轧钢

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于洋, 王畅, 王林, 张亮亮, 高小丽, 颜晨曦

轧钢. 2021, 38(5): 1-11.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210501

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精选了近几十年来日本等国家的学者关于钢铁材料氧化方面的部分研究进展,对相关研究的方法、内容、技术思路进行了整理,编撰成文以飨读者。侧重介绍了热轧过程中板带的氧化与缺陷控制,从板带氧化的基本性质入手,剖析了热轧过程麻点缺陷的成因与控制机理。同时,结合作者自己的研究经验与理解,对缺陷的成因也提出了不同视角的见解,供读者参考。

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不同回火温度下Nb、Ti对785 MPa级特厚齿条钢板组织性能的影响

王庆海, 叶其斌, 田勇, 阚立烨, 王文博, 王昭东

轧钢. 2021, 38(5): 12-17.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210502

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针对特厚齿条用钢板的开发,通过微合金化设计、控制轧制、调质热处理等工艺,制备了两种不同成分的785 MPa级别高强韧特厚齿条钢,研究了不同回火温度下Nb、Ti对钢板微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢板屈服强度、抗拉强度、硬度逐渐降低。NbTi钢板回火脆性区间为300~500 ℃,3Ni钢板回火脆性区间为200~550 ℃。Nb、Ti微合金化可显著细化奥氏体晶粒,增加了大角度晶界的比例和密度,从而提高了钢板的强度和冲击韧性。NbTi钢板在650 ℃回火时获得最优强韧性匹配,其屈服强度和-60 ℃冲击功分别为805 MPa和200 J;3Ni钢板在600 ℃回火时获得最优强韧性匹配,其屈服强度和-60 ℃冲击功分别为881 MPa和140 J。

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轧制工艺对薄带铸轧无取向硅钢组织性能的影响

焦海涛, 蔺晓雪, 谢信祥, 刘德佳, 唐延川, 赵龙志

轧钢. 2021, 38(5): 18-22.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210503

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利用光学显微镜、XRD、EBSD等研究了轧制工艺对薄带铸轧无取向硅钢组织、织构和磁性能的影响。研究表明,随热轧压下率增大,冷轧组织变形储能及剪切带的比例逐渐降低,冷轧板中α织构减弱,γ织构增强。退火板晶粒尺寸随热轧压下率增大而增加。热轧压下率为17%及40%时,退火织构以强的Goss织构及相对弱的{100}织构为主,热轧压下率达到55%后,退火织构为强的{115}<110>和{114}<371>织构,Goss织构和{100}组分明显减弱。随热轧压下率增大,退火板磁感值先升高后降低,铁损值先减小后增加。热轧压下率为40%时,退火板综合磁性能最优。

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不同混合气氛下9Ni钢的高温氧化行为研究

李成刚, 贾泽伟, 单文超, 潘帅, 曹光明

轧钢. 2021, 38(5): 23-31.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210504

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对9Ni钢在不同氧分压及不同湿度条件下的高温氧化行为进行了研究。结果表明,9Ni钢的氧化行为会随着氧分压降低而受到阻碍,在低氧分压条件下没有Ni富集层产生,氧化进程受供氧量严重制约。而在不同湿度条件下,随着相对湿度的增大,氧化增重、氧化速率常数均增大;总氧化层厚度、Ni富集层厚度均增大,且增厚趋势趋于一致。潮湿环境下铁氧化层形成的大量裂纹、孔洞等缺陷,有利于气相物质的扩散,起到加速氧化的作用。

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耐火耐候抗震高层建筑用Q460GJNHFREZ35特厚板的研制

唐郑磊, 郭然, 许少普, 罗洪涛, 李忠波, 袁继恒

轧钢. 2021, 38(5): 32-37.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210505

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针对我国亟需开发耐火耐候抗震高层建筑用钢板的现状,南阳汉冶特钢公司对Q460GJNHFREZ35特厚板化学成分进行了设计,满足了碳当量、焊接裂纹敏感性指数、耐候系数等条件的要求;通过水冷铜板结晶器锭模浇铸、采用0.25～0.60变形系数的“高温、低速、大压下”工艺及差温轧制工艺,保证了100～300 mm特厚板心部组织的致密性并为获得良好的低温冲击韧性提供了条件;轧后采用淬火+亚温淬火+回火的热处理工艺,获得了以贝氏体+铁素体为主的均匀组织,实现了软硬相的结合,满足了高强度和高韧性、屈强比不大于0.83,以及600 ℃保持 1~3 h 后强度不低于室温强度2/3的耐火性能要求。

