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带钢连续热处理热过程模型与工艺优化

2021-02-01 09:14:58
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn
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所属领域:
新能源与节能环保
项目成果/简介:

带钢连续热处理(包括立式炉、卧式炉)过程是冷轧和热轧带钢生产的重要工序,该过程是在带钢成分确定的情况下,依靠控制热量传递过程来控制带钢内部微观结构的演化,最终完成金相组织的转变,达到控制带钢力学、电磁等性能的目的。因此,温度控制是带钢热处理过程控制的核心,也是热处理质量的根本保证。为了解决带钢连续热处理炉优化控制的技术难题,并克服半理论或纯经验控制模型严重依赖于现场、难以移植和泛化能力有限的不足,本成果基于传热机理模型对带钢在连续热处理炉内的传热过程及其优化控制策略展开相关的理论分析和实验研究。 本成果瞄准带钢连续热处理热过程模型研究,基于传热学的基本原理,精确解析退火炉内辐射换热、对流换热(喷气快速冷却、喷气快速加热)、接触换热(炉辊与带钢之间)、喷雾冷却等传热过程,开发带钢在热处理过程中的温度分布预测软件,准确预测带钢温度分布(包括稳定工况和工艺过渡工况),带钢温度预测的典型精度在±2.5%以内(90%以上的命中率),为提高带钢连续热处理的产品质量奠定了基础。在带钢温度精准预测的基础上,基于可行工况集和最优化方法,建立了炉况参数优化策略,大大降低带钢连续热处理工艺切换的效率。

项目阶段:

目前处于推广应用阶段;

效益分析:

市场分析: 本成果拟技术转移的公司主要为带钢连续热处理、带钢连续热涂镀的生产企 业。 投资估算和经济效益分析: (1) 针对某公司带钢连续热处理机组(斯坦因公司提供的设备,带钢最小厚度 0.17mm,机组速度 880m/min),利用本项目成果提出的“带钢温度动态预测模型”,实现了工艺过渡过程的数值仿真,计算精度偏差≤3%,所开发的工艺过渡参数优化仿真系统,大大降低了工况切换的周期。 (2) 针对某公司不锈钢带钢连续退火机组(Andritz 公司提供的设备,冷/热两条机组),开发了不锈钢带钢热处理仿真系统,仿真精度偏差≤2%,新产品退火工艺制度自动生成,降低天然气消耗 5%以上。 (3) 针对某公司不锈钢生产线,也是全球最大不锈钢退火酸洗生产线(中外炉公司提供的设备、年产 70 万吨、厚度 0.4-8mm,宽度 1500-2100mm,采用边中边冷却技术),不锈钢带钢热处理仿真系统,仿真精度偏差≤2%。为机组参数的优化和新钢种/新规格的生产提供指导。 (4) 针对某公司汽车板连续退火立式炉(年产量 99 万吨,厚度为 0.30~2.50mm,宽度为 900~2080mm),采用本项目成果,开发了炉内热过程仿真软件,模型预测误差在 2%以内的命中率达 90%以上。为相关设备节能改造、带钢热处理质量提升提供指导。

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