组织性能逆向优化模型，对神经网络框架进行了选型以及超参数调参。基于某钢厂中厚板生产线在线生产数据，使用深度神经网络模型对最终产品性能进行了测试及应用，预测值与实测值的吻合度较高。
  
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  Nb-Ti连铸坯热芯大压下轧制动态再结晶行为研究

  宫美娜，李海军，王斌，王昭东

  轧钢. 2020, 37(1): 12-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190003

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  采用热模拟单道次压缩实验，研究了Nb-Ti连铸坯热芯大压下轧制中动态再结晶行为及奥氏体晶粒转变规律。结果表明，变形温度越高，应变速率越低，发生动态再结晶的临界应变值越小，动态再结晶越充分。在变形温度1 350 ℃，继续增加应变至0.8和增加应变速率至10 s^-1，奥氏体晶粒尺寸并未得到进一步细化，反而较应变0.5和应变速率5 s^-1下的奥氏体晶粒更加粗大。这是因为高温粘塑性区的金属晶间粘性流动增加，位错增殖速度增大，在动态再结晶过程中会重新形成新的无畸变再结晶晶粒，这些新的无畸变晶粒的亚动态再结晶动力学极快，在较大驱动力下使奥氏体晶界快速迁移，从而使奥氏体发生一定程度的粗化。
  
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  Q420qNHE耐候钢板的研发

  刘庆波，许少普，陈熙，袁永旗，全微波

  轧钢. 2020, 37(1): 18-23.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180232

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  通过对Q420qNHE耐候钢化学成分设计，确定合理的加热温度，以及对轧制工艺优化（采用非再结晶区控制轧制+细化晶粒控制轧制），获得了低碳贝氏体组织，有效地提高了钢板的综合力学性能和耐腐蚀性能，保证了80 mm厚及以下规格耐大气腐蚀用钢板Q420qNHE的各项性能均满足技术要求。
  
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  风电偏航导向板42CrMo调质钢的研发

  王英杰，唐郑磊，杨阳，许少普,李忠波,朱先兴

  轧钢. 2020, 37(1): 24-29.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190012

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  针对42CrMo钢板淬火开裂的问题，分析认为其原因是连铸坯中心偏析严重并伴随有夹杂物所致。通过优化化学成分设计、采用洁净钢冶炼、连铸过程投入电磁搅拌等措施，使42CrMo钢铸坯低倍质量达到C类0.5级；通过辊压式热处理线进行热处理，保证了风电用偏航导向板42CrMo整板调质交货，整板性能满足“GB/T 3077”标准中试样调质热处理试验性能要求，达到客户技术要求。
  
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  连续热处理过程中张力对超窄2Cr13带钢耐蚀性能的影响

  朱晨,金莹，刘小英，张娟荣，袁亚，刘雯

  轧钢. 2020, 37(1): 30-32.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180202

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  通过对连续热处理过程中受到不同张力的超窄2Cr13带钢进行盐雾实验以及金相组织观察，探讨了超窄2Cr13带钢生产过程中张力对其耐腐蚀性能的影响。结果表明，当带钢所加载的张力不超过98 N（宽度减小率不超过1.8%）时，试样的耐腐蚀性能不会产生变化；当带钢所加载的张力大于98 N（宽度减小率超过1.8%）时，试样的耐腐蚀性能随着张力的增大而变差。
  
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  抗H2S腐蚀X70MS管线钢的开发

  陈明昕， 杨晓江， 孟庆勇

  轧钢. 2020, 37(1): 33-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190228

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  针对X70MS管线用钢板开发过程中钢板芯部落锤性能不良的问题，采用了不添加Mo、低碳的化学成分设计，且冶炼过程严格控制S、P含量；对轧制工艺进行了优化，采用粗轧3道次（递增的压下率）和精轧前3道次（递减的压下率）单道次压下率大于18%的轧制工艺，以及开冷温度控制为750~760 ℃，钢板出超快冷返红温度控制为490~520 ℃的措施，保证钢板芯部获得了细小针状铁素体组织，显著改善了钢板芯部落锤性能。此外，对钢板抗HIC和抗SSCC性能进行了评价，结果表明X70MS管线钢具有良好的抗HIC和SSCC性能。
  
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  冷轧模拟器气泡现象机理分析及攻关措施

  昝现亮，李飞，王凤琴，尹娜

  轧钢. 2020, 37(1): 38-41.