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焊接工艺对压路机振轮用NM360钢板焊接接头组织性能的影响

姚宙, 刘红艳, 邓想涛, 于光远, 成旭东

轧钢. 2021, 38(5): 38-41.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210506

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针对目前压路机振轮改用NM360耐磨钢板制造,而NM360钢板在焊接过程易出现高温区局部软化、粗晶区脆化、焊缝冷裂倾向严重和热裂纹敏感的问题,分别采用热输入为8.00 kJ·cm^-1(1^#工艺)和8.89 kJ·cm^-1(2^#工艺)两种工艺对NM360耐磨钢板进行CO₂气体保护焊,以研究不同焊接工艺对焊接接头组织和性能的影响。结果表明,2^#工艺的焊接接头强度高于1^#工艺的,两种工艺的焊接接头强度小于母材强度;两种工艺焊缝都具有良好的韧性,1^#工艺的焊缝韧性优于2^#工艺的;2^#工艺的焊缝硬度波动小于1^#工艺的;两种工艺的焊缝组织均为马氏体;2^#工艺的焊接试样进行50°、70°和90°冷弯试验,焊缝、熔合线和热影响区完好;综上,2^#工艺焊接接头综合力学性能优良,可用于实际生产。

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耐腐蚀NM360耐磨钢板的试制及其性能研究

麻衡

轧钢. 2021, 38(5): 42-47.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210507

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由于煤矿刮板运输机服役的恶劣环境,对传统NM360耐磨钢的耐蚀及耐磨性能提出了更高的要求。综合考虑合金元素对钢材耐蚀性的提升作用,在传统耐磨钢成分的基础上,采取添加一定量的Cu、Ni合金元素的方法,开发了耐腐蚀NM360钢板。采用场发射扫描电镜,透射电子显微镜以及布氏硬度仪对耐腐蚀NM360钢板的组织及硬度进行分析研究;通过干砂/橡胶轮磨损试验机测试了耐腐蚀NM360钢板的磨损性能;利用腐蚀挂片试验测试了耐腐蚀NM360钢板的腐蚀性能。结果表明,虽然添加Cu、Ni元素后耐腐蚀NM360钢板与传统耐磨钢板硬度相当,但耐腐蚀性能及耐磨性能均有一定程度的提升。

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射流倾斜角度对热轧无缝钢管冷却均匀性的影响

张瑞, 张延胜, 陈冬, 李振垒, 袁国

轧钢. 2021, 38(5): 48-53.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210508

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为了获得射流倾斜角度对热轧无缝钢管冷却效率及均匀性的影响规律,运用Fluent软件对单股倾斜射流冲击冷却热轧无缝钢管的流动特点及传热特性进行了有限元模拟。研究了不同射流倾斜角度下无缝钢管表面剪切力、湍流动能及压力分布特点,并获得冲击点处热流量及钢管1/2厚度处温度的变化曲线。结果表明,射流倾斜角度对钢管表面剪切力、湍流动能及温度分布具有显著的影响;随着射流倾斜角度的增加,钢管表面剪切力及湍流动能非对称性逐渐增加,且在顺流方向3°附近出现最大值;从钢管1/2厚度处温度分布发现,随着射流倾斜角度的增加,换热效率及温度均匀性得到了改善,先升高后降低;通过标准差计算,当入射角θ=10°时,冲击点两侧温度均匀性最佳。

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冷轧带钢倾斜浪缺陷产生机理分析及控制研究

么玉林, 李旭, 王鹏飞, 颜廷强

轧钢. 2021, 38(5): 54-58.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210509

