热轧板带钢的超快速冷却控制系统

对热轧板带钢超快速冷却设备作了简要介绍.通过带钢轧制过程参数耦合控制及冷却水精度设定,使冷却水流量快速调节实现目标值±0.5m3/h的偏差.根据热轧生产工艺制度要求,对超快速冷却过程建立温度计算数学模型.通过控制系统功能间的最优化设计,采取合理的冷却策略,使中间温度及卷取温度控制精度达到目标值±15℃范围之内,使热轧板带钢超快速冷却工艺逐步稳定合理.系统投入使用后,具有高稳定性、高可靠性、高温度命中率,显著提高了带钢产品的质量和性能.

热轧板带钢超快冷供水系统压力控制技术与应用

在热连轧线超快冷供水系统中有4个旁通管路,为了提高水压控制的精度,设计了水压串联和并联控制方法,通过对比分析得到了一种适用于超快冷供水压力的控制方法;在控制系统的设计中针对旁通阀门故障时如何保证压力的稳定性进行了研究.理论分析与实际应用效果表明,当设定压力值为0.35 MPa时,两种控制方法均能将水压控制在理想的范围内;当设定压力为0.85 MPa时采用并联控制方法的实际应用效果良好,并联控制方法在降低旁通阀开口度减小过程中水流对调节阀蝶片冲击和水锤现象方面效果明显.

变速轧制下超快冷系统工艺温度在线实时修正策略

结合某现场超快速冷却系统,具体分析了带钢运行速度变化对轧后冷却过程换热系数与冷却时间的影响规律.根据速度运行机制,开发了速度在线修正计算策略,实现了轧后冷却区带钢速度计算值与实际值的吻合;并在此基础上开发的工艺温度在线循环计算策略,消除了速度波动对温度控制的影响,提高了温度控制精度.将该温度在线实时修正策略应用于现场,实现了超快冷出口温度与卷取温度的精确控制,工艺温度命中率在96%以上,有效消除速度对温度波动的影响,完全满足新产品、新工艺的工业化试制及大批量生产.

在线控冷对热轧L360管线管组织和性能的影响

针对热轧无缝钢管组织性能调控手段单一,依赖添加合金元素和离线热处理的问题,以轧板模拟轧管的方式,通过实现在线控制冷却将离线热处理工艺在线化,研究分析了热轧L360高温轧制后在线控冷条件下显微组织演变及力学性能变化规律.结果表明:高温轧制后空冷时实验钢中含有粗大的魏氏组织,而轧后控制冷却工艺下实验钢组织显著细化,有利于微合金碳氮化物析出.实验钢轧后控冷至650℃时,能够避开魏氏组织形成的区间,同时屈服强度为478 MPa,抗拉强度为641 MPa,伸长率达到25. 3%,屈强比0. 74,0℃冲击功高达164 J,实现了强度、韧性和塑性的平衡,各项力学性能指标均能满足API SPEC 5L—2012标准要求.

热轧无缝钢管在线热处理工艺组织性能调控研发技术进展

传统无缝钢管热轧生产过程中,轧后采用空冷方式冷却至室温,缺乏有效的在线组织调控手段,需依赖添加较多的合金元素或后续热处理工序控制性能。介绍当前开发成功的热轧无缝钢管控制冷却技术开发应用进展,以及在改善和调控组织形态、组织细化、冷却路径控制等方面的应用情况。同时,针对目前热轧无缝钢管生产过程中的组织调控,提出在铸坯质量提升、细晶均质化等领域将是进一步开展相关研究的重点。以控制冷却技术为核心,优化成分设计,综合运用强化机制,将有望形成基于全流程组织性能调控的全新生产工艺技术体系,可更加充分挖掘材料潜力,最终实现热轧钢管产品质量的全面提升及减量化制造。

汽车结构用热轧双相钢的生产现状及发展趋势

介绍了热轧双相钢在汽车板"以热代冷"进程中的发展情况、国内外主要热轧双相钢产品的化学成分和性能,及其在车身结构及车轮上的应用情况,同时指出,依托短流程薄规格生产工艺技术优势,进一步提高热轧双相钢的生产稳顺性、组织性能稳定性、成品的板形和表面质量,将是实现汽车结构用低成本热轧双相钢开发生产的重要研发方向。

