热轧带钢的层流冷却 - 副本

Q235B热轧带钢的冷却相变行为及热轧工艺研究摘要：通过对Q235B带钢的高温相变平衡温度及相变开始温度的研究，并根据静态再结晶细化晶粒的原理，制定了适合Q235B带钢的热轧轧制工艺，并有效解决了Q235B厚规格屈服强度、抗拉强度及延伸率偏低等问题。

关键词：相变平衡温度、相变开始温度、贝氏体转变、静态再结晶1前言Q235B作为热轧板材中最普通、使用最广泛的钢种，在我国的每年产量至少在4亿吨以上，因其生产工艺相对较简单，大多数钢厂，尤其是技术力量相对较薄弱的民营企业普遍用该钢种作为主要的热轧板材产品，且大多以粗放式生产为主。

国内外鲜有报道对其热轧阶段的冷却相变行为进行充分的研究，导致指导生产的理论知识缺失，钢材（尤其是厚规格产品）经常出现批量的强度偏低、冷弯脆断、延伸率不符等问题，从而导致生产成本上升，无法及时兑现订单，严重影响公司产品形象。

本文以国内某钢厂（下称：S厂）Q235B板材为例，研究了其在热轧过程中的冷却相变行为，为Q235B产品，尤其是厚规格产品的生产提供了充分的实际保障和理论依据，提高了产品的一等品率，创造了良好的经济效益和社会效益。

S厂的1780mm生产线工艺流程如图 1 所示，该生产线的主要设备有三座常规式步进梁加热炉、一台定宽机、两架带立辊的粗轧机 R1 和 R2、七机架精轧机组 F1-F7、前置式超快冷及层流冷却装置、三台卷取机。

在定宽压力机之前、粗轧机架、精轧机前设有高压水除鳞系统，F1-F6 每个机架后设有带钢冷却水，F1-F7机架间设有水雾除尘水、逆喷等水冷却系统。

图1 S厂1780mm生产线工艺流程图2Q235B冷却过程相变初步分析Q235B 板坯在加热过程中主要发生奥氏体（用符号γ表示）晶粒长大和均匀成分。

随后经过粗、精轧机的轧制，该过程主要发生高温奥氏体区的再结晶及由再结晶引起奥氏体晶粒细化、碳氮化合物的析出以及低温奥氏体区的应变累积效应等。

当带钢出精轧机后，轧后冷却过程中首先发生的是奥氏体晶粒的长大，经由层冷达到奥氏体相变平衡温度以下发生相变，相变结束后铁素体晶粒长大。

热轧带钢技术论文(2)热轧带钢技术论文篇二热轧带钢轧后控制冷却技术的发展及比较摘要：本文对国内外热轧带钢轧后控制冷却技术从20世纪20年代到现在的发展做了介绍，同时对不同控制冷却方式进行了比较。

关键词：热轧带钢，控制冷却，喷水冷却，层流冷却，水幕冷却，超快速冷却UFC。

控制轧制和控制冷却技术已发展成为现代轧钢技术的一项重要工艺。

近年来，随着市场对热轧带钢的需求量增大，对钢材的质量要求也越来越高，不仅要求有很好的表面质量，对钢材的组织力学性能更是提出了更高的要求。

热轧带钢卷取温度的控制是整个热轧生产成品的最后一个环节，为了获得所需要的微观组织形态和力学性能，要求实现快速有效的轧后冷却，使得钢材冷却过程中的温度控制要求更严格。

轧后冷却是控制热轧带钢最终机械性能和板形质量的一个关键环节，这已成为全世界业内研究人员的共识。

控制冷却技术是从对控制冷却工艺及有关理论的系统研究、控制冷却系统、控制冷却装置三方面逐步发展起来的。

1.国内外轧后控制冷却的发展90年代，欧美各国也相继在现有设备改造、新技术的引进、全面生产跟踪、管理系统自动化等诸多方面做了大量的工作。

苏联伊里奇-日丹诺夫1700mm热带钢轧机层流冷却装置，采用了一种新型的“管套管”喷嘴，内管输送压缩空气，外管送水，形成细雾化的水汽混合物喷柱，实现了在线水-空冷却。

在供水量不变的条件下，解决了厚度5-10mm带钢冷却不足问题。

日本钢厂针对冷却设备存在的问题再次进行改造，使卷取温度的精度大幅度提高。

截止1994年，对于厚度2.4mm，卷取温度550℃的普碳钢，99%的热轧带钢卷取温度可控制在士20℃以内。

日本水岛厂热带钢轧机冷却设备进行了一系列改造，流量控制阀采用了响应时间仅为0.5秒，使用寿命超过75万次后仍不漏水的活塞阀，设计出I/D=28(过去为20)的新喷嘴，确定喷嘴最佳安装高度，从而提高了冷却能力，提高了冷却精度，尽管末架精轧机出口温度有波动，卷取温度仍控制在10℃目标范围内。