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冷轧带钢倾斜浪缺陷即带钢表面斜纹是冷连轧产品普遍存在的一种板形缺陷,其产生机理及调控手段尚不清楚。介绍了倾斜浪缺陷的特征;进行了轧制规程调整、轧机设备精度调整等轧制试验。结果表明,双边浪轧制和调节五机架前后张力对倾斜浪缺陷有较为明显的影响。综合理论分析和试验结果,认为轧机出口带钢横断面张力不均,造成张力大的部分条元延伸率大,即造成带钢横断面的金属纵向延伸率不同,不能均匀纵向流动,且产生横向流动,各条元之间产生相互作用的内应力,当内应力足够大就会引起带钢翘曲;此条元的带钢翘曲后,张力变小,相邻条元的张力变大,带钢翘曲沿着带钢纵向斜的方向移动,便产生了倾斜浪缺陷。为此,提出了采用双边浪轧制和调整五机架前后轧制张力共同抑制倾斜浪缺陷的方法,试验结果表明倾斜浪缺陷改善明显。

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热轧角钢轧后超快冷装置的设计及应用

董有宝

轧钢. 2021, 38(5): 59-65.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210510

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针对我国角钢生产主要采用常规工艺,为保证产品性能主要采用添加合金元素的方法而导致生产成本较高的问题,山东石横特钢集团有限公司与东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室合作攻关,在现有工序不变的前提下,自主设计了角钢超快冷装置。介绍了超快冷装置的结构设计、供水系统及控制系统设计。针对生产中角钢弯曲及性能不均问题,进行了原因分析并提出了相应措施。结果表明,采用超快冷工艺,Q355(Q345)级钢取消了V元素的添加,Si元素质量分数降低了0.04%~0.2%,Mn元素质量分数降低了0.2%~0.25%;Q420级钢V元素质量分数降低了0.04%,Si元素质量分数降低了0.03%~0.15%;所有C级钢全部取消了Al元素的添加。截止2020年8月,采用超快冷技术已成功轧制179万t角钢,产品质量完全满足国家标准和用户要求。

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推拉式酸洗机组工艺速度的确定

杨鹏飞, 李会先, 曹亮

轧钢. 2021, 38(5): 66-69.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210511

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推拉式酸洗机组工艺速度的确定,要结合酸洗工艺和带钢输送工艺综合分析,在满足产能要求的情况下选择经济合理的运行速度。通过对推拉式酸洗机组带钢输送工艺与张力控制的分析,给出了大纲产品速度梯度、卷取机速度梯度以及张力装置速度梯度的合理设计。其指出,提高工艺速度仍然是推拉式酸洗技术的发展方向,解决其技术瓶颈的关键是合理设计酸槽的结构和长度,提高穿带的可靠度。

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异构纳米/超细晶钢的研究进展

刘理, 徐晓宁

轧钢. 2021, 38(5): 70-74.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210512

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纳米/超细晶钢在具备高强度的同时,往往存在屈强比高、加工硬化率低和拉伸伸长率低的问题。近年来广泛的实验研究证明,异构组织往往能通过不同结构区域的协同耦合来优化材料的力学性能,是改善纳米/超细晶钢强/塑性“倒置”问题的有效途经。综述了近年来国内外关于钢中纳米/超细晶组织调控与其性能特点的研究进展,包括钢中主要异构组织的种类、性能特点和制备加工技术;同时,对异构纳米/超细晶钢面临的一些基础科学问题和发展前景进行了讨论和展望。

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基于复合型神经网络的终轧温度自适应模型研究

彭良贵, 邢俊芳, 陈国涛, 王小东, 张忠伟

轧钢. 2021, 38(5): 75-80.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210513

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为准确反映精轧轧制参数和微观组织转变对终轧温度的影响,利用自适应线性神经网络(Adaline)和径向基神经网络(RBF)技术建立了热焓修正系数预报网络作为终轧温度长继承计算模型。首先基于热焓形式的导热偏微分方程建立了带钢终轧温度计算模型,并对带钢在辊缝变形区产生的变形功、摩擦功、与工作辊的接触导热以及机架间冷却换热进行了模型描述;然后从温度与热焓之间的转换关系入手,确定将精轧区域热焓修正系数作为终轧温度模型的自适应参数,并利用复合神经网络技术建立了由19个输入节点,20个RBF隐含层节点,20个Adaline隐含层节点和1个输出节点构成的热焓修正预报网络。结合现场数据,描述了该预报网络训练样本的构成、数据标准化处理方法,同时给出了典型的网络参数和网络的预报能力。