碳钢/不锈钢板蛇形轧制复合变形行为

为得到不同工艺参数对碳钢/不锈钢板蛇形轧制复合变形行为的影响规律,采用ANSYS Multiphysics/LS-DYNA有限元软件模拟了基层为Q235、复层为1Cr13的双层碳钢/不锈钢轧制复合过程,分析了辊速比、错位量、压下量、初始板厚及初始层厚比等工艺参数对复合板弯曲曲率、结合界面塑性应变及轧后层厚比的影响规律。结果表明,与同步轧制相比,蛇形轧制能提高复合板结合界面的塑性应变,降低复合板弯曲曲率;增大辊速比可以提高复合板结合界面的塑性应变;增大压下量可提高复合板的轧后层厚比及结合界面塑性应变;存在轧制复合后板材平直的工况,如压下量为86 mm时,对板厚为200 mm、辊速比为1.01、轧辊错位量为15 mm、初始层厚比为0.15~0.3的碳钢/不锈钢进行轧制复合所得复合板接近平直。

压片法制备氯离子传感器的工作性能

采用压片法制备了以Ag/AgCl为工作电极,MnO2为参比电极的氯离子传感器。并且对传感器进行了长期稳定性试验、能斯特方程测试、温度试验、离子干扰试验和恒电流极化试验。结果表明,氯离子传感器稳定性良好,能斯特方程线性相关性强。温度对传感器工作性能影响不大,但是其他离子的存在对传感器电位值有一定影响。恒定流极化试验表明氯离子传感器抵抗极化能力较差。

中厚板轧后超快速冷却系统流量自动标定技术

中厚板轧后超快速冷却系统通常采用流量-开口度曲线来加快集管流量调节速度,同时曲线标定精度直接影响集管流量调节精度.以应用于多家中厚板厂的一种新型超快速冷却设备为例,分析其电动调节阀的调节特性,给出流量-开口度曲线自动标定的有效方法.结果表明,利用该自动标定方法对集管进行流量-开口度曲线标定,在增加标定曲线维护便捷性的同时,改善了流量-开口度曲线的控制速度和精度,为提高流量控制速度和精度提供强有力的技术手段.

CSP超快冷带钢头尾冷却控制方法的研究及应用

基于某厂CSP冷却线后段超快速冷却系统改造项目,为了保护卷取设备、提高产品质量并保证生产的连续和稳定,采用基础自动化程序设计,优化了带钢位置跟踪控制功能,开发了后段超快速冷却过程带钢干头和干尾冷却工艺的控制方法。现场实际应用效果表明:该控制方法能很好地满足CSP后段超快速冷却过程中带钢头尾部冷却的工艺控制要求,控制精度较高,误差范围控制在±1m。

短流程CSP生产线超快冷控制系统的开发与应用

文章基于短流程CSP生产线,开发了适合热轧双相钢的超快冷控制系统,并且实现了该控制系统的工业应用。结果表明:采用动力泵压力闭环和溢流阀模糊PID控制的方式实现对供水压力的控制;采用调节阀模糊控制的方式实现对集管流量的控制;采用对实际带钢速度与程序扫描周期乘积的累加来实现对带钢位置的跟踪。6.0 mm厚度热轧带钢的冷却速率为190~210℃/s,11.0 mm厚度热轧带钢的冷却速率为100~120℃/s,中间温度控制在(670±10)℃,卷取温度控制在目标值±30℃,很好地满足了产品需求。

短流程CSP生产线超快冷生产工艺的开发与应用

文章基于短流程CSP生产线,开发了适合热轧双相钢的超快冷生产工艺,并且实现了该生产工艺的工业应用。结果表明:随着终轧温度降低,铁素体晶粒细化,抗拉强度升高;随着中间温度降低,铁素体晶粒细化,抗拉强度降低;获得合理的工艺参数,终轧温度为840℃,中间温度为670℃,卷取温度为170℃。所生产6.0 mm厚度540 MPa级热轧双相钢的显微组织为铁素体和马氏体,屈服强度为330~360 MPa,抗拉强度为560~590 MPa,延伸率为30%~36%,很好地满足了产品需求。

