低成本熱軋帶鋼分段冷卻控制方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種低成本熱軋帶鋼分段冷卻控制方法，屬于熱軋帶鋼層流冷卻技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
復(fù)合材料的設(shè)計理念促成了雙相鋼、復(fù)相鋼等熱軋產(chǎn)品的誕生，其在連續(xù)的鐵素體基體中分布有硬質(zhì)的馬氏體第二相，這類鋼具有高的初始加工硬化速率，高的延性，低的屈強(qiáng)t匕，高的抗拉強(qiáng)度和高的烘烤硬化性等特點(diǎn)，正發(fā)展成為現(xiàn)代汽車用鋼的重要組成部分。日本的新日鐵等利用熱軋后強(qiáng)制冷卻的優(yōu)勢，開發(fā)了低溫卷取熱軋生產(chǎn)工藝。該工藝是在熱軋階段采用控制軋制，在冷卻過程中使鐵素體從奧氏體中析出，然后在輸出輥道上采用快速冷卻，將熱鋼帶迅速冷卻到Ms溫度以下進(jìn)行卷取，最終獲得F+M。卷取溫度一般低于300°C，避免貝氏體的形成，同時避免鐵素體的時效和馬氏體的自回火。按照低溫卷取型熱軋帶鋼的生產(chǎn)方法，在實際生產(chǎn)中，自動控制冷卻系統(tǒng)可采用分段冷卻方式進(jìn)行控制。分段冷卻是指將冷卻控制區(qū)分為前段和后段兩個區(qū)域，乳后帶鋼進(jìn)入控制冷卻區(qū)域前段冷卻，達(dá)到一定的層冷中間溫度，然后空冷一段時間，再進(jìn)入控冷區(qū)后段進(jìn)行水冷至目標(biāo)卷取溫度的一種控制工藝，即通過前段密集冷卻+中間空冷+后段密集冷卻的分段冷卻方式，控制成品帶鋼鐵素體與馬氏體的體積分?jǐn)?shù)，達(dá)到相變強(qiáng)化的性能要求。
[0003]分段冷卻的工藝參數(shù)控制復(fù)雜，可在熱模擬試驗中較好實現(xiàn)。但在工業(yè)化大生產(chǎn)中，由于帶鋼是動態(tài)生產(chǎn)，復(fù)雜工藝參數(shù)的控制難度較大，如果能夠?qū)崿F(xiàn)這些工藝參數(shù)的穩(wěn)定控制技術(shù)，就能夠獲得需要的成品組織及性能，滿足不同低成本帶鋼的生產(chǎn)及開發(fā)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述存在的問題提供一種低成本熱軋帶鋼分段冷卻控制方法，該方法實現(xiàn)層流分段冷卻工藝各參數(shù)的穩(wěn)定控制，滿足低成本熱軋帶鋼的生產(chǎn)及開發(fā)需要。
[0005]上述的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
低成本熱軋帶鋼分段冷卻控制方法，該方法包括如下步驟:
(1)將生產(chǎn)過程中滿足的控制參數(shù)輸入熱軋計算機(jī)控制系統(tǒng)；
(2)以終軋目標(biāo)溫度+30°C為設(shè)定目標(biāo)溫度，利用模型虛擬計算功能，計算各規(guī)格組距帶鋼可以達(dá)到的最大穿帶速度，最終確定各規(guī)格組距的速度分配表，固化在模型文件中；
(3)在步驟(2)速度配置的基礎(chǔ)上，機(jī)架間冷卻水F3-4、F4-5、F5_6、F6-7投用自動控制功能，精軋出口測溫儀檢測到實際終軋溫度，反饋計算啟動，實時計算、調(diào)整4組機(jī)架間冷卻水的流量，保證終軋溫度控制在以目標(biāo)值為軸的有限波動范圍內(nèi)。
[0006]所述的低成本熱軋帶鋼分段冷卻控制方法，所述的機(jī)架間冷卻水F3-4、F4-5、F5-6、F6-7投用自動控制的方法是:F3-4段冷卻控制方法為:根據(jù)精軋出口溫度與層冷中間目標(biāo)溫度的差值，預(yù)計算第一段冷卻集管開啟數(shù)量，精軋第一個機(jī)架有鋼信號啟動后，反方向開啟所需的集管數(shù)，精軋出口測溫儀檢測到實際終軋溫度后，冷卻模型進(jìn)行前饋計算，實時調(diào)整第一段冷卻集管的開啟數(shù)量，保證層冷中間溫度控制在以目標(biāo)值為軸的有限波動范圍內(nèi)；根據(jù)帶鋼實際速度的變化，計算、調(diào)整F4-5段冷卻集管開啟位置，保證分段式冷卻的中間保溫時間。
