全 线 共 有 9个 水 箱 ,盘 卷 线 4个 ,均 为 达 涅利设计,控冷系统由达涅利整体引进,能 够 自 动 控 制 、自 动 调 温 ,能 满 足 各 钢 种 的 控 冷要求;高线部分配备有5个水箱,为实现 高 速 线 材 热 机 轧 制 提 供 了 条 件 。并 且 ,盘卷 线4个水箱和高线四/五号水箱都配备了多 通道设计,可以根据所过轧件的尺寸进行 合理选用,大大提高了设备的冷却能力,充 分保证了轧件的冷却效果。
CCT在线系统可以采用三种模式对轧 线温度进行控制。
(1)自 动 模 式 :操 作 人 员 从 CCT-Of fline 中 将 控 冷 程 序 直 接 传 输 到 CCT－ online系 统中,并 通 过HMI直 接 从 数 据 库 内 选 出 所 需要的程序,闭环控制系统通过控冷调节 系统对轧线温度进行控制和实时调节。
在线控冷技术附带有一个在线数据库 服 务 器 (MySQL或 Interbase),它 能 预 先 把 离 线控冷技术的冷却程序保存起来,在线控 冷 技 术 再 把 它 们 转 换 给 数 据 库,HMI通过 可视化的方式存取数据和显示冷却程序, 在 HMI上 选 择 冷 却 程 序 并 点 击 确 定 按 钮 后,冷 却 程 序 数 据 将 由HMI在OPC-Server 上 写 入 等 价 的 变 量 值 。CCT在 线 与 离 线 系 统的数据转换和连接如图1所示。
文 章 编 号 :1672-3791(2011)05(c)-0128-03
Ｔｈｅ ＣＣＴ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ＸｉａｎｇＴａｎ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｗｉｒｅ Ｒｏｄ ａｎｄ Ｂａｒ ｉｎ Ｃｏｉｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ:The Control Cooling Technology is a very important technique in steel manufacture industry,it attract especialy attention from the metallurgy factory.This article gives a description of basic theory,classify and application of The Control Cooling Technology in long bar and wire rod field.and also gives a description of the design,the application of advanced control cooling technique form DANIELI and SMS Meer in Xiang Tan high speed wire rod and bar in coil production line.At the same time,gives us some problems appeared in the rolling process,along with the resolvent of this problems. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:The controled cooling technique;CCT;On line/Off line software;Temperature;Mechanic properties
在模拟后的图表中,我们可以快速得 到控制冷却后材料的微观组织情况和机械 性 能 情 况 ,如 :Φ 18.0规 格 ML30CrMo,在 一 定冷却速度下,我们模拟后得出的机械性 能和微观组织情况如图3。
结合图3和软件计算可以得知,当KOCKS 后 4#水 箱 温 度 在 867.6℃ ,集 卷 温 度 为 817.5℃ 时 ,在 上 述 冷 却 条 件 下 ,所 得 到 的 材料的微观组织和性能如下。
系 统 在 生 产 控 制 上 具 有 如 下 技 术 优 势 :快 速制定冷却程序;减少轧制测试次数;修正 和 优 化 已 有 的 冷 却 程 序 ;快 速 响 应 客 户 需 求;便于研究材料缺陷(如产生的马氏体沉 淀物和心部聚变);定性评定轧制变量等。
在 CCT离线系统中,我们可以对生产钢 种的详细工艺参数进行编辑和修订,包括,轧 制规格,工艺路线,钢种化学成分,开轧温度, 精 轧 前 温 度 ,吐 丝 温 度 ,风 冷 线 冷 却 方 式 ,终 轧速度,钢坯重量等,在提供以下参数的前提 下,该软件可以自动计算出一套合理的控制 冷却方法,包括需要使用哪些水箱,各个水箱 所需要开启的水嘴数量,和水压使用压力及 流量等全部信息,在该软件中,还可以充分考 虑环境温度和水温等因素对冷却效果的影 响,排除了气候条件等因素对钢材性能的影 响。在提供相关的输入数据后,该软件还可以 直 接 模 拟 绘 制 出 生 产 钢 种 的 TTT曲 线 图 表 (时 间 (time),温 度 (temperature),转 换 (transformation))。
材生产中的应用等情况进行了介绍。并阐述了湘钢大盘卷工艺设计中控制冷却的相关工艺流程,以及DANIELI、SMS先进的控轧控冷技术在
湘钢大盘卷的应用状况。并对生产过程中控轧控冷技术关键和存在问题进行了分析讨论。
关键词:控制冷却技术 CCT 在线离线软件 温度 机械性能
中 图 分 类 号 :TF1
文 献 标 识 码 :A
