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热处理线常化冷却技术
项目背景：正火热处理工艺，是提高钢板韧性的重要工艺手段。常规的正火热处理工艺，加热后通常采用慢速冷却会导致相变温度提高，铁素体晶粒仍然会长大，室温组织细化效果被大大折扣；导致屈服强度降低。采用正火后加速冷却可以降低相变温度，也可抑制微合金元素碳氮化物的长大，使其低温弥散析出，从而保证钢板强度。基于对中厚板正火冷却过程的换热机理及钢板内部组织演变机理的分析，于2005 年开发了国内首套中厚板正火炉后控制冷却（NCC）装置。该装置可自由调节水量，满足不同钢种及规格的控制冷却的冷却速率要求；钢板冷却均匀，冷却后钢板平直度高；金相组织细化，综合力学性能得到提高，可以挽救轧线生产的不合格钢板，显著提高了正火后钢板的合格率。应用该装置开发了高强度高层建筑用钢 Q460E 钢板的奥氏体加热+控制冷却+回火的热处理工艺，已成功生产并应用于奥运会主会场“鸟巢”工程。关键工艺技术：采用正火控制冷却技术可以降低相变温度，也可抑制微合金元素碳氮化物的长大，使其低温弥散析出，从而保证钢板强度。对于低碳贝氏体类型钢，采用正火空冷无法得到需要的低碳贝氏体组织，性能无法保证；采用正火加速冷却则可控制相变温度，保证得到所需的低碳贝氏体组织。部分薄规格或中等厚度规格产品可以采取正火后加速冷却实现淬火，生产调制钢板。另外，通过正火控制冷却技术，还可以提高钢板的性能合格率 10-15%。常化冷却技术的核心设备是板带钢上下表面的冷却器，高冷速调节范围、高冷却均匀性是常化冷却技术的关键性、核心性问题。北京科技大学基于对板带钢冷却过程的换热机理及内部组织演变机理的研究，通过实验室研究与工程实践成功开发出具有自主知识产权的超密集冷却器及配套常化冷却工艺，可满足常化热处理产品常化后冷却工艺实施过程中所需的大冷却速度调节范围以及高冷却均匀性的需求，保证热处理产品强度与韧性的高度匹配。
北京科技大学
2021-04-13
智能热处理技术
上海交通大学
2021-04-11
流化床热处理设备
使用液化石油气、城市煤气、天然气或电作热源，替代盐浴炉或箱式电炉用于金属工件的热处理。流化床热处理设备包括燃气流化床热处理炉和电热流化床热处理炉。可应用于冶金、机械、航空、钢丝热处理和有色金属工业。流化床具有温度场均匀，加热质量好，工件变形小或不变形等优点，故最适用于形状复杂的模具、薄形工件以及量具、刃具等的加热。当炉温1000℃时，400x400x450mm流化床热处理炉中同一横截面内最大温差≤3℃， 流化床热处理炉据有以下优点： 与其他热处理炉相比，设备简单，容易上马； 升温快，降温快，调温快，其传热能力比火焰炉和电阻炉大2-10倍，其传热系数高达100-400Kcal/(m2.h.℃)； 可达到少氧化或无氧化加热，从而省掉酸洗、碱洗、清洗和抛光等后部工序； 省电，与盐浴炉相比，中温炉省电70％； 加热均匀，变形小或不变形，加热质量好； 可作多种热处理，如淬火前加热、淬火冷却、回火正火等。处理材料包括钢丝、钢管，轴类及各种复杂形状的零件、模具等； 可以自动化、机械化、连续化生产； 无毒气、不污染、公害少，不锈蚀仪器。 应用于各类需要热处理工艺的工矿企业。
北京科技大学
2021-04-13
流化床热处理设备
使用液化石油气、城市煤气、天然气或电作热源，替代盐浴炉或箱式电炉用于金属材料的热处理。流化床热处理设备包括燃气流化床热处理炉和电热流化床热处理炉。可应用于冶金、机械、航空、钢丝热处理和有色金属工业。流化床具有温度场均匀，加热质量好，工件变形小或不变形等优点，故最适用于形状复杂的模具、薄形工件以及量具、刃具等的加热。流化床热处理电炉与盐浴炉技术经济指标的比较：图1
北京科技大学
2021-04-13
中厚板热处理线常化控冷工艺的开发与应用研究
