帶鋼連續(xù)熱處理熱過程模型與工藝優(yōu)化
帶鋼連續(xù)熱處理(包括立式爐、臥式爐)過程是冷軋和熱軋帶鋼生產(chǎn)的重要工序,該過程是在帶鋼成分確定的情況下,依靠控制熱量傳遞過程來控制帶鋼內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的演化,最終完成金相組織的轉(zhuǎn)變,達到控制帶鋼力學、電磁等性能的目的。因此,溫度控制是帶鋼熱處理過程控制的核心,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)驗控制模型嚴重依賴于現(xiàn)場、難以移植和泛化能力有限的不足,本成果基于傳熱機理模型對帶鋼在連續(xù)熱處理爐內(nèi)的傳熱過程及其優(yōu)化控制策略展開相關(guān)的理論分析和實驗研究。
本成果瞄準帶鋼連續(xù)熱處理熱過程模型研究,基于傳熱學的基本原理,精確解析退火爐內(nèi)輻射換熱、對流換熱(噴氣快速冷卻、噴氣快速加熱)、接觸換熱(爐輥與帶鋼之間)、噴霧冷卻等傳熱過程,開發(fā)帶鋼在熱處理過程中的溫度分布預測軟件,準確預測帶鋼溫度分布(包括穩(wěn)定工況和工藝過渡工況),帶鋼溫度預測的典型精度在±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。在帶鋼溫度精準預測的基礎上,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
2021-04-13