埋入式混凝土用Ag/AgCl工作电极制备与性能表征

为了及时、准确地监测海洋环境下混凝土结构中的氯离子侵蚀过程和钢筋周围的氯离子浓度,基于电化学工作原理,制备了一种精度高、性能稳定的可埋入式固态Ag/AgCl工作电极.结果表明:粉压法制备的Ag/AgCl工作电极耐碱性好、响应时间短、稳定性和重现性均较好,电极电位与氯离子浓度的对数呈线性关系,符合Nernst方程;当工作温度为10~40℃时,温度对传感器电位值的影响可以忽略,当工作温度超过40℃时,传感器电位值要进行温度修正;干扰离子对电极电位没有影响;当7<pH≤10时,电极电位几乎不变,当10<pH≤13时,电极电位随pH值的增加而增大.使用Ag/AgCl工作电极测试混凝土中的氯离子浓度时,必须同时测试混凝土内部的温度和pH值,并作相应的修正.Ag/AgCl工作电极可以为混凝土中氯离子含量的原位动态监测提供技术支持.

Control and application of cooling path after rolling for hot strip based on ultra fast cooling

Hot rolled strip requires diverse and flexible control of cooling path in order to take full advantages of strengthening mechanisms such as fine grain strengthening, precipitation strengthening, and transformation strengthening, adapting to the development of advanced steel materials and the requirement of reduction-manufacturing. Ultra fast cooling can achieve a great range of cooling rate, which provides the means that the hardened austenite obtained in high temperature region can keep at different dynamic transformation temperatures. Meanwhile, through the rational allocation of the UFC (ultra fast cooling) and LFC (laminar flow cooling), more flexible cooling path control and cooling strategy of hot rolled strip are obtained. Temperature distribution and control strategies under different cooling paths based on UFC are investigated. The process control temperature can be limited within 18 °C, and the mechanical properties of the steels get a great leap forward due to the cooling paths and strategies, which can decrease costs and create great economic benefits for the iron and steel enterprises.

航天炉激冷环挂渣事故原因分析及预防措施

激冷环是航天炉的核心部件之一,其良好运行是保证航天炉长周期、高效率运行的关键。介绍河南晋开化工投资控股集团有限责任公司二分公司2017年5月发生的一起激冷环挂渣导致的航天炉外壳撕裂事故,分析激冷环挂渣的原因,提出预防及应对措施,并对激冷环2种检修方式的优劣进行对比,以利于保证激冷环的正常运行。

变换系统增设等温变换炉后的影响

河南晋开化工投资控股集团有限责任公司二分公司2×600 kt/a合成氨装置变换系统采用“四变五炉绝热式”变换工艺,存在CO变换率低、系统压差大、系统低品位热能较多、运行能耗高等问题。经综合分析与研究,于2019年年中在一期合成氨装置一变炉(绝热变换炉)处实施了并联1台水移热等温变换炉的技术改造。等温变换炉投用后,系统压差降低、负荷增大、副产大量2.5 MPa蒸汽、变换系统出口变换气中CO含量达到厂控指标,气化系统(航天炉)、液氮洗系统及合成气压缩机运行工况得到改善,取得了良好的效果。同时也指出,等温变换炉投用后存在一定的隐患,生产中需不断摸索与总结,尽可能避免不必要事故的发生。

