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1、日本軋鋼技術(shù)發(fā)展概括與展望1、軋鋼基本技術(shù)的開發(fā)變形的理論解析軋鋼工藝的理論數(shù)值解析已應(yīng)用于各種鋼材的生產(chǎn)，如對產(chǎn)品尺寸精度和形狀的預(yù)測，對軋材的材料流變、荷載、形變、溫度分布等因素的解析，對軋制變形及其對產(chǎn)品影響的描述，對產(chǎn)品材質(zhì)、組織、殘留應(yīng)力等的預(yù)測以及軋制條件的最優(yōu)化和軋鋼設(shè)備的合理化設(shè)計等方面。由于三次元有限元分析技術(shù)的快速發(fā)展應(yīng)用，F(xiàn)I本在軋鋼技術(shù)理論方面己居世界領(lǐng)先地位?？谏鲜兰o(jì)80年代后期起，在軋板解析方面多以三次元有限元分析為主，結(jié)合軋車?yán)椥宰冃谓馕?，可測出鋼板寬邊變形的詳情后加以控制，對板材尺寸控制的高精度和軋
2、機(jī)設(shè)備的高效設(shè)計作出了多方面的貢獻(xiàn)。在熱軋方面，材質(zhì)的預(yù)測控制十分重要，最近正在研究三次元有限元分析對軋制工藝的解析模式，并擬將該技術(shù)應(yīng)用于超微細(xì)晶鋼的開發(fā)。嚴(yán)重影響軋鋼產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的表面缺陷問題很早即受到人們的重視。為了從理論上解釋其原因并從根本上解決該問題，日本鐵鋼聯(lián)盟成立了“缺陷變形系統(tǒng)開發(fā)研究會”。同吋，有關(guān)部門借鑒了鋁板軋制中三次元剛塑性有限元分析與結(jié)晶塑性模式相結(jié)合的聚合組織預(yù)測模擬技術(shù)，將其應(yīng)用于鋼材開發(fā)過程中，得到了能夠同時保證產(chǎn)品尺寸和質(zhì)量的理論模式。為了適應(yīng)棒線材尺寸的高精度化、規(guī)格易變以及低成本和高質(zhì)量的要
3、求，日本鋼鐵業(yè)目前已經(jīng)開發(fā)出了三車?yán)ボ堉乒に嚒?Hi精密軋機(jī)和四輻軋機(jī)等多變數(shù)控制理論。三次元剛塑性有限元分析亦應(yīng)用于棒線材的孔型設(shè)計，保證了產(chǎn)品的高精度。棒線材控制軋制技術(shù)目前正在研發(fā)中，通過增設(shè)緩冷、快冷系統(tǒng)可以使工序簡化。三次元剛塑性有限元分析在H型鋼軋制領(lǐng)域的應(yīng)用止在逐步推廣，應(yīng)用于萬能軋機(jī)預(yù)測材料流變和應(yīng)力分布的研究正在進(jìn)行屮。今后，隨著建筑物的大型化和抗震性要求的提高，H型鋼的控軋、控冷技術(shù)將被廣泛采用。塑性加工摩擦學(xué)理論的發(fā)展冷軋中的超高速軋制。進(jìn)入上世紀(jì)90年代，為了生產(chǎn)厚度在0.2毫米以下的食品包裝用薄板，U本成功
4、開發(fā)出軋制速度高達(dá)2800米/分鐘的超高速軋制法，并開發(fā)出與之配套的高速潤滑油、高耐磨工作輾和軸承防燒壞技術(shù)，并為防燒損開發(fā)了摩擦學(xué)理論。塑性產(chǎn)品表面的超鏡面加工。停留在材料表面凹處的潤滑油，當(dāng)產(chǎn)生和周邊面壓大致相同的靜水壓時，會向周邊接觸面流出，這將使全部接觸面處于微型塑性流體潤滑狀態(tài)。此時的摩擦系數(shù)遠(yuǎn)低于一般工具和材料間同等厚度油膜下的摩擦系數(shù)。不銹鋼板的鏡面冷軋技術(shù)就是以此原理為基礎(chǔ)，使牛產(chǎn)效率得到大幅提高的。環(huán)境友好型潤滑劑。主要有環(huán)保型、免洗凈型、微用量型和無潤滑型等4種。冷鍛加工用化學(xué)反應(yīng)膜油系、高黏度油系、乳膠系和水溶