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  冷轧模拟器是模拟轧机轧制带钢的试验设备。针对其张力液压缸存在抖动现象，同时液压油缸存在大量气泡，不能满足轧制要求的问题，对其原因进行了分析。结果表明，液压系统单液压缸匹配双伺服阀的特殊设计，当伺服阀左位工作时，压力比远大于3.5的气穴临界值，造成大量气泡产生；而对液压油体积弹性模量的机理研究表明，气体的存在降低了液压油体积弹性模量，极易造成系统不稳定。通过对液压油箱结构优化，引导液压油“S型”流动，使气体充分释放，张力液压缸抖动现象明显改善，满足了冷轧模拟轧制要求。
  
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  以控制打滑为目标的取向硅钢可逆轧制工艺优化

  贾志伟，李元华，张海利，王项龙

  轧钢. 2020, 37(1): 42-44.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190004

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  在引入打滑因子的基础上，以控制打滑为目标，提出了基于非线性规划法的取向硅钢可逆轧制工艺优化方法。在综合考虑取向硅钢冷轧工艺参数设定原则的前提下，对可行域内目标函数进行寻优，确定最优轧制规程。优化结果表明，采用非线性规划法优化的轧制规程符合取向硅钢冷轧生产设备及工艺要求，能够较好地反映冷轧工艺参数对轧制过程中打滑现象的影响，为实际生产中打滑现象的防治提供了依据。
  
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  钒微合金钢的高温力学性能分析

  王培文，赵新华，杜传治，宋玉卿，付常伟，崔振

  轧钢. 2020, 37(1): 45-48.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190019

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  针对V微合金化高强异型钢在轧制过程中易出现翼缘裂边的情况，采用Gleeble 3800热模拟试验机对V质量分数为0.060%～0.080%的连铸坯试样在应变速率为1×10^-3 s^-1的试验条件下进行了700~950 ℃高温拉伸试验。通过对高温拉伸试样断口形貌、断面收缩率、抗拉强度及应力-应变曲线等的分析，得出试验钢的第III脆性温度区为750~875 ℃，不同变形温度下应力-应变曲线均表现为动态回复，并且随着变形温度的升高，曲线向下向左移动，最大应力对应的应变逐渐降低。因此，连铸生产时应优化配水模型，连铸坯入矫直机温度为900～950 ℃，以保证铸坯良好的表面质量。
  
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  小规格高强度热轧H型钢孔型优化

  汪杰，夏勐，程鼎，吴保桥，邢军，吴湄庄

  轧钢. 2020, 37(1): 49-52.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180233

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  为解决H210 mm×134 mm×6 mm×10 mm规格A572(Gr65)高强度热轧H型钢翼缘端部“龟裂”问题，借助有限元模拟软件，对其成因进行了分析。结果表明，A572(Gr65)钢高温塑性较差，当其粗轧段压下量较大且轧槽深度较浅时，粗轧中间坯腿长不足，后续道次长腿困难，导致第6、第11、第14道次孔型未充满，轧件腿端未被加工，从而出现翼缘端部“龟裂”缺陷。为此，对孔型系统进行了优化，成品翼缘端部“龟裂”缺陷得以消除。
  
设计与改造
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  薄宽带钢平整机支撑辊辊型设计

  马兵智，齐春雨，娄德诚，张煜东

  轧钢. 2020, 37(1): 53-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180229

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  针对单机架四辊光整机生产薄宽镀锌板过程中的边浪、复合浪问题，进行了现场试验和理论研究。以二维变厚度有限元程序为辊型设计的工作平台，建立了四辊光整机辊系弹性变形有限元模型，提出了变接触支撑辊（VCL辊型）技术，并与不同工作辊辊型配套使用进行仿真计算。结果表明，VCL支撑辊辊型可以增加光整机板形控制能力，消除边浪并改善支撑辊轴向不均匀的磨损状态。
  
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  柳钢冷轧罩式退火炉技术改造

  徐建辉

  轧钢. 2020, 37(1): 59-60.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180224

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  针对柳钢冷轧厂酸轧和精整能力大于退火能力的问题，对其进行了新增罩式退火炉的技术改造。介绍了改造后的工艺布置及主要设备技术参数和特点。改造后，在正常生产条件下日产量达到930 t以上，退火产品表面质量及力学性能均达到设计要求。
  
综述
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  热轧双相钢生产现状、存在问题及发展趋势浅析

  周晓光，田壵，郝紫勋，刘任庚，黄顾欣

  轧钢. 2020, 37(1): 61-65.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190047

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  介绍了国内外热轧双相钢的发展现状；对热轧双相钢的成分体系和关键生产工艺进行了总结，指出了目前热轧双相钢在生产过程中存在的问题；提出了未来热轧双相钢的主要发展方向为低成本、高强度、低负荷、高表面质量和“以热代冷”。
  
轧钢自动化
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  热轧带钢无头轧制动态变规格控制技术

  杨文峰，董占奎，张杰

  轧钢. 2020, 37(1): 66-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190039

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  介绍了首钢京唐钢铁联合有限责任公司MCCR无头轧制生产线的工艺布置和技术特点，以及FGC控制原理。着重分析了无头轧制动态变规格FGC技术的控制过程、过程控制系统的设定，以及通过基础自动化的实现。FGC模拟控制结果表明，各机架辊缝设定和控制变化平稳，轧制力分布合理，过渡区满足设计要求。
  
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  立式退火炉张力设定模型及应用

  任伟超，高梦路，王道金，马晓宁，祖艳萍，李靖

  轧钢. 2020, 37(1): 71-75.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190030

