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帶鋼連續(xù)熱處理熱過程模型與工藝優(yōu)化

2021-02-01 09:14:58
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關(guān)鍵詞: 帶鋼 熱處理
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所屬領(lǐng)域:
新能源與節(jié)能環(huán)保
項目成果/簡介:

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(xué)、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(yán)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(zhǔn)帶鋼連續(xù)熱處理熱過程模型研究,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(yù)測軟件,準(zhǔn)確預(yù)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(yù)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(chǔ)。在帶鋼溫度精準(zhǔn)預(yù)測的基礎(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。

項目階段:

目前處于推廣應(yīng)用階段;

效益分析:

市場分析: 本成果擬技術(shù)轉(zhuǎn)移的公司主要為帶鋼連續(xù)熱處理、帶鋼連續(xù)熱涂鍍的生產(chǎn)企 業(yè)。 投資估算和經(jīng)濟效益分析: (1) 針對某公司帶鋼連續(xù)熱處理機組(斯坦因公司提供的設(shè)備,帶鋼最小厚度 0.17mm,機組速度 880m/min),利用本項目成果提出的“帶鋼溫度動態(tài)預(yù)測模型”,實現(xiàn)了工藝過渡過程的數(shù)值仿真,計算精度偏差≤3%,所開發(fā)的工藝過渡參數(shù)優(yōu)化仿真系統(tǒng),大大降低了工況切換的周期。 (2) 針對某公司不銹鋼帶鋼連續(xù)退火機組(Andritz 公司提供的設(shè)備,冷/熱兩條機組),開發(fā)了不銹鋼帶鋼熱處理仿真系統(tǒng),仿真精度偏差≤2%,新產(chǎn)品退火工藝制度自動生成,降低天然氣消耗 5%以上。 (3) 針對某公司不銹鋼生產(chǎn)線,也是全球最大不銹鋼退火酸洗生產(chǎn)線(中外爐公司提供的設(shè)備、年產(chǎn) 70 萬噸、厚度 0.4-8mm,寬度 1500-2100mm,采用邊中邊冷卻技術(shù)),不銹鋼帶鋼熱處理仿真系統(tǒng),仿真精度偏差≤2%。為機組參數(shù)的優(yōu)化和新鋼種/新規(guī)格的生產(chǎn)提供指導(dǎo)。 (4) 針對某公司汽車板連續(xù)退火立式爐(年產(chǎn)量 99 萬噸,厚度為 0.30~2.50mm,寬度為 900~2080mm),采用本項目成果,開發(fā)了爐內(nèi)熱過程仿真軟件,模型預(yù)測誤差在 2%以內(nèi)的命中率達 90%以上。為相關(guān)設(shè)備節(jié)能改造、帶鋼熱處理質(zhì)量提升提供指導(dǎo)。

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