该项目是北京科技大学与舞阳钢铁有限责任公司合作完成的自选项目。是我国第一条自主设计和开发的宽厚板大型热处理线（常化+控冷），填补了国内空白。 为了提高中厚钢板连续热处理线的装备水平及制造能力，实现我国民用及军用高品质、高强度、高韧性钢板能够自主生产的战略目标，国家决定对原三板厂进行改造。该项目的研究开发和成功应用不仅适时结合国家改造的大需求，而且填补了国内空白，采用低碳微合金化国际先进技术，提高了产品性能的合格率、扩大了热处理钢板的厚度规格，解决了高强度结构钢强度偏低的问题，降低了碳当量，大大改善了钢材的焊接性能。主要技术亮点在于： （1）通过技术集成，完成了宽厚板的常化+控冷生产线建设，其中常化+控冷技术属国际首创。（2）自主开发的辊底式热处理炉自动化控制系统（L0级,L1级,L2级）属国内首创。控制技术达到宽厚板热处理炉的国际先进水平，特别是L2级数学模型的应用完全打破了国外垄断的地位，达到国际领先水平。（3）在设计上对国内外辊底式热处理炉先进技术进行了集成优化，使炉温控制精度在±10℃以内，产品合格率达到96%以上。（4）该生产线运行稳定，安全可靠。该项目具有显著的经济效益与社会效益，已成功开发了多个高强度、高韧性产品，其中Q460E/Z35特厚钢板已应用于奥运场馆"鸟巢"工程中。
北京科技大学
2021-04-11
热处理炉壁缺陷虚拟检测系统
该系统是一种热处理炉壁缺陷虚拟检测系统，通过监视器即可清楚观察二十多米高的炉内情况并可判断是否存在缺陷、损坏或需要维修。本系统主要由升降机构、图像采集单元、中央控制单元三部分组成。升降机构由上下支架、曳引机构、钢缆组成。钢缆绕过上下支架的滑轮和曳引结构组成一个封闭的环索，以带动图像采集单元升降。两滑轮上安装有限位开关，确保图像采集单元上下活动在规定的范围内；与所述钢缆连接的图像采集单元由悬挂平板、防抖支架、云台、摄像机、信号传输装置和照明灯组成，摄像机和信号传输装置安装在所述云台上，云台安装在悬挂平板上；中央控制单元可根据升降机构和图像采集单元的反馈信号进行控制、处理并驱动升降机构和图像扫描单元
上海理工大学
2021-04-11
钢板热处理关键工艺及装备技术
钢板热处理的是解决钢板高强度、高韧性、耐磨性能、高温持久性，以及全尺寸性能均匀性的重要手段。不同用途钢板所需的热处理方法不同，除常规的正火、淬火、回火外，新型热处理工艺包括淬火-碳分配、等温淬火、回火快冷工艺可以让钢材获得更高的组织与性能。在众多的钢板热处理工艺中，加热后可控的相变过程是保证性能的关键，这也是常规热处理工艺所不具备的。钢板热处理的另外一个质量控制难题是板形保证。北京科技大学为解决不同用途钢板热处理工艺相变过程可控，配套不同热处理工艺的关键新型冷却装备填补了国内空白，可根据钢板的厚度范围、钢种成分以及组织性能要求，提供冷却速度和冷却终止温度可控的相变控制工艺与装备，以及板面温度均匀性、厚度方向高对称性冷却的钢板板型控制工艺和配套装备。冷却介质为工业浊循环水，供水压力范围在 0.10-0.80MPa，热处理钢板的厚度范围在 3mm～150mm。该工艺与装备的主要技术特点在于：与热处理炉配合，可实现淬火、等温淬火、淬火-碳分配、可控正火、高韧性回火、固溶处理等可用于奥氏体不锈钢板的固溶处理。热处理后钢板的拉伸性能及全板面硬度波动≤5%，热处理钢板的性能（如强度、伸长率、韧性或高温持久性）较常规工艺提高，热处理钢板不平度≤4mm/2000mm。钢板热处理工艺及关键设备包括：自主开发全套工艺、机械装备及自动化控制系统，装备的自动化程度高，日常维护量小，可靠性高，运行成本低。该项目具有显著的经济效益与社会效益，已成功开发了高强度、超高强度工程机械用结构钢、高强度容器板、低温/超低温容器板，不锈钢板，桥梁板，高层建筑用钢，高强度船板。
北京科技大学
2021-04-13
新型金属材料热处理技术及其产品
江苏大学
2021-04-14
带钢连续热处理热过程模型与工艺优化
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。
北京科技大学
2021-02-01
带钢连续热处理热过程模型与工艺优化
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。
北京科技大学
2021-04-13