棒线材控制轧制与控制冷却技术探究和应用探究

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1、棒线材控制轧制与控制冷却技术探究和应用探究摘要世界钢铁会议曾提出“轧钢技术的发展必定长时间集中到加强冷却、控制轧制及棒线材的无头轧制技术"，因此控制轧制与控制冷却技术对控制刚才生产成本、提高产品组织性能及企业经济效益至关重要。文章主要探究棒线材控制轧制与控制冷却技术的研究与应用，以期实现该项技术应用水平的提高。关键词控制轧制技术；控制冷却技术；研究与应用中图分类号：TG335文献标识码：A文章编号：1671-7597(2013)23-0030-01随着计算机技术的发展，自动控制学科也呈现出高速发展的势头，其中以工业自动化

2、技术的发展尤甚。针对我国工业领域，随着工业控制检测技术、计算机技术、机械与电子技术、系统控制技术、电机控制技术的发展，生产设备自动化程度的演变也不断深入。所谓自动控制，它是指人不直接参与生产活动的同时，借助外设装置或设备，使生产过程的某些参数或机械设备根据自动检测结果及预定的方式自动进行调节控制，进而确保该参数始终处在既定范围。与人工控制相比，自动控制是指人不直接参与的同时，借助控制装置使被控对象按既定规律自动运行(见图1)。图1自动化控制系统的结构示意图钢材的热变化是指回复与再结晶过程所发生的变化。就变形角度而言，热变

3、形具有增强钢材塑性变形及控制变形抗力的能力；就组织控制而言，热变形具有控制钢材奥氏体组织、控制变形过程的组织及控制相变过程的能力。研究证实,若相变前属不同的奥氏体组织，那么相变后亦会获取不同的组织与性能，此外不同的形变条件及奥氏体化可使热变形过程的静态恢复过程与动态恢复过程完全不同，因此控制轧制可理解成通过控制轧制条件来控制钢材的性能与组织。冷却过程冷却条件与形变条件往往决定着钢材的组织变化，其中冷却条件包括冷却速度、冷却温度、终止冷却温度。本文简要分析棒线材控制轧制与控制冷却领域自动化控制技术的实际应用。1控制轧制与控

4、制冷却技术自动化控制轧制是指通过优化轧制温度、加热温度、道次压下量等热轧条件及人为控制奥氏体状态来使后续冷却过程奥氏体相变成细晶铁素体及理想的相组织，进而获取最佳韧性与强度组合的加工过程。控制冷却是指相变强化与晶粒细化，即控制轧制操作结束后，快速冷却铁素体与奥氏体相变温度区间至某种程度，进而实现相变组织细晶化或相变成全新的组织，同时再经空冷工艺使其强度提高，并最终获取更加理想的强度与韧性。由图1可知，在棒线材的控制轧制与控制冷却的自动化技术应用过程中，主要以自动化控制系统为载体实现控制过程的自动化。该自动化系统布置的主要

5、特点如下：在系统中设置控制器、控制阀以及测量元件变送器三大主体自动控制单元，在具体的工作中，系统会预设一个棒线材轧制控制与冷却控制的工艺参数的范围，当系统给定的棒线材的轧制控制以及冷却控制的工艺参数输入控制器之后，控制器单元则根据预设范围对该工艺参数实施偏差检测，确定工艺参数的偏差值。在检测完成之后，确定由控制器输出检测结果，将其输入至控制阀单元，在该单元中，通过综合考虑控制通道的时间常数、控制通道特性、放大系数等基础上，合理选择操纵变量实施自动控制。被控对象在操纵变量与外界干扰的双重作用之下，根据自动控制系统的预设规律

6、进行运行。在实施自动控制中，对可直接测量的工艺参数或者具有决定性作用的工艺参数进行自动检测，并将其作为被控变量输出，在被控变量进入测量元件变送器之后，对该工艺参数进行自动测量与自动调节控制，将最终的测量值与给定工艺参数值、检测偏差值进行对比，以对比的结果为依据，进行轧制控制或冷却控制工艺参数的自动调整，使其始终处于预设的工艺参数范围之内，从而使整个自动控制过程形成一个回路，实现轧制与冷却控制的自动化。2棒线材控制轧制与控制冷却技术的应用2.1棒线材控制轧制技术的应用考虑到小型棒线材轧机的轧制工艺参数方面难以有效调整变形制

7、度，确定好孔型设计后若想满足控制轧制变形量的要求，必须改变各道次的变形量，因此小型棒线材轧机的控制轧制仅能依靠各轧机，即对轧制温度的控制来实现变性条件的优化。控制轧制不仅能够生产出韧性好的细晶组织钢材，同时能够优化脱碳或热处理工序。小型棒线材轧机具有包括两种控制轧制变形制度，即两段变形制度、三段变形制度。本节简要分析两段变形制度。两段变形制度指奥氏体未再结晶型与再结晶型的控轧工艺，此种控轧工艺具有诸多显著特点，例如控制加热温度来实现对原始奥氏体晶粒过分长大的规避，以确保粗轧的轧制始终被控制到再结晶温度范围，同时借助变形奥

8、氏体再结晶实现对奥氏体晶粒的细化;若精轧或中轧机组的轧制温度