热轧带钢层流冷却的控制层流冷却是控制带钢卷取温度，提高热轧带钢性能的一种重要技术，已经在热轧带钢的生产中得到广泛应用。

热轧带钢冷却技术的发展分为两个方面，一方面是工艺技术的发展，主要体现在各种冷却装置和冷却工艺的进步；另一方面是控制技术的发展，主要体现在控制策略、控制系统的进步。

层流冷却的控制，必须根据生产工艺的要求，采用不同的冷却模式，满足不同产品的要求。

要求系统控制稳定、水耗量低，实现带钢冷却温度高精度控制。

层流冷却系统控制的基本原理主要是根据原始数据输入，计算带钢终轧温度、目标卷取温度，设定带钢冷却所需的空冷段长度和水冷段的长度。

根据实测值调节冷却集管的开闭数量，调节水量和控制冷却温度精度。

其中，通过分析研究，计算层流冷却水量调节与带钢温降是建立带钢冷却系统控制模型的关键环节。

近年来热轧带钢层流冷却系统普遍采用了冷却路径控制，可以实现前部快冷、后部快冷、稀疏冷却、间断式冷却等多种控制冷却模式。

为了加强对带钢相变过程的控制，可以在输出辊道的前部或者后部采用超快速冷却装置。

目前，该项技术已经应用于热轧带钢和中厚板的轧后快速冷却，如：Arcelor/Carlam，NKK/福山，TKS等热连轧机组，对于3~4mm厚度的钢板超快速冷却装置的冷却速度可以达到每秒400℃以上。

比利时科克利尔和日本的NKK通过应用超快速冷却技术，对热轧带钢轧后冷却过程进行精确控制，分别成功开发了700MPa级和800MPa级高强度汽车用热轧带钢，用于制造汽车车轮轮毂。

热轧带钢层流冷却系统有的采用边部遮蔽技术，以实现带钢横向温度分布的高均匀控制，这一技术对于高强钢的横向组织均匀性具有重要的意义。

此外，一种叫做“双调节段的温度前馈控制”的新方式近来引起注意。

以往国内大部分钢铁企业在层流冷却控制上采取的是温度前馈加温度反馈的控制方式。

为了提高控制精度，常规控制系统的设计中引入反馈控制，以弥补前馈控制的不足。

这种反馈补偿，就是在带钢段到达卷取区高温计处时，根据实际落到带钢上的水量来计算温度变化，利用测量的卷取温度和预报的卷取温度的差别确认和修正参数。

内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目：热轧带钢层流冷却控制系统设计学生姓名：***学号：**********专业：测控技术与仪器班级：2008-1指导教师：李刚老师2011年 08月31日层流冷却作为控制轧制和控制冷却技术的一个组成部分，直接影响带钢的组织和性能，所以层流冷却过程成为热轧厂生产过程中非常重要的环节。

卷取温度控制精度是保证板带质量和板型良好的关键因素。

从具体实现过程可以看出层流冷却控制过程是一个以预设定计算和前馈修正计算为主，反馈控制为辅的复杂控制系统。

层流温度控制是根据精轧出口的速度, 厚度和精轧终轧温度以及要求的卷取温度对热输出辊道上下的层流冷却装置开启集管段进行设定和控制, 以保证带钢进入卷取机前的实际温度在要求卷取温度及其精度的范围内。

为保证获得具有良好综合机械性能的热轧带钢，必须使其迅速冷却到所需要的卷取温度。

带钢冷却具有变形强化和相变强化的综合作用，既能提高带钢强度，又能改善带钢的韧性和塑性。

热轧带钢的温度控制，一方面为了改善钢材的组织状态，提高带钢综合力学性能；另一方面可防止因不均匀变形造成的带钢扭曲和弯曲变形，还可以减少带钢表面氧化铁皮的生成。

关键词：前馈；反馈；自适应；层流冷却；卷取温度；热轧带钢摘要........................................................... - 1 - 第一章引言........................................ 错误!未定义书签。

第二章热轧带钢层流冷却系统的控制目标和任务..................... - 4 -2.1 热轧带钢层流冷却系统的控制目标.......................... - 4 -2.2 层流冷却系统的控制原理.................................. - 4 -2.2.1 层流的概念......................................... - 4 -2.2.2 对层流的数学描述................................... - 5 -2.2.3层流冷却的基本原理................................. - 5 -2.2.4 层流冷却现场结构模型............................... - 5 -2.3 层流冷却的控制难点：.................................... - 6 - 第三章层流冷却控制系统结构........................ 错误!未定义书签。