中 提 供 模 拟 温 度 控 制 。结 合 材 料 的 模 拟 TTT图 ,可 以 描 述 出 预 期 的 微 观 组 织 结 构 , 同 时 能 预 知 该 材 料 的 机 械 性 能 。CCT离 线
图 ２ ＣＣＴ 系统控制原理图 图 ３ Φ ６．５ｍｍＸＹ１２１５ 控轧曲线 图 ４ ＣＣＴ 离线系统获得的Φ １８．０ 规格 ＭＬ３５ＣｒＭｏ 控冷曲线
高速线材生产的控制冷却技术,是利 用轧材余热进行热处理的技术,也称在线 热 处 理 。是 直 接 关 系 到 产 品 力 学 性 能 及 其 均匀性的关键工艺,已经成为现代轧钢技 术领域中的一项新技术,它不但充分挖掘 了钢材的潜力,大幅度地提高了钢材的综 合 性 能 ,简 化 了 生 产 工 艺 ,提 高 了 生 产 效 率,同时也节约了能源和昂贵的合金元素, 给冶金工业和社会带来了巨大的经济效 益 。已 成 为 目 前 新 型 钢 铁 行 业 的 主 要 发 展 趋势。
２ 大盘卷 ＣＣＴ 在线 ／ 离线控制冷却系统 介绍
大 盘 卷 引 进 了 德 国 SMSMeer公 司 的 CCT离 线 、在 线 控 制 系 统 :离 线 系 统 用 于 在 轧制之前核算模拟轧件在轧制过程在中的 温度和全面的参数研究,以及可根据生产 需要,在线下模拟制定出符合要求的控冷 程序,并精确计算出所得到的钢材的微观 组织和机械性能,在线系统用于生产时的 精 确 控 制 , 在 线 、离 线 系 统 的 配 合 使 用 , 加 快了产品开发的速度,为新品种的开发和 生产提供了有效的保障。 ２．１ ＣＣＴ 离线 ／ 在线系统的控制原理和控制 方式
温轧制和细晶轧制,根据各钢种冷却工艺, 可以实现对不同钢种采用不同的冷却工 艺,对提高产品的内部组织和性能具有重 要作用,为生产高性能的线棒材提供了技 术和质量保障。
１ 湘钢大盘卷生产线介绍
湘钢大盘卷生产线采用大盘卷和高速 线材复合配置的方式,扩大了产品品种,增 加了生产的灵活性和市场适应能力;可以 生 产 Φ 5～ Φ 25的 线 材 和 Φ 16～ Φ 52的 盘 卷;对于Φ16～Φ25的产品,既可以通过盘 卷 线 生 产,也 可 以 通 过 高 线 生 产 线 生 产 。湘 钢大盘卷在利用控制冷却技术方面,具有 如下工艺和设备优势。
(2)半 自 动 模 式 :若 没 有 合 适 的 控 冷 程 序 可 以 选 择,操 作 人 员 可 以 在 HMI中 给 出 各控制点的参考温度,系统将通过自动调
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工 业 技 术
科技资讯 ２０１１ ＮＯ．１５
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
如果设定的钢种的冷却曲线符合该钢 种的性能要求,即可以进行程序的模拟,在 模拟后,软件可以显示出在不同时间里,钢 坯的温度变化情况,并且软件用不同的颜 色模拟出钢坯横截面上不同地方的温度情 况 ,(如 心 部 温 度 、平 均 温 度 、表 面 温 度 ),如 图 2所 示 为 Φ 6.5mmXY1215温 度 曲 线 。
节水箱的方式来确保控制温度达到设定 值。
(3)手 动 模 式 :对 生 产 常 规 品 种 ,或 是 对 温度比较敏感的钢种,如易切削钢等,为了 避免头部温度过低造成的开花头堆钢,操 作人员可以人工控制各点的冷却水压力和
水嘴数量。
２ ． ２ Ｃ Ｃ Ｔ 离线控制系统及应用 CCT-离 线 技 术 的 目 的 是 在 轧 制 过 程
湘钢大盘卷生产线是湘钢为适应钢铁 市场对高档次机械类用钢的需求,结合产 品结构调整,新建的一条现代化的大盘卷 与 高 速 线 材 复 合 生 产 线 。生 产 钢 种 以 冷 镦 钢为主,以优质碳素和合金结构钢;焊接用 钢 ;弹 簧 钢 ;易 切 削 钢 ;帘 线 钢 ;出 口 材 等 为 辅,生产工艺技术优越,引进了低温轧制技 术 和 DANIELI、SMSMeer先 进 的 控 轧 控 冷 技术,以及CCT在线/离 线 系 统,实 现 了 控 冷程序编制时的产品性能模拟计算,生产 过程轧线各点温度的实时控制,以及成品 性 能 反 馈 后 的 控 冷 程 序 优 化 。全 线 装 备 有 9 个水冷箱以及步进梁式保温线和备有冷却 风机和保温罩的散卷风冷运输线,以及在 线温度控制系统,多点的温度控制,准确控 制轧件在轧机机组内的温升,可以实现低
微 观 组 织 :铁 素 体 45.8%,珠 光 体 54.2%。 机械性能:屈服强度457MPa,抗拉强度 667MPa。 根据该软件,可以模拟出我们想要得 到的金相组织及性能参数,从而编制理想 的控制冷却程序,满足产品要求。 ２ ． ３ Ｃ Ｃ Ｔ 在线控制系统及应用 CCT在 线 系 统 (CCTOnlinesystem)包 括 一 个 单 独 的 基 于Window-XP操作系统的 ibaLogic软 件 PLC。系 统 通 过LAN连 接 到 局 域 网 (TCP/IP协 议 ),通 过 Profibus连 接 到 现 有 的 PLC系 统 。控 冷 在 线 技 术 针 对 于 轧 制 温 度 采 用 闭 环 温 度 控 制 。根 据 材 料 的 相 关 知识和由控冷离线技术所提供的产品伺服 控 制 参 数 ,通 过 快 速 的 PROFIBUS界 面 ,自 动为冷却水箱提供必要的参数调整(如水 的压力和冷却管数目等),可以迅速可靠地 达到目标。 CCT系 统 程 序 设 定 的 原 理 为 :根 据 输 入的控冷程序计算要开启水箱的水咀个数 和压力,投入使用的初始值为计算值,再根 据实际的温度情况调节压力,直至压力达 到 6bar,若 温 度 仍 比 设 定 高 ,则 开 启 下 一 个 水 嘴 ,如 此 直 到 温 度 达 到 想 要 的 值 。CCT在 线控制系统的温度控制有以下三种设置方 式。