[發明專利]一種螺紋鋼切分棒材高精度組織性能預測方法

在審

• 申請號: 202211249601.7
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115600459A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 譚光耀;周民;馬靳江;樊澤興;牛強
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司;中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/27;B21B1/16;G06F119/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發明涉及一種螺紋鋼切分棒材高精度組織性能預測方法，屬于鋼鐵冶煉領域。本發明涉及軋制全線的溫度演變、組織演變、性能演變過程，利用軋制、水冷、空冷、冷床時的換熱模型，加熱爐、軋線上的晶粒長大模型，軋線上的再結晶模型、殘余應變模型，以及冷床上的相變模型、力能模型等，通過溫度、組織、性能的實測值對各個模型的參數進行修正，集成修正后的子模型，耦合化學成分、軋制規程、設備參數、環境溫度等多種復雜及多維參數，搭建預報螺紋鋼切分棒材成品組織及性能的B/S架構程序，最終可以實現在線溫度?組織性能預報的功能。本發明實現模擬軋鋼，降低因檢驗技術缺陷而引起的結果偶然性，用于優化螺紋鋼切分棒材的軋制及水冷生產工藝。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶煉領域，涉及一種螺紋鋼切分棒材高精度組織性能預測方法。

背景技術

螺紋鋼切分棒材的工藝極其復雜，具體包括鑄坯加熱、鑄坯均溫、除鱗、粗軋、中軋、預精軋、切分、精軋、減定徑、軋后水冷、冷床空冷等過程，提高螺紋鋼切分棒材性能及質量的關鍵在于制定和采用合理的控制軋制與控制冷卻生產工藝。

棒材的軋制速度快，且鋼廠是盈利性企業，通常情況生產不能間斷，測量生產過程中材料的溫度、組織、性能也十分困難，無法確定影響棒材組織及性能的具體因素，這也使得制定控制軋制、控制冷卻生產工藝參數較為困難。

傳統制定控制軋制與控制冷卻工藝的方法主要是通過熱模擬實驗研究某鋼種組織演變規律，之后測試力學性能，符合預期及標準時，根據實驗參數設定工藝流程，進行工業試軋，再根據現場試軋數據，返回修正軋制工藝參數及水冷參數，從而確定最終軋制規程及冷卻制度，由此可見該方法需要耗費大量財力及人力，且整個實驗及數據分析過程也需耗費大量時間，效率較低。

隨著土建行業的快速發展，用戶對螺紋鋼的組織及性能要求越來越高，現有檢驗手段一爐鋼通常情況只檢驗4～5根棒材，這就使得代表該爐軋制成品的組織及性能的結果具有偶然性和局限性，無法確認是否每根鋼坯都合格。

現有針對螺紋鋼的組織性能預報軟件，大多為基于神經網絡模型離線系統，且只能針對已有工藝進行預測，或為基于物理冶金模型的離線組織性能預報系統，但未見到同時考慮加熱坯及直軋坯，可以實現軋制全流程在線實時預報溫度、組織及性能的系統。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種螺紋鋼切分棒材高精度組織性能預測方法，可模擬鑄坯頭部、尾部的整個軋制、冷卻過程(從連鑄出口/加熱爐出口至成品下線)，用于優化螺紋鋼切分棒材的熱軋和冷卻工藝，提高產品性能合格率；與工業生產相連接，實現模擬軋鋼，可在線預測每根鋼坯組織及性能，降低因檢驗技術缺陷而引起的結果偶然性。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種螺紋鋼切分棒材高精度組織性能預測方法，該方法包括以下步驟：

1)螺紋鋼切分棒材高精度組織性能預報系統為B/S架構系統，現場采集溫度、組織及性能數據，對計算程序中的模型結構及參數進行修正；

2)在界面前端上傳帶有機組、機架號、機架延伸率、設備位置、輥環直徑、水箱長度、水壓、水量、鑄坯尺寸參數、冷床冷卻時間、終軋速度、環境溫度、切分機架、切分數、化學成分、加熱制度的模板；

3)處理后端接收前端界面請求，將計算請求轉發給計算程序；

4)計算程序接收到請求后解析模板數據，利用有限差分及換熱模型模擬整個軋制、冷卻過程的溫度演變歷程，具體包括除鱗換熱模型、空冷換熱模型、軋輥換熱模型、軋制溫升模型、水冷換熱模型、冷床換熱模型；

5)計算程序利用軋線奧氏體組織演變模型模擬軋制及軋后的再結晶、晶粒長大過程，具體包括臨界應變模型、動態再結晶模型、亞動態再結晶模型、靜態再結晶模型；