1、RAL中厚板轧制技术的进展中厚板轧制技术的进展 中厚板学术委员会会议技术交流材料RAL控制轧制要求使用强力轧机控制轧制要求使用强力轧机 控制轧制的核心是控制轧制的核心是“低温大压下低温大压下” 超级钢的轧制技术超级钢的轧制技术 德国德国DILLINGER强力轧机的使用情况：轧制管线钢等，强力轧机的使用情况：轧制管线钢等，头尾低温部分轧制力达到头尾低温部分轧制力达到10500吨；吨； 两相区轧制温度可能达到两相区轧制温度可能达到700或更低；或更低； RAL0.03Nb钢，预应变20部分再结晶区、未再结晶区，恢复过程进展十分缓慢软化率与道次间停留时间、温度之间的关系控制轧制要求的待温功能控制轧制
2、要求的待温功能 保温时间保温时间/s RAL不同钢种的变形抗力不同钢种的变形抗力T6.10800与与1000 比较，变比较，变形抗力可以提高形抗力可以提高1倍倍合金钢一般变形抗力比普合金钢一般变形抗力比普碳钢高碳钢高1倍倍RAL强力型中厚板轧机强力型中厚板轧机 单位辊面宽轧制力达到单位辊面宽轧制力达到20 kN/mm 单位辊面宽轧制力矩达到单位辊面宽轧制力矩达到15kN-m/mm 单位辊面宽的轧制功率达到单位辊面宽的轧制功率达到 4 kW/mm 轧机刚度达到轧机刚度达到10 MN/mm 加热炉、矫直机、剪切机、冷床、探伤等设备加热炉、矫直机、剪切机、冷床、探伤等设备 新建轧机追求达标，老式轧机
3、努力改造新建轧机追求达标，老式轧机努力改造RAL首钢首钢3500中厚板轧机国家十五中厚板轧机国家十五P=70000kNM=3070kNm2N=7000kW2K=10700kN/mmRAL板形与板凸度控制技术的重要性板形与板凸度控制技术的重要性RALCVC 辊型辊型RALCVCPLUS技术及应用技术及应用RALCVC 横移位置与等效凸度横移位置与等效凸度RALWRS轧机板凸度的控制范围（福山厂）轧机板凸度的控制范围（福山厂）WRS=1000mmWRB=6000kN/chock0.4mmRAL辊系受力情况辊系受力情况RAL计算辊系弹性变形行为的模型计算辊系弹性变形行为的模型FSD FSD FSD
4、FSD FFB FFB FFB FFB Load distribution between work and backup rollLoad distribution inthe roll gaphCL-hCxRAL热凸度计算模型热凸度计算模型Data of roll set:- diameter- materialProcess Data:- thickness- width- temperature- speedMill Status (cyclical):- stand loaded- status of roll cooling- circumference speed- coolan
5、t temperatureParameter:- Heat transfer coefficient plate to roll- Heat transfer coefficient environment - roll- Heat expansion coefficientsfor calculation of thermal crown2 - dimensional modelContour of thermal crown along barrellengthRAL磨损技术模型磨损技术模型+/- schkvTvTBbaCenter of mill standB = plate width
6、V = roll wear in the center of barrela,b,k = coefficience for description of wear at the plate edgesch = lateral flow of the plate Main parameters for roll wear: Roll material and surface hardness Rolling force Contact length Relative speeds of roll and stock Steel grade (alloy) Scale Roll surface t
