棒線材控制軋制與控制冷卻技術(shù)探究和應用探究

1、棒線材控制軋制與控制冷卻技術(shù)探究和應用探究摘要世界鋼鐵會議曾提出“軋鋼技術(shù)的發(fā)展必 定長時間集中到加強冷卻、控制軋制及棒線材的無頭軋制技 術(shù)"，因此控制軋制與控制冷卻技術(shù)對控制剛才生產(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)的研究與應用，以期實現(xiàn)該 項技術(shù)應用水平的提高。關(guān)鍵詞控制軋制技術(shù)；控制冷卻技術(shù)；研究與應用中圖分類號：tg335文獻標識碼：a文章編號：1671-7597 (2013) 23-0030-01隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，自動控制學科也呈現(xiàn)出高速發(fā)展的勢頭，其中以工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展尤甚。針對我國工 業(yè)領域，隨著工業(yè)控制檢

2、測技術(shù)、計算機技術(shù)、機械與電子 技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、電機控制技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)設備自動 化程度的演變也不斷深入。所謂自動控制，它是指人不直接 參與生產(chǎn)活動的同時，借助外設裝置或設備，使生產(chǎn)過程的 某些參數(shù)或機械設備根據(jù)自動檢測結(jié)果及預定的方式自動 進行調(diào)節(jié)控制，進而確保該參數(shù)始終處在既定范圍。與人工 控制相比，自動控制是指人不直接參與的同時，借助控制裝 置使被控對象按既定規(guī)律自動運行(見圖1)。圖1自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖鋼材的熱變化是指回復與再結(jié)晶過程所發(fā)生的變化。就 變形角度而言，熱變形具有增強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、控制變形過程

3、的組織及控制相變過程的能力。研究證實, 若相變前屬不同的奧氏體組織，那么相變后亦會獲取不同的 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 程的靜態(tài)恢復過程與動態(tài)恢復過程完全不同，因此控制軋制 可理解成通過控制軋制條件來控制鋼材的性能與組織。冷卻 過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 要分析棒線材控制軋制與控制冷卻領域自動化控制技術(shù)的 實際應用。1控制軋制與控制冷卻技術(shù)自動化控制軋制是指通過優(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)來使后續(xù)冷卻過程奧 氏體相變成細晶鐵素體及理想的相組織，進而獲

4、取最佳韌性 與強度組合的加工過程?？刂评鋮s是指相變強化與晶粒細 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，進而實現(xiàn)相變組織細晶化或相變成全 新的組織，同時再經(jīng)空冷工藝使其強度提高，并最終獲取更 加理想的強度與韌性。由圖1可知，在棒線材的控制軋制與控制冷卻的自動化 技術(shù)應用過程中，主要以自動化控制系統(tǒng)為載體實現(xiàn)控制過 程的自動化。該自動化系統(tǒng)布置的主要特點如下：在系統(tǒng)中 設置控制器、控制閥以及測量元件變送器三大主體自動控制 單元，在具體的工作中，系統(tǒng)會預設一個棒線材軋制控制與 冷卻控制的工藝參數(shù)的范圍，當系統(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，控制器單元則 根據(jù)預設范圍對該工藝參數(shù)實施偏差檢測，確定工藝參數(shù)的 偏差值。在檢測完成之后，確定由控制器輸出檢測結(jié)果，將 其輸入至控制閥單元，在該單元中，通過綜合考慮控制通道 的時間常數(shù)、控制通道特性、放大系數(shù)等基礎上，合理選擇 操縱變量實施自動控制。被控對象在操縱變量與外界干擾的 雙重作用之下，根據(jù)自動控制系統(tǒng)的預設規(guī)律進行運行。在 實施自動控制中，對可直接測量的工藝參數(shù)或者具有決定性 作用的工藝參數(shù)進行自動檢測，并將其作為被控變量輸出， 在被控變量進入測量元件變送器之后，對該工藝參數(shù)進行自 動測量與自動調(diào)節(jié)控制，將最終的測量值與給定工藝參數(shù) 值、檢測偏差值進行對比，以對比的結(jié)果為依據(jù)

6、，進行軋制 控制或冷卻控制工藝參數(shù)的自動調(diào)整，使其始終處于預設的 工藝參數(shù)范圍之內(nèi)，從而使整個自動控制過程形成一個回 路，實現(xiàn)軋制與冷卻控制的自動化。2棒線材控制軋制與控制冷卻技術(shù)的應用2. 1棒線材控制軋制技術(shù)的應用考慮到小型棒線材軋機的軋制工藝參數(shù)方面難以有效 調(diào)整變形制度，確定好孔型設計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的 控制軋制僅能依靠各軋機，即對軋制溫度的控制來實現(xiàn)變性 條件的優(yōu)化?？刂栖堉撇粌H能夠生產(chǎn)出韌性好的細晶組織鋼 材，同時能夠優(yōu)化脫碳或熱處理工序。小型棒線材軋機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