探究冶金自动化技术现状和发展趋势

文章以冶金行业为研究对象,对其在生产过程中的自动化技术进行分析。在论述自动化技术发展现状的同时,从过程自动化、系统化生产、信息化建设这三个方面,对其整体技术的发展方向展开论述,并为具体的技术研究提供参照。

钢铁及合金中稀土总量的快速分析法

钢铁及合金等试样经硝酸、盐酸、高氯酸溶解后,采用分光光度计对其进行比色分析,以一系列有梯度的标准样品的浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制工作曲线,规避了高含量稀土总量需要的重量法及低含量需要的比色法,更好地涵盖了各个范围的稀土总量,分析步骤简单快捷,达到快速分析的要求,实验数据准确度亦能满足生产的需求,并将其应用于球化剂、渣样等其他品种。

大型石油储罐用钢板拉力分层原因分析

通过金相显微镜和扫描电镜等分析测试手段,对大型石油储罐用钢出现的拉力分层现象进行了研究分析。研究发现,拉力分层主要出现在带状组织区域,钢板心部的带状组织是导致拉力分层的直接原因;铸坯中Mn的显微偏析是储罐用钢带状组织产生的内因。

焊后冷速对大型石油储罐用钢热影响区组织性能影响

利用热模拟技术研究了焊后冷却速度对大型石油储罐用钢焊接热影响区组织性能的影响。研究发现:随着冷速的降低,焊接热影响区的硬度显著降低,焊接热影响区的主要组织由板条贝氏体到粒状贝氏体再到针状铁素体。

基于知识的炼钢成分设计专家系统的构建

为提高企业生产的自动化程度和竞争力,提出了利用知识与数学建模相结合的方法来建立炼钢成分设计专家系统。该专家系统由知识库、迭代模型、工艺模型及轧制模型构成。根据用户的输入信息,利用经验和启发性知识,生成符合用户产品质量要求的炼钢目标成分。再利用生成的炼钢目标成分预测成品的力学性能,并通过轧制中钢显微组织演变的数学模型对目标成分进行评估,得到的最终热轧产品的力学性能。该系统具有很好的实用性,能够增加评估结果的准确性,协助工程师快速确定满足客户特殊要求的炼钢目标成分以及优化热轧工艺,从而提高新产品的开发效率。该系统的开发对钢铁企业的新产品开发具有重要意义。

人工智能在冶金自动化中的应用分析

工业4.0时代的到来推动了冶金行业基础自动化模式的变革,智能化已成为其主要发展方向。文章分析了人工智能为冶金自动化提供的技术支持,围绕计算机技术与冶金自动化系统、智能温控仪与高温拉伸试验机、模糊控制与高炉智能控制系统三个层面,探讨了人工智能在冶金自动化中的具体应用,以供参考。

C36船板钢铸坯角部横裂和高温热塑性分析及改进工艺

利用Gleeble-3500热模拟试验和Factsage7.0软件、扫描电子显微镜、红外热像仪等方法对微合金化0.125%C C36船板钢250 mm×2070 mm连铸板坯高温热塑性及其角部横裂纹的形成机理进行了系统分析。结果表明,800~1 200℃为C36船板钢的高温塑性区间,其中800~1 000℃的断面收缩率为75.5%~80.9%,1 050~1 200℃的断面收缩率达到87.8%~95.0%。第二相粒子NbC在950~1 100℃的大量析出是阻碍该变形温度下C36船板钢中再结晶晶粒长大的主要原因。C36船板钢铸坯角部横裂纹形成于外弧且为沿晶脆性开裂,其裂纹的形成可能与其连铸二冷9段铸坯外弧角部温度(706℃)接近脆性温度区间且进行了静态压下有关。通过将C36钢连铸拉速从0.90 m/min提高至0.95 m/min,铸坯外弧角温度由706℃提高至731℃,铸坯外弧角裂纹发生率由5.67%降至3.68%。

含钛S355J2结构钢的焊接接头组织与性能研究

对新钢生产的含钛S355J2钢的焊接性进行了研究,制定了焊接工艺,并根据该焊接工艺对含钛S355J2进行了焊接实验,对焊接接头各部位和焊接热影响区进行了力学性能和微观组织研究。结果表明,含钛S355J2即使热输入达到47 kJ/cm时,过热区也没有出现明显晶粒长大,避免了普通钢在焊接时经常出现的粗晶脆化现象,并且由于锰含量较低,热影响区也不易形成贝氏体组织,含钛S355J2的焊接性能优良,热影响区冲击功与母材相当。

热轧高强钢残余应力调控技术的研究现状及展望

残余应力是导致材料畸变、应力腐蚀以及疲劳性能降低的主要因素。其影响因素复杂,力学加工、温度变化和组织转变都能够直接改变材料内的应力分布并影响其服役性能,因此,残余应力一直以来都是材料研发、制备及应用领域极具挑战性的重要研究方向。受残余应力表征技术的制约,钢铁行业在该领域的研究相对滞后,使畸变、应力腐蚀等成为游离于钢铁产品质量管控体系之外的不可控因素。从残余应力三维表征技术出发,围绕残余应力问题最为突出的热轧板带生产流程,探讨了组织转变和力学冶金过程的塑性行为及其对残余应力的影响,展望了残余应力调控的工艺优化方向和技术发展趋势。