[0007]有益效果:
利用模型虛擬計算功能，確定各規(guī)格帶鋼最大穿帶速度，配以較低的加速率升速軋制，確保整個軋制過程速度變化平穩(wěn)；(2)利用機(jī)架間冷卻水調(diào)整速度快、流量大的功能，可以把高溫、快軋帶鋼的終軋溫度控制在以目標(biāo)值為軸的有限波動范圍內(nèi)；(3)第一段層流冷卻采用反向控制，可以保證帶鋼每一點(diǎn)的空冷時間均從Bank3的最后一組集管開始；(4)第二段冷卻既有前饋控制，又有反饋控制，相當(dāng)于傳統(tǒng)冷卻工藝的一個閉環(huán)控制?？梢跃_控制層流分段式密集冷卻熱軋帶鋼的終軋溫度、中間目標(biāo)溫度、中間保溫時間、卷取入口溫度等，實現(xiàn)“以水代金”熱軋產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)，為經(jīng)濟(jì)型高強(qiáng)鋼的開發(fā)與工藝實現(xiàn)提供了技術(shù)方案。
【附圖說明】
[0008]附圖1為不同規(guī)格組距帶鋼速度分配參數(shù)表。
[0009]附圖2為快速穿帶、近勻速軋制的速度示意圖。
[0010]附圖3為常規(guī)軋制的速度示意圖。
[0011]附圖4為機(jī)架間冷卻水流量控制示意圖。
[0012]附圖5為層流分段密集冷卻集管及測溫儀布置示意圖。
[0013]附圖6為橫向強(qiáng)力吹掃水結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖7為本發(fā)明的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明是提供一種熱軋低成本帶鋼層流冷卻技術(shù)，通過合理利用精軋模型及設(shè)備控制手段，層流冷卻模型及設(shè)備控制手段，可以精確控制層流兩段式冷卻熱軋低成本帶鋼的終軋溫度、中間目標(biāo)溫度、中間保溫時間、卷取入口溫度等。具體包括以下步驟:
步驟1、生產(chǎn)管理系統(tǒng)下發(fā)某成品帶鋼規(guī)格、終軋溫度、層冷中間溫度、中間保溫時間、卷取入口溫度、層流冷卻代碼等信息至熱軋計算機(jī)控制系統(tǒng)；
步驟2、精軋模型在該出鋼記號的速度配置表I中查找已配置的速度控制參數(shù)，按此參數(shù)進(jìn)行穿帶、乳制，速度控制示意圖見圖2 (常規(guī)軋制速度控制示意圖見圖3)；
步驟3、飛進(jìn)切尾信號到達(dá)，機(jī)架間冷卻水F3-4、F4-5、F5_6、F6-7按設(shè)定值自動開啟，精軋出口測溫儀檢測到終軋溫度實際值，反饋計算啟動，實時調(diào)整4組機(jī)架間冷卻水的流量(某一機(jī)架間冷卻水的流量示意見圖4)，保證終軋溫度控制在以目標(biāo)值為軸的有限波動范圍內(nèi)；
步驟4、為保證層冷中間溫度，根據(jù)精軋出口溫度與層冷中間目標(biāo)溫度的差值，預(yù)計算第一段冷卻集管開啟數(shù)量，精軋第一個機(jī)架有鋼信號啟動后，從Bank3最后一組集管往精軋方向開啟所需的集管數(shù)。精軋出口測溫儀檢測到實際終軋溫度后，冷卻模型進(jìn)行前饋計算，實時調(diào)整第一段冷卻集管的開啟數(shù)量，使層冷中間溫度控制在以目標(biāo)值為軸的有限波動范圍內(nèi)(層流分段密集冷卻集管及測溫儀布置示意圖見圖5)； 步驟5、由于第一段冷卻水在Bank3最后一組集管截止，軋制過程中帶鋼每一點(diǎn)的空冷時間從經(jīng)過Bank3最后一組集管開始計時，根據(jù)帶鋼實際速度的變化，計算、調(diào)整第二段冷卻集管開啟位置，保證分段式冷卻的中間保溫時間；
步驟6、預(yù)計算時，以層冷中間溫度與卷取入口目標(biāo)溫度差值、乳制速度、傳熱變化等計算第二段密集冷卻水的開啟組數(shù)。精軋第一個機(jī)架有鋼信號到達(dá)后，第二段密集冷卻從滿足空冷時間要求的那一組集管開始，往卷取機(jī)方向開啟，中間測溫儀檢測到帶鋼溫度以后，第二段密集冷卻前饋控制啟