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  带钢在立式退火炉内发生瓢曲、跑偏的临界张力与炉辊凸度、带钢规格都存在一定关系，但缺乏合理的定量分析方法，难以科学制定不同规格、不同钢种带钢的炉内单位张力。通过引入瓢曲风险因子BRI，可以定量地分析炉内板带瓢曲风险，从而确定冷硬板带炉内张力设定上限，即板带发生热瓢曲的临界张力σC，为连退炉加热段和冷却段的张力控制提供依据。采用该方法对连退炉加热、冷却区的张力进行了优化，应用结果表明，优化后的张力值与实测值更加吻合。
  
轧钢机械
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  大规格圆棒用滚动导卫开度调节系统的改进

  李刚，杜龑，单文瑞，李雄

  轧钢. 2020, 37(1): 76-78.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190028

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  针对大规格圆棒生产用滚动导卫在轧制过程中导辊开度不能保持在设定值，影响产品质量及生产顺行的问题，通过对该类型导卫开度调节装置的工作原理及结构分析，明确了结构设计及选用材质与使用工况不匹配是问题产生的主要原因。为此，对调节装置进行了设计优化，改进后的导卫在线时间显著提高。
  
革新与交流
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  优钢冷轧起皮机理研究

  华维，刘丹

  轧钢. 2020, 37(1): 79-84.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180228

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  针对优钢冷轧后表面起皮现象，通过对起皮样品的检测分析，发现起皮处有大量铁和还原铁，这是造成冷轧起皮的直接起因；通过一系列试验，确认了铸坯在加热炉内因相变形成了微裂纹，这是造成冷轧起皮的根本原因。基于现场工况条件与设备实际情况，优化了生产组织模式，根据钢种和用途优化了中包温度、连铸拉速和铸坯入炉温度，有效杜绝了铸坯微裂纹的出现，遏制了铸坯内部氧化，优钢冷轧表面起皮得到显著改善。
  
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  取向硅钢卷取塔形影响因素分析与改进措施

  王彦龙， 张志杰， 胡晓周， 张立强， 苗贺武

  轧钢. 2020, 37(1): 85-87.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180227

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  取向硅钢的卷取质量直接影响到钢卷在后工序流转过程中成材率等重要指标，针对某取向硅钢机组卷取塔形缺陷，分析了卷取塔形缺陷产生的主要影响因素，通过优化氧化镁涂层及干燥工艺，改善了带钢表面氧化镁状态及厚度均匀性，通过优化卷取张力参数、保证套筒尺寸精度及提高带头卷取质量等措施，保证了钢卷层与层之间的间隙，避免了层与层之间的错动，消除了卷取塔形缺陷，提高了带钢的卷取质量，使取向硅钢冷轧工序成材率进一步提高。
  
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  GH2747高温合金无缝管的试制

  李宏，高佩，涂玉先，王洲航

  轧钢. 2020, 37(1): 88-90.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190008

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  采用真空感应和电渣重熔工艺成功冶炼GH2747合金管坯，经过热穿孔、两道次冷轧及固溶热处理研发出规格为25 mm×3 mm的无缝管，并对其进行了无损检验、水压试验、表面检验、尺寸检测、化学成分分析、组织及性能检验。结果表明，GH2747高温合金无缝管工艺可靠，表面质量及尺寸精度良好；其化学成分满足GB/T 14992-2005的规定，各元素含量适中；无缝管基体为奥氏体等轴晶粒，平均晶粒度约为5.5级；无缝管的拉伸性能及维氏硬度、工艺性能及耐晶间腐蚀性能良好。研发出的GH2747高温合金无缝管的各项性能均满足其使用要求。
  
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  矿用36U型钢产品质量稳定性控制

  沈千成，金国法，孙晓明

  轧钢. 2020, 37(1): 91-93.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180231

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  针对马钢小H型钢线生产矿用36U型钢时产生尺寸超差、扭转、凸台和拉丝等缺陷问题，分析其主要原因是孔型设计不合理。通过对孔型系统、导卫安装、轧制规程进行优化，实现了矿用36U型钢的稳定生产，提高了生产效率。
  
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  冷镦钢线材表面微折叠缺陷原因分析及改进措施

  郗雄涛，王志义，王红军

  轧钢. 2020, 37(1): 94-97.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180212

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  冷锻钢最常见的质量问题为加工开裂，而导致加工开裂的常见原因为轧制折叠缺陷。对冷镦钢线材在轧制过程中出现的50 μm深微折叠缺陷的产生原因进行了分析，主要是轧制制度不合理、减定径孔型过充满、轧机孔型不对中、轧件存在轻微划伤缺陷而造成的。为此，对轧制压下量、孔型设计、轧制工艺备件进行了改进，杜绝了微裂纹缺陷的产生及冷镦开裂质量异议。
  
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  60Si2MnA盘条控轧控冷工艺的优化

  王鲁义，马志军，顾腾飞

  轧钢. 2020, 37(1): 98-100.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20180225

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  针对弹簧钢盘条加工过程中出现断裂的问题，对盘条组织性能进行了分析，发现盘条表面存在脱碳层和马氏体组织是盘条冷弯断裂的根本原因。通过对盘条化学成分及控轧控冷工艺的优化控制，亦即采用低的加热温度、低的开轧温度、低的吐丝温度以及先快后慢的控冷方式，消除了盘条表面的异常组织，解决了弹簧断裂问题。