中厚板热轧的发展历史与现状中厚板的生产史已有170年左右,传统工艺的生产史也有近80年左右。我国的第一套轧机是在1936[4]。60年代前,美国是钢铁生产的大国,60年代后,其生产实力慢慢被日本超越。81725
中厚板在日常生活中已被广泛应用于工业生产,比如修建大桥、冶炼金属的高炉、轮船、汽车、装甲车、坦克等。在以前,机械设备的生产周期长并且巨大而笨重,但是由于焊接技术的不断改善和进步,这一问题得以妥善解决。因此,板材已成为石油化工、机械制造、运输和国防等工业部门大量使用的材料。是以,一个国家的钢铁产业发展程度的重要标志便是看其中厚板的生产水平。
近些年以来,国内和国外的中厚板生产技术都有了很大的进步[5]。国内中厚板生产技术的进步主要有:将步进梁式加热炉与出钢机相结合,成功达到了热装热送的操作水准,使热装率大于40%;连铸板坯数量急速增长,厚板连铸比优势明显;金属轧制设备加大,刚度增加,主传动容量扩大,实现了板形控制和控制金属轧制的要求,废品出现率明显降低,减少了制造成本;冷却床采取步进格板式和辊盘式,从而降低钢板表面划伤;快速冷却设备已被广泛运用,在跟TMCP技术结合后金属的热矫直能力显著增强,并采用组合式矫直机,扩大了可以矫直的产品范围;积极采用超声波探伤法检测钢板内部缺陷。国外中厚板生产工艺与国内的相比有以下先进技术:由于使用了板坯去毛刺机,铸坯质量得以大幅提升;因为对磁机出现,在使用其以后,钢板的低温性能得到了加强;在线磨辊,减少变频辊;使用高压水枪,提高清除铁的能力;使用更完整的车间的检测手段,奠定了实现自动化生产的基础[6]。
2中厚板热轧过程中变形理论研究进展
通常,人们将轧件看做连续介质,工程上使用力学理论对轧件进行轧制。随着计算机技术的迅速发展和计算机软件的飞速发展,一些被用于模拟的计算机软件应运而生。这些软件通过与金属变形理论相结合,将轧件通过三维模型导入到计算机中,将金属变形需要的参数变为一个个数据输入到计算机,模拟轧制的过程,分析轧制结果,随着时间的推移,模拟轧制技术越来越成熟,轧制后结果的准确性也越来越高,模拟的轧制过程也跟实际生产越来越接近。在这个发展过程中,金属变形理论在近年来的发展也在跟模拟技术相靠拢。论文网
(1)平面变形理论
由VonKarman在上世纪三十年底提出,为了使金属流动的宽展量对于计算没有影响,VonKarman深入研究了板带在轧制过程中的宽展变形的特性,然后结合塑性理论以及微元体的力学平衡条件,建立了求解平面变形轧制力的微分方程式,这就是平面变形理论。
(2)滑移线法
1920年到1940年间,人们提出了滑移线理论。它的求解思路是假定塑性区内的屈服剪力为常数。当主剪应力达到屈服应力时,即沿滑移线发生塑性变形,滑移线具有一系列的特征。根据这些特性和边界条件可以作出滑移线场。沿滑移线场应用Henkv应力方程,静水压力P与滑移线角的变化可以通过该方程算出,从而确定塑性区的应力分布情况[7]。
(3)能量法
能量法,也称变分法,其根本是刚塑性材料的变分原理。利用塑性力学的基本关系,得到了待定参数的一般方程,方程的数目和参数数量,用于得到未知的参数,解得满足变分原理的速度场跟位移场,接着再利用公式求出了变形参数和强度参数。
(4)有限元法有限元法是一种新的、高效的仿真方式,随着计算机技术的成长而日益增多。有限元法是通过将金属进行网格划分,划分为一个个大小形状相同的极小的单元体,将金属受到的力平均等效的分布在这些单元体上来模拟金属的变形。这些单元体越小,模拟出来的结果也就越准确越接近于实际。通过对单元的求解来像实际结果逼近。因为其模拟参数可以准确设置,因而受到大家的广泛认可与使用。