论文部分内容阅读
电工钢是重要的金属功能材料,板形是电工钢的关键质量指标。热轧是生产电工钢的重要流程和关键环节。电工钢热轧生产具有大量同宽自由规程薄板轧制特点,且板形质量要求更趋严苛。电工钢大量同宽自由规程轧制过程还存在严重的轧辊磨损和剥落问题,更加制约了板形质量的改善。为提高宽幅电工钢热轧板形质量,本文以近年新建的国内电工钢产量最大的热连轧机为研究对象,通过基础实验、有限元仿真、理论解析、工业试验和生产应用相结合的方法,开展了宽幅电工钢热轧板形控制研究,取得的成果如下：(1)通过热模拟实验研究了电工钢高温压缩过程的流变力学行为。针对电工钢热压缩过程中在单相区表现出的应变硬化和高温软化特征以及在两相区表现出的应变硬化和低温(相变)软化特征,分别建立了电工钢热塑性本构模型,该模型可用于准确预测电工钢高温压缩过程中的材料力学属性。(2)建立了电工钢轧制过程有限元仿真模型,并将本构模型应用到了仿真计算中。通过有限元仿真研究了宽幅电工钢热轧过程多种因素影响下的板形变化规律。对电工钢生产实际中存在的不同形式的横向温度差进行了研究,发现带钢横向温度差特别是当其存在于两相区轧制时可引起电工钢凸度、楔形和浪形的明显变化,从而造成电工钢热轧板形难以控制。(3)电工钢热轧中存在严重的轧辊磨损和剥落问题。分析了电工钢大量同宽自由规程轧制条件下轧辊磨损特征,计算指出轧辊磨损会使板形凸度增大并降低弯辊力调控功效；提出了工作辊磨损的多参数表示方法,从而可有效衡量工作辊磨损对板形的影响趋势;通过轧辊完整服役期内接触应力计算并结合裂纹和断口检测,指出轧辊磨损造成的严重应力集中在轧辊剥落中起主导作用。(4)为提高宽幅电工钢板形质量,提出了电工钢热轧板形控制方法。通过理论分析和工业试验研究了高速钢轧辊、正弦形式窜辊策略和润滑轧制对轧辊磨损的改善效果,研发了对大宽度范围变化的带钢均具有良好板形控制能力的UVC变凸度工作辊和适应大量同宽轧制条件的VCR变接触支撑辊。成果投入工业试验和连续稳定应用累计轧制590余万吨,取得了轧辊磨损明显改善、轧辊剥落未再发生和板形质量明显提高的稳定生产实绩。