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改进Canny算法在中厚板边缘检测中的应用

陈方升, 何纯玉, 陈亚飞

轧钢. 2021, 38(5): 81-85.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210514

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传统的Canny边缘检测算法容易受到环境噪声和光照变化等外界因素的影响,导致检测结果中会包含部分的背景图中的边缘,而且需要人工选择参数,算法的灵活性和适应性较低。提出了一种改进的基于Canny算子的边缘检测算法,采用双边滤波抑制噪声;利用子图像依据原始背景图均值的方差变化率,确定是否对子图像进行边缘检测与跟踪;使用OTSU算法计算前景亮度自适应阈值及对应的梯度值的阈值以确定Canny边缘检测的单阈值,得到初步的边缘检测结果;最后结合前景的亮度值和梯度值对检测到的结果进行边缘跟踪,得到完整的轮廓。试验结果表明,改进的Canny边缘检测算法不仅具有一定的抗噪性,而且能够利用轧件高温的特点,有效地提取高温物体光辐射造成的弱边缘,抑制背景中因光照、阴影等产生的虚假边缘,是一种检测高温物体有效的边缘检测算法。

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板带轧机刚度研究及管理优化

张保忠, 王德斌, 刘光远

轧钢. 2021, 38(5): 86-89.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210515

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针对宁波钢铁有限公司1 780 mm热连轧带钢生产线精轧机组多次出现带钢镰刀弯、轧烂等缺陷,甚至出现堆钢事故严重影响生产顺行的问题,对影响板带钢轧机刚度精度、刚度对称性、刚度稳定性的因素进行了分析研究。从提高轧制力检测精度、辊系横向刚度精度、液压系统性能及轧机刚度对称性方面提出了相应措施,使板形控制稳定性,换品种、规格轧制稳定性,开轧计算精度及设备状态均得到明显提升与改善,保证了轧机稳定运行。

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铅合金液态金属冷却快堆用15-15Ti包壳管的试制

高佩

轧钢. 2021, 38(5): 90-93.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210516

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针对15-15Ti包壳管的工业化生产工艺研究,采用真空感应(VIM)+真空自耗(VAR)+热锻工艺制造出15-15Ti不锈钢管坯,经过热穿孔+冷轧+冷拔工艺成功研发了规格为φ9.3 mm×0.6 mm的包壳管,并对其表面质量、尺寸精度、金相组织及性能进行了检测。结果表明,15-15Ti包壳管冶炼及制管工艺可靠,表面质量及尺寸精度良好;包壳管基体为全奥氏体组织,晶粒度约为7.44级,拉伸性能、硬度、工艺性能及耐晶间腐蚀性能优良,满足使用要求。

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提高冷轧超深冲汽车用钢伸长率的工艺研究

徐军

轧钢. 2021, 38(5): 94-99.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210517

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为更好地满足部分客户对超深冲用钢性能特别是伸长率提升的需求,采用控制图、回归分析、微观分析等方法对0.7 mm厚DC06带钢的断后伸长率进行了分析研究。研究发现,在一定范围内,退火温度、平整机延伸率、钢中S含量对其断后伸长率影响较为显著。通过采取提升退火温度至845~860 ℃、降低平整机延伸率至0.5%和降低钢中S质量分数至0.01%以下的方法,将DC06带钢断后伸长率提升至43%以上,满足了客户的需求。

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超声波清洗去除冷轧带钢表面油脂技术

王耀, 廖砚林, 况群意, 周云根, 吴迪青

轧钢. 2021, 38(5): 100-104.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210518

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冷轧带钢的表面质量是影响其性能的关键因素之一,目前常采用化学清洗+电解清洗+物理漂洗的清洗方式去除带钢表面的油脂。以某冷轧厂待脱脂的带钢样品为研究对象,借鉴现有脱脂工艺,定性并定量研究了超声波清洗脱脂的效果,并在此基础上开展了工业规模中试研究。试验结果表明,超声波清洗1 s,带钢表面清洁度可达85%;超声波清洗2~3 s,带钢表面清洁度可达93%以上;结合刷洗工艺,超声波清洗1~2 s,带钢表面即可达到良好的脱脂效果。工业应用表明,超声波脱脂效率高且清洗效果好,实施便捷且运行能耗低,具有良好的应用前景。

