工程科学学报，第38卷，第4期：555560,2016年4月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.4:555-560,April 2016 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2016.04.015:http://journals.ustb.edu.cn 基于密集冷却工艺的700MPa级高强带钢减小残余应 力研究 邱增帅”，邵健”，何安瑞四，杨荃”，夏小明) 1)北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京1000832)宝钢股份上海梅山钢铁公司热轧厂，南京210039 ☒通信作者，E-mail:harui(@usth.cdu.cn 摘要目前密集冷却工艺已广泛用于生产高强度带钢，但是该技术冷却速率较快的特点易造成带钢冷却不均匀等问题，导 致带钢残余应力过大，进而产生边浪等板形缺陷.本文利用有限元方法，使用ABAQUS有限元软件建立某7O0MPa级高强度 带钢在密集冷却工艺下的模型，实现温度一相变一应力耦合计算，并进行多个实验验证了模型的准确性.通过修改有限元模型 边界条件和初始条件，研究边部遮挡和初始温差对带钢层流冷却阶段产生的残余应力分布的影响规律.对于减小带钢层流 冷却过程中产生的残余应力，减小带钢进入层流冷却前的初始温差更加有效.本研究成果经过现场试验验证，可靠性较高， 可用于指导该种类型高强带钢生产，以减少带钢的残余应力，提高带钢板形质量. 关键词高强钢：带钢：冷却：残余应力：有限元法 分类号TG162.8 Research on relaxing the residual stress of 700 MPa high strength strip steel based on intensive cooling technology QIU Zeng-shuai",SHAO Jian",HE An-rui,YANG Quan",XIA Xiao-ming? 1)National Engineering Research Center for Advanced Rolling,University of Scienceand Technology Beijing,Beijing 100083.China 2)Baosteel Shanghai Meishan Iron Steel Co.,Ltd.Nanjing 210039,China Corresponding author,E-mail:harui@ustb.edu.cn ABSTRACT Intensive cooling technology is widely used to produce high strength strip steel,but high cooling rate leads to some de- fects,such as shape waves caused by high residual stress.A numerical model was established to achieve a coupling calculation of tem- perature,phase transformation and stress for high strength steel (700 MPa)during intensive cooling.Commercial FEM software ABAQUS was used to build coupled models that verified by a series of experiments.The effects of edge masking and initial temperature difference on the residual stress were studied by modifying initial and boundary conditions.It is concluded that reducing the initial temperature difference is more effective to release the residual stress of strip steel during cooling.Proven by industrial experiments, these research results would be used to lower the residual stress and improve the quality of hot-rolled strips. KEY WORDS high strength steel:strip steel:cooling:residual stress:finite element method 密集冷却技术是通过增加上下集管数量或增加集水的压力，实现较高的冷却速度，并且具有设备简单、 管上·形管或喷管数量的方法，将层流冷却的冷却效 维护工作量小等优点，目前被很多热轧厂使用.使用 率提高.密集冷却技术仅改变水流密度，不改变冷却 密集冷却工艺生产高强钢，可以使带钢在精轧之后快 收稿日期：2015-03-20 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51404021)：北京市自然科学基金资助项目(3154035)：中央高校基本科研业务费资助项目(F-TP一 14-103A2)工程科学学报，第 38 卷，第 4 期: 555--560，2016 年 4 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 4: 555--560，April 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 04． 015; http: / /journals． ustb． edu． cn 基于密集冷却工艺的 700 MPa 级高强带钢减小残余应 力研究 邱增帅1) ，邵 健1) ，何安瑞1) ，杨 荃1) ，夏小明2) 1) 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京 100083 2) 宝钢股份上海梅山钢铁公司热轧厂，南京 210039  通信作者，E-mail: harui@ ustb． edu． cn 摘 要 目前密集冷却工艺已广泛用于生产高强度带钢，但是该技术冷却速率较快的特点易造成带钢冷却不均匀等问题，导 致带钢残余应力过大，进而产生边浪等板形缺陷． 本文利用有限元方法，使用 ABAQUS 有限元软件建立某 700 MPa 级高强度 带钢在密集冷却工艺下的模型，实现温度--相变--应力耦合计算，并进行多个实验验证了模型的准确性． 通过修改有限元模型 边界条件和初始条件，研究边部遮挡和初始温差对带钢层流冷却阶段产生的残余应力分布的影响规律． 对于减小带钢层流 冷却过程中产生的残余应力，减小带钢进入层流冷却前的初始温差更加有效． 本研究成果经过现场试验验证，可靠性较高， 可用于指导该种类型高强带钢生产，以减少带钢的残余应力，提高带钢板形质量． 关键词 高强钢; 带钢; 冷却; 残余应力; 有限元法 分类号 TG162. 8 Ｒesearch on relaxing the residual stress of 700 MPa high strength strip steel based on intensive cooling technology QIU Zeng-shuai1) ，SHAO Jian1) ，HE An-rui1)  ，YANG Quan1) ，XIA Xiao-ming2) 1) National Engineering Ｒesearch Center for Advanced Ｒolling，University of Scienceand Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Baosteel Shanghai Meishan Iron ＆ Steel Co． ，Ltd． ，Nanjing 210039，China  Corresponding author，E-mail: harui@ ustb． edu． cn ABSTＲACT Intensive cooling technology is widely used to produce high strength strip steel，but high cooling rate leads to some de￾fects，such as shape waves caused by high residual stress． A numerical model was established to achieve a coupling calculation of tem￾perature，phase transformation and stress for high strength steel ( 700 MPa) during intensive cooling． Commercial FEM software ABAQUS was used to build coupled models that verified by a series of experiments． The effects of edge masking and initial temperature difference on the residual stress were studied by modifying initial and boundary conditions． It is concluded that reducing the initial temperature difference is more effective to release the residual stress of strip steel during cooling． Proven by industrial experiments， these research results would be used to lower the residual stress and improve the quality of hot-rolled strips． KEY WOＲDS high strength steel; strip steel; cooling; residual stress; finite element method 收稿日期: 2015--03--20 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51404021) ; 北京市自然科学基金资助项目( 3154035) ; 中央高校基本科研业务费资助项目( FＲF--TP-- 14--103A2) 密集冷却技术是通过增加上下集管数量或增加集 管上 U 形管或喷管数量的方法，将层流冷却的冷却效 率提高． 密集冷却技术仅改变水流密度，不改变冷却 水的压力，实现较高的冷却速度，并且具有设备简单、 维护工作量小等优点，目前被很多热轧厂使用． 使用 密集冷却工艺生产高强钢，可以使带钢在精轧之后快