7、emperature Roll gap lubricationRAL横移机构横移机构RALCVC 装置装置OS侧剖面侧剖面RAL弯辊装置剖面弯辊装置剖面RAL压力补偿控制原理压力补偿控制原理RAL弯辊装置在装配中弯辊装置在装配中RAL立辊轧机的结构立辊轧机的结构RAL立辊轧机的结构特点立辊轧机的结构特点液压压下（液压压下（AWC，短行程）、电动压下分工使用，短行程）、电动压下分工使用立辊垂直升降：立辊垂直升降： 孔型辊：成形道次用，改善边部形状；孔型辊：成形道次用，改善边部形状； 平辊：展宽、精轧道次使用，矩形边部，平辊：展宽、精轧道次使用，矩形边部，AWC边部边部DBR辊辊中间防翘辊中间防翘
8、辊安装位置：水平立辊轧机中心距安装位置：水平立辊轧机中心距3625 mm，轧机前后均有，轧机前后均有RAL利用立辊的平面形状控制利用立辊的平面形状控制RAL宽度控制的精度宽度控制的精度RAL生产生产LP钢板的钢板的AGC系统系统RAL成形成形MASMAS轧制法原理图轧制法原理图所轧钢板的平面形状2)(xT本轧制方法2)(xT转动 9002)(xh2)(xh板坯成形轧制后的厚度分布展宽轧制结束时的形状传统轧制方法 MAS 轧制法原理转动 900RALMAS法控制原理图法控制原理图轧制规程MAS形状压下位置指令轧制速度指令头部位置检测自动板厚控制装置液压压下控制装置ASRLCPLGRAL控制关键点
9、控制关键点V压下tV轧制tkk= V压下压下/ V轧制轧制APC控制控制ASR控制控制关键之一：关键之一：前滑计算前滑计算关键之二：关键之二：协调协调APC、ASR轧制速度轧辊转速前滑前滑 1 RAL平面形状控制平面形状控制MAS轧制立辊轧制立辊（AWC，短行，短行程）程）所轧钢板的平面形状2)(xT本轧制方法2)(xT转动 9002)(xh2)(xh板坯成形轧制后的厚度分布展宽轧制结束时的形状传统轧制方法 MAS 轧制法原理转动 900RAL控制冷却系统的配置情况控制冷却系统的配置情况 气雾式：酒泉气雾式：酒泉 水幕式：济钢中板，秦皇岛中板水幕式：济钢中板，秦皇岛中板 ACC+DQ：济钢宽厚
10、板，宝钢：济钢宽厚板，宝钢5000 直管式层流：鞍钢中板，首钢，南钢中板，营口中板，直管式层流：鞍钢中板，首钢，南钢中板，营口中板，河北文丰河北文丰 U型管层流：鞍钢厚板，新余中板，武钢轧板厂型管层流：鞍钢厚板，新余中板，武钢轧板厂RAL首钢首钢3500轧机的控制冷却系统轧机的控制冷却系统RALRALRAL横向均匀性横向均匀性边部遮蔽及凸型水量边部遮蔽及凸型水量凸型水量分布凸型水量分布边部遮蔽边部遮蔽(3000以上的宽板效果明显以上的宽板效果明显)RAL控轧控冷中轧制温度控制措施控轧控冷中轧制温度控制措施粗轧机架粗轧机架 待温辊道待温辊道 精轧机架精轧机架方案方案1粗轧机架粗轧机架 中间冷却中
11、间冷却 精轧机架精轧机架方案方案2粗轧机架粗轧机架 交叉轧制交叉轧制 精轧机架精轧机架方案方案3RAL国外中厚板轧机的控冷系统国外中厚板轧机的控冷系统RALU形管喷头的结构形管喷头的结构控制冷却装置管式层流控制冷却装置管式层流 直管式层流喷头的结构直管式层流喷头的结构直管式层流冷却装置的优点：直管式层流冷却装置的优点：1 容易制作；容易制作；2 不易堵塞；容易通堵不易堵塞；容易通堵RAL定位孔板定位孔板水水 枕枕层流管层流管层流管层流管进水管进水管阻尼孔阻尼孔溢流孔溢流孔正视图正视图横截面视图横截面视图高密度直集管原理图高密度直集管原理图RAL福山厂设置的高效冷却系统福山厂设置的高效冷却系统R