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钛微合金化S355JR钢板冲击不合原因分析及改进措施

付中原

轧钢. 2021, 38(5): 105-108.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210519

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针对普阳钢铁有限公司生产的6 mm厚钛微合金化S355JR薄规格钢板出现室温冲击不合的问题,对其化学成分、组织性能及生产工艺进行了分析。结果表明,连铸二冷强冷细化了TiN颗粒,使加热时更多的有效Ti溶解并于轧后析出,导致铁素体硬化是钢板常温冲击不合的原因。为此,在不便改变连铸工艺的前提下,调整了S355JR钢的化学成分,严格控制C、Ti含量,并将Mn质量分数由1.2%降至1.0%,有效地改善了6 mm厚S355JR钢板的常温冲击性能,提高了产品合格率。

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钢轨全万能轧制技术研究与实践

王永明, 吴迪, 郭利宏

轧钢. 2021, 38(5): 109-112.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210520

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为生产高尺寸精度钢轨,开发了全万能成品孔型。介绍了3种典型全万能成品孔型的结构特征,比较了其优缺点,模拟计算了轧件变形情况,并在生产线上进行了角部开口孔型的轧制试验。结果表明,角部开口孔型钢轨断面尺寸精度高,表面过渡光滑,无棱角;全万能轧制钢轨轨高尺寸精度提高,107 m长度范围内轨高波动可以减小到0.4 mm以下,配合其他措施有望达到0.2 mm以下。同时,其指出全万能成品孔型对设备精度要求高,设备维护是钢轨全万能轧制技术顺利应用的重点。

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大规格H型钢腹板冷却浪原因分析及解决措施

李振华, 杜鸿星, 刘柱, 庞海轮

轧钢. 2021, 38(5): 113-115.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210521

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腹板冷却浪是大规格H型钢产品一种较难调整的缺陷,其严重影响产品品质和高效生产。以易出现腹板冷却浪缺陷的典型规格H 800 mm×300 mm为例,分析得出缺陷的形成机理是存在残余应力。通过生产试验,针对腹板冷却浪缺陷的主要影响因素,如腹板厚度、腹板与腿部温差、腿腰延伸比,进行了理论分析,并提出了相应改进措施。结果表明,腹板越厚,单位时间内温降后温度越高,因此生产中腹板应按照标准厚度轧制或者正偏差轧制,腿部厚度应尽量轧薄,腰部厚度应尽量轧厚;此外,在TM轧机后安装翼缘冷却装置及在轧机出、入口导卫上部增加挡水板,使轧辊冷却水分流到轧件的两侧,防止落到腹板槽内,加剧其冷却温降,从而减少腹板与翼缘的温差;还有,在轧制过程中保证H型钢腿部延伸较腹板延伸略大,同时保证腹板不受拉,可以平衡一部分轧件热收缩的影响,从而减轻腹板冷却浪的产生。基于上述措施,确保了H800 mm×300 mm等大规格H型钢的质量稳定,为其批量稳定生产提供了保障。

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棒材高精度轧制工艺与实践

杨超, 寇劲松, 刘鹏, 姜军

轧钢. 2021, 38(5): 116-120.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210522

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针对酒钢棒材生产线圆钢产品尺寸精度符合GB/T 702—2017标准要求,但不能满足用户的高尺寸精度要求的问题,结合该产线设备布置情况,分析了影响棒材产品尺寸精度的因素,即孔型设计不合理,轧机、轧辊装配加工精度控制不严,轧制过程未消除张力,以及操作调整水平较低。为此,通过优化设计成品孔型、重新分配精轧机组压下量、提高孔型加工及精轧机组轧机装配精度、优化导卫与活套等措施,明显提高了棒材产品的尺寸精度,生产的φ22 mm棒材不圆度不超过0.20 mm。

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2021年, 第38卷, 第5期　刊出日期：2021-10-28

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