【摘要】：雙輥薄帶鑄軋技術(shù)因?yàn)槠淞鞒潭�、效率高、污染小、�?jié)約能源等諸多優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)為21世紀(jì)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(diǎn)高、導(dǎo)熱快、測(cè)溫難、鋼液流動(dòng)難于控制,薄帶鋼鑄軋仍存在斷帶、組織質(zhì)量缺陷等問(wèn)題。為解決現(xiàn)階段薄帶鋼鑄軋生產(chǎn)的實(shí)際問(wèn)題,推動(dòng)其工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,本團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)提出了微幅振動(dòng)鑄軋理論,利用振動(dòng)細(xì)晶原理自主設(shè)計(jì)研發(fā)了Φ500×350雙輥薄帶微振幅鑄軋機(jī),基于該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了Q235薄帶鋼振動(dòng)鑄軋實(shí)驗(yàn),并對(duì)鑄軋薄帶鋼軋制區(qū)組織演變規(guī)律進(jìn)行了研究,主要研究結(jié)果如下:(1)通過(guò)多次振動(dòng)鑄軋實(shí)驗(yàn),確定了相對(duì)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(duì)鑄軋薄帶進(jìn)行宏、微觀組織分析和力學(xué)性能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)振動(dòng)鑄軋可以細(xì)化薄帶組織晶粒,并且提高薄帶的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。(2)針對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)混亂以及薄帶坯溫度高易堆疊等問(wèn)題,對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),中間包內(nèi)嵌硅碳棒、側(cè)封板內(nèi)置熱阻絲進(jìn)行在線(xiàn)加熱,采用兩孔分液式水口進(jìn)行熔池區(qū)布流,并設(shè)計(jì)了新型實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)以及卷取機(jī)。(3)利用生死單元法建立振動(dòng)鑄軋熱力耦合模型,通過(guò)UGRAIN子接口進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),模擬了不同振幅振頻下帶坯軋制區(qū)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程,發(fā)現(xiàn)提高振幅振頻可以增大帶坯塑性應(yīng)變,細(xì)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(guó)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(guó)外薄帶鑄軋技術(shù)發(fā)展歷程1846 年在英國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)會(huì)議上，貝塞麥(Herry Bessemer)首次提出了雙輥薄帶鑄軋的概念，其鑄軋?jiān)砣鐖D 1-2 所示，將金屬熔液從相對(duì)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(dòng)軋制作用，金屬進(jìn)一步被加工成形，實(shí)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(zhuān)利，其鑄軋機(jī)專(zhuān)利圖如圖 1-3 所示。由于當(dāng)時(shí)的工藝條件有限，至此之后近 100 年，這項(xiàng)技術(shù)一直沒(méi)有得到廣泛的關(guān)注，1930 年德國(guó)的榮漢斯(Junghans)等人首次進(jìn)行了立式薄帶連續(xù)鑄軋并成功獲得鑄坯[6]。1935 年美國(guó)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(guó)亨特一道格拉斯(Hunter-Dougllas)公司在前人的基礎(chǔ)上，改造設(shè)計(jì)了下注式鑄軋機(jī)，成功

圖 1-2 雙輥薄帶鑄軋?jiān)韴D 圖 1-3 貝塞麥獲得的鑄軋機(jī)專(zhuān)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(diǎn)高、導(dǎo)熱快、測(cè)溫難、鋼液流動(dòng)難于控制，實(shí)驗(yàn)所得到的的薄帶存在斷帶、組織質(zhì)量缺陷等等問(wèn)題，鋼鐵鑄軋技術(shù)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都處于停滯狀態(tài)[8,9]。19 世紀(jì) 80 年代之后，能源逐漸減少，同時(shí)污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，節(jié)能減排的呼聲越來(lái)越高，鋼的薄帶鑄軋技術(shù)又開(kāi)始被一些發(fā)達(dá)國(guó)家重視起來(lái)[10]，并且不斷投資進(jìn)行薄帶鑄軋技術(shù)的實(shí)驗(yàn)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(guó)際上掀起了薄帶鑄軋技術(shù)研究的熱潮[11-13]。1.2.2 國(guó)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(guò)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(wú)法達(dá)到要求，檢測(cè)以及控制手段的精度差。直至 20 世紀(jì)末出現(xiàn)能源危機(jī)與環(huán)境污染，，
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG335.9;TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666811