12、AL倾斜喷射；压力；较近距离；吹扫气膜核沸腾；倾斜喷射；压力；较近距离；吹扫气膜核沸腾；25倍的冷却效率倍的冷却效率高效冷却基本原理高效冷却基本原理RAL冷却原理：核沸腾和膜沸腾冷却原理：核沸腾和膜沸腾RAL冷却速率与冷却的均匀性冷却速率与冷却的均匀性RAL高效冷却系统的冷却能力高效冷却系统的冷却能力RAL控冷设备的采用情况控冷设备的采用情况RAL在线热处理设备（福山厂）在线热处理设备（福山厂）宽度4.5m，大型感应加热装置。热流量105107W/m2，是气体加热的100倍特点：在线同步处理，缩短交货期；与控冷组合，可控制碳氮化物析出RAL在线热处理的组织变化在线热处理的组织变化RAL横向弯曲
13、的补偿和压下调整横向弯曲的补偿和压下调整RAL高级冷矫的概念高级冷矫的概念RAL由由Super-OLAC 和和C/L控制的残余应力控制的残余应力RAL宽度方向上弯曲应变的分布宽度方向上弯曲应变的分布RAL5辊辊9辊可更换式冷矫直机辊可更换式冷矫直机RAL轧制过程自动化与轧制过程自动化与物理冶金研究结合物理冶金研究结合RAL研究内容研究内容 热轧过程物理冶金模型的基本框架热轧过程物理冶金模型的基本框架1 化学成分化学成分2 轧制参数轧制参数3 冷却参数冷却参数1 晶粒长大晶粒长大2 碳氮化物碳氮化物 的溶解的溶解1 再结晶再结晶2 流变应力流变应力3 碳氮化物的析出碳氮化物的析出1 相变相变2
14、碳氮化物碳氮化物 的析出的析出 力学性能力学性能显微组织显微组织加热加热 粗轧粗轧冷却冷却卷取卷取 精轧精轧4 连铸组织连铸组织物理冶金模型物理冶金模型1再结晶模型（未再结晶再结晶模型（未再结晶与应变积累）与应变积累）流变应力模型流变应力模型物理冶金模型物理冶金模型2碳氮化物析出模型碳氮化物析出模型加工硬化奥氏体相变模型加工硬化奥氏体相变模型组织性能关系模型组织性能关系模型1 奥氏体晶粒尺寸奥氏体晶粒尺寸2 溶解元素的量溶解元素的量 1 奥氏体晶界面积奥氏体晶界面积2 平均位错密度平均位错密度3 沉淀析出量沉淀析出量1 相变温度相变温度2 各相体积分数各相体积分数 3 3 铁素体晶粒尺寸铁素体
15、晶粒尺寸 模型模型输出输出输入输入过程过程4 4 沉淀析出量沉淀析出量RAL利用热力模拟实验确定模型参数利用热力模拟实验确定模型参数单道压缩实验：动态再结晶，变形抗力单道压缩实验：动态再结晶，变形抗力双道次压缩实验：静态再结晶双道次压缩实验：静态再结晶松弛实验：沉淀析出与松弛实验：沉淀析出与 PTT 曲线曲线热膨胀实验：相变行为与热膨胀实验：相变行为与CCT曲线曲线0.10.20.30.40.50.6406080100120140160d/dt=0.1/s1000900850 Pridiction Measurementstress(MPa)strain100501552.510.50.20.
16、1 0.05 /s405403385312300290 287207215 206VHN360306270256247235 222212204 21010010110210310410510008006004002000AMP40% reduction0% reductionTime , soBBPRAL物理冶金数学模型的建立物理冶金数学模型的建立热力模拟实验热力模拟实验实验室热轧实验实验室热轧实验离线工业轧制实验离线工业轧制实验沉淀沉淀析出析出变形抗力模型变形抗力模型再结晶与再结晶与应变积累应变积累轧制力、力轧制力、力矩、电机功率矩、电机功率（超出规程的（超出规程的限制）限制）相变研究相变
17、研究热轧工艺制度制定热轧工艺制度制定信息反馈信息反馈模型参数修正模型参数修正在线工业轧制实验在线工业轧制实验设备条件设备条件信息反馈信息反馈模型参数修正模型参数修正信息反馈信息反馈模型参数修正模型参数修正确定模型参数确定模型参数确定模型结构确定模型结构热热力力学学理理论论动动力力学学理理论论物理冶金物理冶金数学模型数学模型RAL人工智能与物理冶金模型相结合人工智能与物理冶金模型相结合化学成分化学成分工艺参数工艺参数物理冶金模型物理冶金模型加热加热变形变形相变相变析出析出人工智能技术人工智能技术组织（主值）组织（主值）性能（偏差）性能（偏差）组织（偏差）组织（偏差）性能（主值）性能（主值）组组织