过程质量管控技术在冷轧轧制力优化中的应用

大数据技术的快速发展,促使了制造业向数据驱动阶段转型,以工业大数据平台为基础的全流程质量管控系统实现了上下游的数据互联互通,在具体的生产线上,还可通过机理模型的分析和计算,对生产线工艺参数进行优化。在新余钢铁公司的过程质量管控系统中,利用IT与OT技术的深度融合,在冷连轧生产线通过采集实时轧制力、逆计算轧制力模型参数,获取更能反应现场实际情况的变形抗力系数和摩擦因数,将优化后的轧制力模型参数投入现场运行,结果表明带钢头尾轧制力精度明显提高。

EN10225-2009《固定式近海结构用可焊接结构钢——交货技术要求》标准解析

对欧洲标准EN10225从结构上、技术要求上进行解析,加深技术人员、销售人员对该标准产品要求的理解认识,以助技术人员根据标准要求设计合适的工艺成分参数以及销售人员接单。

冷却模式对NM400相变塑性及残余应力的影响

轧后快速冷却已成为制备耐磨钢NM400的重要手段,但快速冷却过程会在带钢内引入高幅值残余应力,导致带钢出现板形缺陷,并在后续加工以及使用过程中出现畸变。因此,弄清NM400在连续冷却过程的相变行为以及冷却速度对其相变行为的影响规律,是干预带钢相变行为、改善连续冷却过程带钢内残余应力水平及分布的关键。针对某厂热轧连续冷却过程采取的两种冷却模式造成的板形差异问题,通过热模拟试验、基于断裂力学原理的裂纹柔度法以及建立ABAQUS有限元仿真模型,计算了连续冷却过程的温度场、应力应变场,揭示了冷却模式对NM400相变塑性及残余应力的影响规律。研究结果表明,连续冷却过程残余应力的形成分为3个阶段,即热应力主导阶段、表面相变主导阶段和心部相变主导阶段;相变塑性应变的大小及方向与加载在相变瞬间的应力直接相关;加大冷速会提高带钢心部相变开始时带钢表面相变的体积分数,该体积分数越大,心部开始相变时所受到的拉应力水平越高,所产生的相变塑性应变越大,与相变应变两者叠加后在材料内会引入高幅值残余应力。研究成果可为耐磨钢NM400连续冷却过程残余应力调控提供数据基础和理论依据。

1800MPa级冷轧热成形钢的组织与性能

采用膨胀仪测定了一种1800 MPa级冷轧热成形钢的相变点;通过OM、SEM、EBSD等方法检测了其经热轧和热成形后的显微组织,采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机对其进行热处理,测量了其力学性能。结果表明:热轧后实验钢的组织为珠光体和铁素体,热成形后的组织为马氏体和极少量奥氏体。冷轧热成形钢在850℃保温淬火后其综合力学性能最好,抗拉强度最高达到1845 MPa,屈服强度也达到了1033 MPa,伸长率达到了7.4%;由EBSD分析可知,850℃保温后实验钢具有细小的原始奥氏体晶粒和马氏体组织及较高密度的小角度晶界,这是其保持较高的强度和伸长率的原因。

600 MPa级低合金高强钢的组织调控与工艺优化

为了开发并稳定600MPa级低合金高强钢的生产工艺参数,利用连续退火模拟机对试验钢进行了连续退火试验,并通过扫描电镜和拉伸试验机研究了均热温度和过时效温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着均热温度的升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度均逐渐减小,伸长率逐渐增大;随着过时效温度的升高,屈服强度逐渐增大,抗拉强度逐渐减小,伸长率则先增大后减小。试验钢在820℃均热、390℃过时效时,获得最优的力学性能,其中抗拉强度为627MPa,屈服强度为493 MPa,总伸长率超过20%。此外,利用透射电镜观察到钢中存在大量的纳米尺度析出物,这些析出物对试验钢强度的提升有较大的贡献。

基于增量分析和PSO-LSSVM的热轧辊缝调平预测模型

辊缝调平在保证热轧带钢板形质量和轧制稳定性中起着关键作用,目前以操作人员目测后经验调整为主,无法满足未来少人化、智能化轧制技术需求。为此,基于增量分析方法实现工艺参数增量因子提取,有效解决传统离散数据预测中部分信息丢失问题;同时以粒子群算法(PSO)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)模型参数,使得参数选取更加科学。采用某钢厂1580热轧生产数据进行验证,结果表明,基于增量分析和PSO-LSSVM的预测模型能够较好地预测调平值及调平曲线趋势,精轧下游F5~F7调平预测精度在95%左右,可为现场调平策略设定提供辅助手段,也为今后无人化轧制技术的发展提供关键理论支撑。

新钢2500m^3高炉用焦标准的选择

根据已有技术资料和文献记载,分析国内部分钢企2000m3级高炉用焦技术要求、入炉焦炭实际质量和对应炼铁主要技术经济指标生产实践,认为公司2500m3高炉用焦标准采用国标GB50427-2008规定的2000m3级高炉用焦质量要求是可行的,能够满足公司2500m3高炉正常生产要求。