【摘要】：雙輥薄帶鑄軋技術(shù)因為其流程短、效率高、污染小、節(jié)約能源等諸多優(yōu)點,被譽為21世紀冶金行業(yè)革命性的前沿技術(shù),目前已被廣泛用于鋁合金等有色金屬板材的生產(chǎn),然而由于鋼熔點高、導熱快、測溫難、鋼液流動難于控制,薄帶鋼鑄軋仍存在斷帶、組織質(zhì)量缺陷等問題。為解決現(xiàn)階段薄帶鋼鑄軋生產(chǎn)的實際問題,推動其工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,本團隊首創(chuàng)提出了微幅振動鑄軋理論,利用振動細晶原理自主設(shè)計研發(fā)了Φ500×350雙輥薄帶微振幅鑄軋機,基于該實驗平臺進行了Q235薄帶鋼振動鑄軋實驗,并對鑄軋薄帶鋼軋制區(qū)組織演變規(guī)律進行了研究,主要研究結(jié)果如下:(1)通過多次振動鑄軋實驗,確定了相對合理的澆鑄溫度、鑄軋輥輥速與振頻振幅、中間包以及側(cè)封板的加熱溫度等鑄軋工藝參數(shù),成功試制出連續(xù)的薄帶鋼,并對鑄軋薄帶進行宏、微觀組織分析和力學性能測試,發(fā)現(xiàn)振動鑄軋可以細化薄帶組織晶粒,并且提高薄帶的抗拉強度和屈服強度。(2)針對實驗中出現(xiàn)的側(cè)封板和中間包加熱溫度不高、側(cè)封板邊部冷鋼、實驗操作平臺混亂以及薄帶坯溫度高易堆疊等問題,對實驗設(shè)備進行改進,中間包內(nèi)嵌硅碳棒、側(cè)封板內(nèi)置熱阻絲進行在線加熱,采用兩孔分液式水口進行熔池區(qū)布流,并設(shè)計了新型實驗操作平臺以及卷取機。(3)利用生死單元法建立振動鑄軋熱力耦合模型,通過UGRAIN子接口進行二次開發(fā),模擬了不同振幅振頻下帶坯軋制區(qū)的動態(tài)再結(jié)晶過程,發(fā)現(xiàn)提高振幅振頻可以增大帶坯塑性應(yīng)變,細化帶坯組織晶粒以及降低軋制力。
【圖文】：

圖 1-1 雙輥薄帶鑄軋工藝流程圖1.2 國內(nèi)外薄帶鑄軋技術(shù)發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀1.2.1 國外薄帶鑄軋技術(shù)發(fā)展歷程1846 年在英國鋼鐵協(xié)會會議上，貝塞麥(Herry Bessemer)首次提出了雙輥薄帶鑄軋的概念，其鑄軋原理如圖 1-2 所示，將金屬熔液從相對旋轉(zhuǎn)的軋輥上方澆入，旋轉(zhuǎn)的軋輥內(nèi)部通有冷卻循環(huán)水，高溫狀態(tài)的金屬液接觸到軋輥迅速冷卻，伴隨軋輥的轉(zhuǎn)動軋制作用，金屬進一步被加工成形，實現(xiàn)了鑄軋一體，隨后，在 1865 年，貝塞麥發(fā)表了鋼和鐵的帶鋼鑄造專利，其鑄軋機專利圖如圖 1-3 所示。由于當時的工藝條件有限，至此之后近 100 年，這項技術(shù)一直沒有得到廣泛的關(guān)注，1930 年德國的榮漢斯(Junghans)等人首次進行了立式薄帶連續(xù)鑄軋并成功獲得鑄坯[6]。1935 年美國成功完成了有色金屬的雙輥薄帶鑄軋，取得了工業(yè)性生產(chǎn)的成就。1951 年，美國亨特一道格拉斯(Hunter-Dougllas)公司在前人的基礎(chǔ)上，改造設(shè)計了下注式鑄軋機，成功

圖 1-2 雙輥薄帶鑄軋原理圖 圖 1-3 貝塞麥獲得的鑄軋機專利雖然有色金屬的雙輥薄帶鑄軋技術(shù)已經(jīng)取得了顯著成就，然而金屬鋼熔點高、導熱快、測溫難、鋼液流動難于控制，實驗所得到的的薄帶存在斷帶、組織質(zhì)量缺陷等等問題，鋼鐵鑄軋技術(shù)在很長一段時間內(nèi)都處于停滯狀態(tài)[8,9]。19 世紀 80 年代之后，能源逐漸減少，同時污染問題也日益嚴重，節(jié)能減排的呼聲越來越高，鋼的薄帶鑄軋技術(shù)又開始被一些發(fā)達國家重視起來[10]，并且不斷投資進行薄帶鑄軋技術(shù)的實驗研究，此后，鋼的薄帶鑄軋技術(shù)短期內(nèi)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，隨后國際上掀起了薄帶鑄軋技術(shù)研究的熱潮[11-13]。1.2.2 國外薄帶鑄軋技術(shù)研究現(xiàn)狀雖然薄帶鑄軋技術(shù)已經(jīng)提出 100 多年，但薄帶鑄軋技術(shù)并未得到快速發(fā)展，主要是由于薄帶鑄軋工藝過程復(fù)雜難于控制，軋輥套、側(cè)封板和布流器的材質(zhì)都無法達到要求，檢測以及控制手段的精度差。直至 20 世紀末出現(xiàn)能源危機與環(huán)境污染，，
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG335.9;TG142.1

【參考文獻】

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