薄带铸轧凝固组织的低能晶界及遗传效应

薄带铸轧通过水冷铜辊将液态合金直接制备成1.5~3.0 mm的薄带,具有亚快速凝固和近终成形的显著特点,能够提高液相的凝固过冷度和固-液界面处温度梯度,从而显著影响合金的组织、织构和第二相演变过程,在特种合金制备方面具有巨大的工艺潜力。通过薄带铸轧获得了Fe-Si、Fe-Ga以及Fe-Cr合金铸带,通过金相、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等技术观察凝固组织中低能量晶界的微观形貌、比例、分布等特点,并设计了模型试验验证了低能量晶界的形成原因。结果表明,Fe-Si/Cr合金在熔池大过冷度条件下通过晶粒/晶核间的界面选择作用形成Σ1/Σ3/Σ5/Σ9等特殊晶界,晶界能量等级与过冷度大小密切相关,即过冷度较大时,Σ5/Σ9等高Σ值晶界可以形成(Σ为重合位置点阵晶界的重位点阵密度),而温度升高后,能量最低的Σ1晶界比例较高。通过偏晶合金构建和复现了这种晶粒之间的界面选择作用。低能量晶界迁移速率低,可以起到稳定基体晶粒尺寸诱发异常长大的效果,所以通过工业产线获得的Fe-1.5%Si铸带实现了{100}取向晶粒异常长大,而且在轧制-退火过程中Cube得到极大强化,使得再结晶板带具有极高的横纵向磁感值。此外,这种亚快速凝固过程中特殊晶界形成机理的深度研究和物理冶金原理阐释,能够在薄带铸轧、激光增材以及粉末成形等特殊冶金过程中应用,进一步促进系列技术的进步。

数据挖掘在卷取温度控制中的应用

卷取温度的控制精度直接影响热轧钢材的组织性能,为改善外界工况条件变化对卷取温控制造成的准确率低、温度波动大和换规格轧制首卷钢温度命中难等共性问题,结合轧制数据特点与异常值检测、特征降维、数据均衡化等多种智能算法,改善了数据存在异常、冗余信息及分布不均等问题,提高了数据可靠程度;通过调节优化方法改进传统BP神经网络模型,建立了高精度卷取温度预测模型。结果表明:孤立森林算法可以准确并高效地筛查出异常值,使数据更加稳定、有效;在对化学成分信息进行数据降维时结合先验知识采用MIRF算法,成功减少了冗余信息与噪音数据所造成的空间复杂度高、误差大等问题,避免了关键信息的缺失;基于Adam优化方法的4层BP神经网络建立的卷取温度预测模型具有很强的泛用性及可靠性,该模型预测值与实际值线性拟合良好,R^(2)达0.990 6,绝大多数预测值的绝对误差在10℃以内。应用数据挖掘方法在卷取温度控制中优势明显,为进一步以数据驱动研究温度控制提出了一种新的思路。

热轧带钢超快冷模型及自适应控制系统的研究和开发

超快冷技术是用新一代TMCP工艺理念开发低成本高性能钢铁材料的核心。热轧板带钢轧后工艺控制点温度的控制精度是保证带钢性能和质量的关键因素。基于前期开发的装备和工艺建立了超快冷自适应控制系统模型,并对模型的自适应功能进行了研究,旨在进一步提高轧后工艺控制点温度的控制精度。通过对模型结构的优化设计、模型自学习控制策略的研究及模型自学习系数加权平滑的处理,增强了模型自适应功能。该控制系统已经成功应用于热轧板带钢生产线。现场实践表明,该系统轧后工艺温度控制达到了较高的精度,为产品质量的提高及新产品的开发提供了有力的保证。

热轧带钢超快速冷却系统智能化控制策略研究

超快速冷却技术因具有冷却强度高、冷却均匀性好等优点,已经成为弥补热轧带钢轧后冷却能力不足的最有效手段。但在应用过程中,带钢运行速度具有时变性,变化规律差别大,同时受轧后冷却段长度短及布置特点限制,使轧后冷却工艺温度精度控制难度增大。结合国内某现场轧后冷却系统特点,对影响轧后冷却工艺温度精度的因素进行了研究,揭示了关键因素对工艺温度精度的影响规律;首次将中间温度引入计算过程,开发了超快速冷却系统多阶计算修正智能化控制策略,结合轧制生产过程中的历史数据规律,引入数据挖掘技术,减少了上游工序工艺波动对下游工艺控制的遗传性,实现了对轧后冷却工艺温度的精确控制。现场应用表明,该控制策略增强了系统运行稳定性,卷取温度命中率提高了近3%~5%,为产品的开发及批量生产提供了技术保证。