棒線材控制軋制與控制冷卻技術(shù)探究和應(yīng)用探究

1、棒線材控制軋制與控制冷卻技術(shù)探究和應(yīng)用探究摘要世界鋼鐵會(huì)議曾提出“軋鋼技術(shù)的發(fā)展必 定長(zhǎng)時(shí)間集中到加強(qiáng)冷卻、控制軋制及棒線材的無(wú)頭軋制技 術(shù)"，因此控制軋制與控制冷卻技術(shù)對(duì)控制剛才生產(chǎn)成本、 提高產(chǎn)品組織性能及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。文章主要探究 棒線材控制軋制與控制冷卻技術(shù)的研究與應(yīng)用，以期實(shí)現(xiàn)該 項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用水平的提高。關(guān)鍵詞控制軋制技術(shù)；控制冷卻技術(shù)；研究與應(yīng)用中圖分類號(hào)：tg335文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1671-7597 (2013) 23-0030-01隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制學(xué)科也呈現(xiàn)出高速發(fā)展的勢(shì)頭，其中以工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展尤甚。針對(duì)我國(guó)工 業(yè)領(lǐng)域，隨著工業(yè)控制檢

2、測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械與電子 技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng) 化程度的演變也不斷深入。所謂自動(dòng)控制，它是指人不直接 參與生產(chǎn)活動(dòng)的同時(shí)，借助外設(shè)裝置或設(shè)備，使生產(chǎn)過(guò)程的 某些參數(shù)或機(jī)械設(shè)備根據(jù)自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果及預(yù)定的方式自動(dòng) 進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，進(jìn)而確保該參數(shù)始終處在既定范圍。與人工 控制相比，自動(dòng)控制是指人不直接參與的同時(shí)，借助控制裝 置使被控對(duì)象按既定規(guī)律自動(dòng)運(yùn)行(見(jiàn)圖1)。圖1自動(dòng)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖鋼材的熱變化是指回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程所發(fā)生的變化。就 變形角度而言，熱變形具有增強(qiáng)鋼材塑性變形及控制變形抗 力的能力；就組織控制而言，熱變形具有控制鋼材奧氏體組 織、控制變形過(guò)程

3、的組織及控制相變過(guò)程的能力。研究證實(shí), 若相變前屬不同的奧氏體組織，那么相變后亦會(huì)獲取不同的 組織與性能，此外不同的形變條件及奧氏體化可使熱變形過(guò) 程的靜態(tài)恢復(fù)過(guò)程與動(dòng)態(tài)恢復(fù)過(guò)程完全不同，因此控制軋制 可理解成通過(guò)控制軋制條件來(lái)控制鋼材的性能與組織。冷卻 過(guò)程冷卻條件與形變條件往往決定著鋼材的組織變化，其中 冷卻條件包括冷卻速度、冷卻溫度、終止冷卻溫度。本文簡(jiǎn) 要分析棒線材控制軋制與控制冷卻領(lǐng)域自動(dòng)化控制技術(shù)的 實(shí)際應(yīng)用。1控制軋制與控制冷卻技術(shù)自動(dòng)化控制軋制是指通過(guò)優(yōu)化軋制溫度、加熱溫度、道次壓下 量等熱軋條件及人為控制奧氏體狀態(tài)來(lái)使后續(xù)冷卻過(guò)程奧 氏體相變成細(xì)晶鐵素體及理想的相組織，進(jìn)而獲

4、取最佳韌性 與強(qiáng)度組合的加工過(guò)程?？刂评鋮s是指相變強(qiáng)化與晶粒細(xì) 化，即控制軋制操作結(jié)束后，快速冷卻鐵素體與奧氏體相變 溫度區(qū)間至某種程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相變組織細(xì)晶化或相變成全 新的組織，同時(shí)再經(jīng)空冷工藝使其強(qiáng)度提高，并最終獲取更 加理想的強(qiáng)度與韌性。由圖1可知，在棒線材的控制軋制與控制冷卻的自動(dòng)化 技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，主要以自動(dòng)化控制系統(tǒng)為載體實(shí)現(xiàn)控制過(guò) 程的自動(dòng)化。該自動(dòng)化系統(tǒng)布置的主要特點(diǎn)如下：在系統(tǒng)中 設(shè)置控制器、控制閥以及測(cè)量元件變送器三大主體自動(dòng)控制 單元，在具體的工作中，系統(tǒng)會(huì)預(yù)設(shè)一個(gè)棒線材軋制控制與 冷卻控制的工藝參數(shù)的范圍，當(dāng)系統(tǒng)給定的棒線材的軋制控 制以及冷卻控制的工藝參數(shù)輸入控制器

5、之后，控制器單元?jiǎng)t 根據(jù)預(yù)設(shè)范圍對(duì)該工藝參數(shù)實(shí)施偏差檢測(cè)，確定工藝參數(shù)的 偏差值。在檢測(cè)完成之后，確定由控制器輸出檢測(cè)結(jié)果，將 其輸入至控制閥單元，在該單元中，通過(guò)綜合考慮控制通道 的時(shí)間常數(shù)、控制通道特性、放大系數(shù)等基礎(chǔ)上，合理選擇 操縱變量實(shí)施自動(dòng)控制。被控對(duì)象在操縱變量與外界干擾的 雙重作用之下，根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的預(yù)設(shè)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)行。在 實(shí)施自動(dòng)控制中，對(duì)可直接測(cè)量的工藝參數(shù)或者具有決定性 作用的工藝參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并將其作為被控變量輸出， 在被控變量進(jìn)入測(cè)量元件變送器之后，對(duì)該工藝參數(shù)進(jìn)行自 動(dòng)測(cè)量與自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，將最終的測(cè)量值與給定工藝參數(shù) 值、檢測(cè)偏差值進(jìn)行對(duì)比，以對(duì)比的結(jié)果為依據(jù)

6、，進(jìn)行軋制 控制或冷卻控制工藝參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整，使其始終處于預(yù)設(shè)的 工藝參數(shù)范圍之內(nèi)，從而使整個(gè)自動(dòng)控制過(guò)程形成一個(gè)回 路，實(shí)現(xiàn)軋制與冷卻控制的自動(dòng)化。2棒線材控制軋制與控制冷卻技術(shù)的應(yīng)用2. 1棒線材控制軋制技術(shù)的應(yīng)用考慮到小型棒線材軋機(jī)的軋制工藝參數(shù)方面難以有效 調(diào)整變形制度，確定好孔型設(shè)計(jì)后若想滿足控制軋制變形量 的要求，必須改變各道次的變形量，因此小型棒線材軋機(jī)的 控制軋制僅能依靠各軋機(jī)，即對(duì)軋制溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)變性 條件的優(yōu)化。控制軋制不僅能夠生產(chǎn)出韌性好的細(xì)晶組織鋼 材，同時(shí)能夠優(yōu)化脫碳或熱處理工序。小型棒線材軋機(jī)具有包括兩種控制軋制變形制度，即兩段變形制度、三段變形制度。本節(jié)簡(jiǎn)要分析兩段變形制度。兩段變形制度指奧氏體未再結(jié)晶型與再結(jié)晶型的控軋工藝，此種控軋工藝具有諸