热轧带钢冷却不均匀产生变形研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 热轧带钢冷却不均匀产生变形研究 摘 要热轧带钢轧后层流冷却沿 宽度方向、厚度方向都是不均匀的，冷 却速度越快，厚度越大，越不均匀。带 钢热卷取后冷却也是不均匀的。不均匀 冷却可能导致带钢产生浪形、拱形或潜 在的板形缺陷，在热轧带钢板形系统控 制中应加以考虑。 中国论文网 /1/view-12790282.htm 关键词 热轧带钢 冷却不均匀 应力 变形 浪形 中图分类号：TG335.11 文献标 识码：A 文章编号： 1009- 914X（2015）20-0301-01 前言 热轧带钢轧后通常要进行层流冷 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 却，有的还加上超快速冷却，以控制相 变过程，获得特定组织结构和性能的带 钢。但带钢在快速冷却过程中，由于散 热条件不同，带钢宽度方向、厚度方向 冷却速度、温度是不同的，内部产生热 应力，加之相变不同时的组织应力，引 起带钢产生浪形、弯曲等变形。 1.层流冷却应力和变形 热轧带钢终轧温度一般为 850950，在 10s 左右时间内，经过 空冷层流冷却空冷，温度达到 550700时进行卷取。由于边部散热 条件好，带钢边部冷却速度快于中间部 位，层流冷却后，带钢中部受拉应力， 边部受压应力。过大的压应力会导致带 钢边部发生局部塑性变形，造成冷却后 带钢边浪板形缺陷。 采用 ABAQUS 软件仿真分析表 明，带钢在层流冷却段温度差导致的压 应力最大可以达到接近 80MPa，主要集 中在距离带钢边部 120mm 的范围内 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 （图 1） 。由此可知，带钢内部残余应力 形成和增大的原因是带钢横向的温度分 布不均和高冷却速率1。 为了提高卷前带钢平坦度，精轧 末架目标板形宜设定为中浪，使冷却不 均产生的边浪与轧制产生的中浪合理叠 加。 2.超快速冷却应力和不均匀变形 热轧带钢轧后快速冷却，不仅带 钢宽度方向存在温度差，厚度方向也存 在温度差。由图 2 可知，采用 ANSYS 软件，利用直接耦合法进行热力耦合瞬 态分析，在超快速冷却（UFC）条件下， 带钢横断面心部比上下表面温度高，差 异最大时可以达到接近 450。厚度方 向温度差可能导致带钢拱形。较大的温 度差异使 UFC 冷却时横断面上热应力 分布的差异较常规层流冷却时大得多， UFC 冷却时上下表面拉应力在数值上比 常规层流冷却时的值大 104 倍，沿厚度 方向的热应力变化梯度也比常规冷却时 的大。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 在快冷过程中，带钢内部应力是 随时间变化的，快冷结束时形成的横断 面参与应力为：上下表面为压应力，心 部为拉应力，可能引起带钢弯曲、扭曲 变形。对于厚度小于 6mm 的带钢，可 以采用前置式 UFC 装置进行超快速冷 却。当厚度在 6 mm 以上时，厚度方向 温度差必须考虑，可采用后置式 UFC 进行超快速冷却2。 3.热轧带钢卷取后不均匀冷却和 变形 带钢卷取后在空气中冷却，外圈 冷去快，内圈冷却慢。冷后残余切向应 力在靠近钢卷外部为拉应力，内部为压 应力，尽管此应力并未超过屈服极限， 但压应力与轧制、层流冷却时带钢内部 残余应力相叠加引起开卷后带材的失稳， 产生屈服变形。要解决热连轧钢板纵剪 后偏弯缺陷，必须消除带钢沿长度方向 上的曲率变化，使钢板上下表面的残余 应力均匀化，这种情况下需要调整带钢 的矫直工艺3。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 4.结语 由于热轧带钢上表面中部存在水 滞留，新水直接冲击边部等原因，使得 层流冷却过程中带钢宽度方向冷却速度、 温度不均，在带钢内部产生热应力。如 与组织