帶鋼連續(xù)熱處理熱過(guò)程模型與工藝優(yōu)化
帶鋼連續(xù)熱處理(包括立式爐、臥式爐)過(guò)程是冷軋和熱軋帶鋼生產(chǎn)的重要工序,該過(guò)程是在帶鋼成分確定的情況下,依靠控制熱量傳遞過(guò)程來(lái)控制帶鋼內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的演化,最終完成金相組織的轉(zhuǎn)變,達(dá)到控制帶鋼力學(xué)、電磁等性能的目的。因此,溫度控制是帶鋼熱處理過(guò)程控制的核心,也是熱處理質(zhì)量的根本保證。為了解決帶鋼連續(xù)熱處理爐優(yōu)化控制的技術(shù)難題,并克服半理論或純經(jīng)驗(yàn)控制模型嚴(yán)重依賴于現(xiàn)場(chǎng)、難以移植和泛化能力有限的不足,本成果基于傳熱機(jī)理模型對(duì)帶鋼在連續(xù)熱處理爐內(nèi)的傳熱過(guò)程及其優(yōu)化控制策略展開相關(guān)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。
本成果瞄準(zhǔn)帶鋼連續(xù)熱處理熱過(guò)程模型研究,基于傳熱學(xué)的基本原理,精確解析退火爐內(nèi)輻射換熱、對(duì)流換熱(噴氣快速冷卻、噴氣快速加熱)、接觸換熱(爐輥與帶鋼之間)、噴霧冷卻等傳熱過(guò)程,開發(fā)帶鋼在熱處理過(guò)程中的溫度分布預(yù)測(cè)軟件,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)帶鋼溫度分布(包括穩(wěn)定工況和工藝過(guò)渡工況),帶鋼溫度預(yù)測(cè)的典型精度在±2.5%以內(nèi)(90%以上的命中率),為提高帶鋼連續(xù)熱處理的產(chǎn)品質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。在帶鋼溫度精準(zhǔn)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,基于可行工況集和最優(yōu)化方法,建立了爐況參數(shù)優(yōu)化策略,大大降低帶鋼連續(xù)熱處理工藝切換的效率。
北京科技大學(xué)
2021-04-13