18、织性性能能RAL显微组织监视器和优化器显微组织监视器和优化器T板坯板坯RAL微观组织监视器的后台混合模型微观组织监视器的后台混合模型输入输入选择选择物理模型物理模型ANN输入输入过程过程温度温度变形量变形量变形速率变形速率冷却速率冷却速率-设备设备几何尺寸几何尺寸带钢带钢化学成分化学成分速度速度厚度厚度宽度宽度输出输出显微组织显微组织再结晶分数再结晶分数奥氏体晶粒尺寸奥氏体晶粒尺寸铁素体晶粒尺寸铁素体晶粒尺寸相组成相组成-力学性能力学性能屈服强度屈服强度抗拉强度抗拉强度延伸率延伸率RAL组织性能的预测与控制组织性能的预测与控制加热模型加热模型轧制模型轧制模型实测值实测值材料化学成分：材料化学成
19、分：C, Si, Mn, Nb, V, Ti变形条件：温度、程度、速度变形条件：温度、程度、速度冷却条件：温度冷却条件：温度显微组织预测显微组织预测显微组织控制显微组织控制冷却模型冷却模型直接质量确认直接质量确认减少破坏性试样数量减少破坏性试样数量提供带钢全长性能数据提供带钢全长性能数据对于质量控制极为重要对于质量控制极为重要卷取后直接发货卷取后直接发货快速装运，减少库存快速装运，减少库存带钢全长性能均匀性提高带钢全长性能均匀性提高力学性能力学性能长度长度RAL大规模定制与柔性轧制大规模定制与柔性轧制RAL轧制计划在线判定与修正：轧制计划在线判定与修正：OK钢化学钢化学成分分析成分分析钢质量控
20、制钢质量控制显微组织显微组织监视器监视器客户订单客户订单RAL钢化学钢化学成分分析成分分析钢质量控制钢质量控制显微组织显微组织监视器监视器客户订单客户订单显微组织显微组织优化器优化器轧制计划在线判定与修正：轧制计划在线判定与修正：OPTRAL钢化学钢化学成分分析成分分析钢质量控制钢质量控制显微组织显微组织监视器监视器客户订单客户订单轧制规程轧制规程重新制定重新制定轧制计划在线判定与修正：轧制计划在线判定与修正：RESRAL钢化学钢化学成分分析成分分析钢质量控制钢质量控制显微组织显微组织监视器监视器客户订单客户订单无适合订单无适合订单轧制计划在线判定与修正：轧制计划在线判定与修正：NORAL常规
21、的生产计划制定方法常规的生产计划制定方法生产计划生产计划客户订单客户订单规格规格品种品种轧制冷却规程轧制冷却规程冶炼规程冶炼规程RAL新的生产计划制定方法新的生产计划制定方法显微组织显微组织优化器优化器生产计划生产计划客户订单客户订单规格规格扩大扩大品种品种扩大扩大轧制冷却规程轧制冷却规程冶炼规程冶炼规程RAL柔性化：同一材质生产不同钢种柔性化：同一材质生产不同钢种钢种钢种A订单订单钢种钢种A钢种钢种B钢种钢种C钢种钢种B订单订单钢种钢种C订单订单利用钢种利用钢种B生产生产不同级别、不同不同级别、不同组织的产品组织的产品组织优化器组织优化器RAL柔性化：不同材质生产同一钢种柔性化：不同材质生产
22、同一钢种钢种钢种B钢种钢种B订单订单同一性能的产品同一性能的产品组织优化器组织优化器利用钢种利用钢种A生产生产利用钢种利用钢种C生产生产利用钢种利用钢种B生产生产RAL改进高改进高N钢中钢中TiN粒子的热稳定性粒子的热稳定性ICASS2004，29，F5RALHAZ宽度的比较宽度的比较入热量：入热量：60kJ/cm方式：埋弧焊接方式：埋弧焊接ICASS2004，29，F6RAL钢中的氧化物和硫化物钢中的氧化物和硫化物RAL钉扎效果的比较钉扎效果的比较RALHAZ组织的比较组织的比较RAL不锈钢复合板的制造技术不锈钢复合板的制造技术原料的表面状况：酸洗，表面处理原料的表面状况：酸洗，表面处理组立板坯的真空度：大型真空室组立板坯的真空度：大型真空室EBW焊接焊接组立板坯的轧制方法：大压下轧制组立板坯的轧制方法：大压下轧制热处理：扩散焊接热处理：扩散焊接RAL 谢谢 谢谢 大大 家家 ！RAL热处理设备的配置热处理设备的配置RALRAL