层流冷却是热轧车间不可或缺的重要设备之一,在轧钢过程中它能把带钢的温度从终轧温度冷却到卷取温度。

如果对层流冷却的控制失败,会造成财产安全等重大事故。

所以说对层流冷却的自动化控制必须做到精确、及时、安全可靠。

1 调节区温度控制调节区温度控制分为微调区控制、精调区控制和侧喷控制,冷却水通过气动阀门实现打开和关闭。

这些阀门的动作是电磁阀驱动的。

开关时序都是根据带钢跟踪系统自动打开和关闭的。

每个微调区和精调区上下喷头的水量由流量传感器监控。

如图1所示。

1.1 微调区控制1-20号冷却段为微调区控制,每组由四排上喷嘴和四个下喷嘴组成,每组下微调区喷水量为每小时108立方米,每组上微调区喷水量为每小时89立方米。

微调区根据带钢跟踪系统通过二级温度控制模型来打开和关闭冷却水喷嘴,基本将带钢温度控制在理想范围内。

1.2 精调区控制21-22号冷却段为精调区控制,每组由八排上喷嘴和把牌下喷组区组成。

每组下精调区喷水量为每小时54立方米,每组上精调区喷水量为每小时46立方米。

微调区根据带钢跟踪系统通过二级温度控制模型来打开和关闭冷却水喷嘴将带钢温度精确控制在设定范围内。

1.3 侧喷控制在层流冷却每个冷却段的后边都有侧喷单元,它由两个喷嘴组成。

最后一个冷却段的后面有四个侧喷喷嘴组成,侧喷在与轧制线相交的方向上冲走残留在带钢上部的冷却水。

其打开关闭时序也是根据带钢跟踪系统来设定的。

2 旋转梁翻转控制上冷却梁旋转是为了热轧线出现堆钢时方便把废钢从辊道上移走或者需要检修时方便更换维护层流冷却上的设备。

上冷却梁旋转共有22个旋转梁,每个冷却段的上梁能够单独旋转。

上喷射梁可以通过液压缸向上旋转。

如果在生产过程中发生堆钢,PL C 会触发急停信号,旋转梁会自动上翻并保持知道操作工手动放下。

操作工也可以点动操作旋转梁实现上翻和下翻。

检修时维护人员可以插入安全销防止事故发生。

3 边部遮挡精轧后带钢宽度方向上温度分布不均,并且在冷却段会更加分布不均,这导致带钢表面不平整,会起边浪。

轧钢工考试：高级轧钢工考试题四1、问答题什么是控制轧制技术？正确答案：控制轧制是指在调整钢的化学成分的基础上，通过控制加热温度、轧制温度、变形制度等工艺参数，控制奥氏体组织变化规律和相变产物的组织形态，达到细化（江南博哥）组织、提高钢材强度与韧性的目的。

2、填空题冷轧生产过程的基本工序为（）、轧制、退火、平整和精整。

正确答案：酸洗3、填空题平行辊矫直机的矫直速度主要由生产率确定，同时要考虑轧材的（）、（）等。

正确答案：种类、温度4、判断题在轧制中，终轧温度过低会使钢的实际晶粒增大，能提高其机械性能。

正确答案：错5、判断题环境方针是一个组织的秘密，不应对外公开。

正确答案：错6、填空题轧制变形方法按轧制温度不同可分为（）、（）。

正确答案：热轧、冷轧7、问答题什么叫轧辊的磨损？正确答案：轧辊在轧制生产过程中，由于要与轧件紧密接触，从而与轧件发生的物理摩擦作用，冷却水使轧辊在高温高压下接触，而发生化学腐蚀的变化和氧化作用从而引起的轧辊表面的质量和数量上的变化，所有这些作用的综合变化就产生了轧辊的磨损。

8、判断题过烧的钢坯可以通过退火加以挽救，使之恢复到原来状态。

正确答案：错9、问答题什么叫飞剪的匀速（同步）机构？正确答案：飞剪的匀速机构就是同步机构，也就是为了使飞剪刀片的线速度与带钢同步的机构。

不同形式的飞剪有不同的匀速方式。

10、填空题钢板产生分层的原因是非金属夹杂物和（）。

正确答案：化学成分偏析11、填空题控制露点就是控制气氛中的含水量，含水量高易造成钢卷（）。

正确答案：氧化12、单选线材厂主导产品是（）A、型材B、高速线材C、板材D、管材正确答案：B13、填空题按脱氧程度可将钢分为（）、半镇静钢和沸腾钢。

正确答案：镇静钢14、问答题影响轧辊磨损的主要原因有哪些？正确答案：（1）轧件的氧化铁皮；（2）轧辊的冷却；（3）轧件的化学成分；（4）轧辊的材质；（5）孔型设计和压下规程。

15、问答题简述钢种、矫直温度、矫直速度对矫直力的影响。