5、性潤滑劑均不會加重環(huán)境負(fù)擔(dān)，是目前常用的環(huán)境友好型潤滑劑。最近，有關(guān)部門正在開發(fā)陶瓷模具和鍍膜模具，以最終實現(xiàn)無潤滑加工。2、鋼板軋制技術(shù)的進(jìn)步軋鋼設(shè)備熱連軋領(lǐng)域最突出的成績是在1996年實現(xiàn)的無頭軋制技術(shù)。該技術(shù)可使產(chǎn)品在整個長度上保證質(zhì)量均勻穩(wěn)定，現(xiàn)已應(yīng)用于1毫米厚薄板的穩(wěn)定生產(chǎn)。該設(shè)備由軋機(jī)追尾控制技術(shù)、頭尾焊接技術(shù)、高精度成品軋制技術(shù)、高速卷取技術(shù)等組成。關(guān)鍵的頭尾焊接技術(shù)冃前采用感應(yīng)加熱焊接和激光焊接法。2000年投產(chǎn)的熱連軋機(jī)對精軋機(jī)組第4?6機(jī)架進(jìn)行了改進(jìn)，采取小徑單轆驅(qū)動，在大壓下的同時實施出口穿水快冷工藝，從而能夠
6、生產(chǎn)晶粒尺寸為2微米?5微米的微細(xì)鐵素體組織熱軋鋼板，在提高抗拉強(qiáng)度、屈服應(yīng)力的同時，仍具有極佳的抗疲勞性、加工性和焊接性。其他熱軋方面的新技術(shù)還包括軋轆在線磨床，該設(shè)備可提高產(chǎn)品的尺寸精度并延長軋輻使用壽命。軋機(jī)穩(wěn)定器可減少板壞進(jìn)入軋機(jī)時引起的振動，有利于薄規(guī)格產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)。板坯定寬壓力機(jī)則可減少板卷兩端的切頭，使連鑄機(jī)的生產(chǎn)效率增加。在冷軋領(lǐng)域，為不斷改善板厚、板形和成材率等產(chǎn)晶質(zhì)量指標(biāo)并提高生產(chǎn)率，有關(guān)方面升發(fā)了一系列新技術(shù)，特別是為確保鍍錫板高速冷軋過程中邊部和板形質(zhì)量而開發(fā)的技術(shù)。1995年，備用軋輪轆座化和AC電機(jī)提高
7、速度可控性等改進(jìn)使鍍錫板實現(xiàn)以2800米/分鐘的高速進(jìn)行軋制，在長度方向的尺寸精度誤差小于1%,邊部的缺陷亦得到相應(yīng)地控制，軋輾磨耗明顯減少。2000年，日本首臺酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組投產(chǎn)。該機(jī)組的工作轆小于同類軋機(jī)，但除鱗效果好，尺寸精度高，可生產(chǎn)0?8毫米X1600毫米的產(chǎn)品。此外，在特殊鋼和極薄產(chǎn)品的生產(chǎn)方面，也采用了小工作輻多轆冷軋機(jī)。加熱和冷卻技術(shù)為了在提高鋼材質(zhì)量和生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)穩(wěn)定性的同時，實現(xiàn)設(shè)備小型化，并進(jìn)一步提高節(jié)能效果，有關(guān)方面為各種軋制工藝開發(fā)了新的加熱和冷卻技術(shù)。在加熱技術(shù)方面，首先為板壞加熱爐和冷軋板連續(xù)退
8、火爐成功開發(fā)并推廣了節(jié)能型自蓄熱式燃燒器。由于在1300°C的排煙溫度下可將空氣預(yù)熱到1100oC,大型板壞加熱爐采用該燃燒器可節(jié)能25%,連續(xù)退火爐可節(jié)能29%為防止空氣溫度升高后氮氧化物生成量隨之增加，開發(fā)出了低氧燃燒技術(shù)，在預(yù)熱
