RU2655398C2 - Method of rolled products production - Google Patents
Method of rolled products production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655398C2 RU2655398C2 RU2016134865A RU2016134865A RU2655398C2 RU 2655398 C2 RU2655398 C2 RU 2655398C2 RU 2016134865 A RU2016134865 A RU 2016134865A RU 2016134865 A RU2016134865 A RU 2016134865A RU 2655398 C2 RU2655398 C2 RU 2655398C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- volumes
- metal
- allocated virtual
- workpiece
- consumer properties
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 66
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 12
- 238000000844 transformation Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 22
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000001303 quality assessment method Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии листовой, широкополосной и сортовой прокатки.The invention relates to the field of metal forming, in particular to the technology of sheet, broadband and long products.
Известен способ производства горячекатаных листов из низколегированных марок стали, предназначенный для повышения качества широких горячекатаных листов (RU 2457912 [1]). Способ включает нагрев заготовки, прокатку на черновой и чистовой стадиях с дифференцированным охлаждением на толстолистовом стане горячей прокатки. Получение изделий с одинаковым комплексом механических свойств в широком диапазоне толщин обеспечивается за счет того, что заготовку из стали конструкционного сортамента с содержанием углерода не более 0,16% прокатывают на толстолистовом стане горячей прокатки при температуре конца прокатки 790-850°C в полосу толщиной 8-50 мм. После прокатки полосы осуществляют ее дифференцируемое охлаждение водой. При этом суммарное относительное обжатие полосы при прокатке в чистовой группе стана, а также скорость охлаждения верхней поверхности полосы на отводящем рольганге в зависимости от конечной толщины полосы регламентированы математическими выражениями.A known method for the production of hot rolled sheets from low alloy steel grades, designed to improve the quality of wide hot rolled sheets (RU 2457912 [1]). The method includes heating the billet, rolling at a roughing and finishing stages with differentiated cooling on a hot-rolled plate mill. Obtaining products with the same set of mechanical properties in a wide range of thicknesses is ensured by the fact that a billet of structural steel with a carbon content of not more than 0.16% is rolled on a hot-rolled plate mill at a temperature of rolling end of 790-850 ° C into a strip with a thickness of 8 -50 mm. After rolling the strip, it is differentiated by water cooling. Moreover, the total relative compression of the strip during rolling in the finishing group of the mill, as well as the cooling rate of the upper surface of the strip on the discharge roller table, depending on the final strip thickness, are regulated by mathematical expressions.
Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает возможности корректировки параметров технологического процесса в случаях отклонения механических свойств готовой продукции от требуемых.The disadvantage of this method is that it does not provide for the possibility of adjusting the parameters of the process in cases of deviation of the mechanical properties of the finished product from the required.
Известен способ производства проката, характеризуемый протеканием процессов нагрева, прокатки, отделки, контроля и отгрузки металла отдельными партиями (плавками) (А.Ф. Метс, Ю.А. Метс. Организация производства в прокатных цехах. Учебное пособие. СПб. Издательство политехнического университета, 2005, стр. 13-14. [2]). На практике этот способ базируется на реализуемых последовательно, завершенных технологических этапах для каждой партии. Сначала все слябы данной партии металла подают в печь для нагрева, затем их поочередно подают в линию стана, где прокатывают по заданному режиму, подвергают правке и термообработке (ускоренному охлаждению). После остывания от нескольких контрольных листов, произвольно выбранных ОТК, отбирают пробы, из которых изготовляют образцы для механических испытаний. По результатам испытаний механических свойств производят аттестацию партии проката на соответствие заданным требованиям, оформление на нее сертификата качества (при положительных результатах аттестации) и ее отгрузку. При отклонении механических свойств контрольных листов от требований заказчика партию переводят в продукцию несоответствующего качества, т.е. аттестуют как продукцию более низкого уровня качества.A known method of production of rolled products, characterized by the flow of processes of heating, rolling, finishing, control and shipment of metal in separate batches (swimming trunks) (A.F. Mets, Yu.A. Mets. Organization of production in rolling shops. Textbook. St. Petersburg Publishing House of the Polytechnic University , 2005, p. 13-14. [2]). In practice, this method is based on sequentially completed technological stages for each batch. First, all the slabs of this batch of metal are fed into the furnace for heating, then they are fed alternately to the mill line, where they are rolled according to the specified mode, subjected to dressing and heat treatment (accelerated cooling). After cooling, from several control sheets, randomly selected by the Quality Control Department, samples are taken from which samples are made for mechanical tests. According to the results of mechanical properties tests, a batch of rolled products is certified for compliance with the specified requirements, a quality certificate is issued for it (with positive certification results) and its shipment. If the mechanical properties of the control sheets deviate from the customer's requirements, the batch is transferred to products of inadequate quality, i.e. certified as products of a lower level of quality.
Основной недостаток известного способа заключается в том, что оценка качества продукции производится только после изготовления всей партии, когда весь металл уже находится на складе и исправить какой-либо показатель качества, несоответствующий требуемым значениям, практически невозможно. Также следует отметить, что при таком подходе размер всех заготовок партии определяется с учетом наличия припуска по длине на отбор проб для изготовления образцов для механических испытаний. Иначе говоря, хотя пробы для механических испытаний отбираются только от контрольных листов, все листы партии изготавливают с припуском по отношению к номинальной длине, определяемой заказом. Это приводит к увеличению объемов обрези листа при резке в меру перед отгрузкой и, соответственно, росту среднего расходного коэффициента.The main disadvantage of this method is that the evaluation of product quality is carried out only after the manufacture of the entire batch, when all the metal is already in stock and it is almost impossible to fix any quality indicator that does not meet the required values. It should also be noted that with this approach, the size of all batch blanks is determined taking into account the presence of an allowance along the length of the sampling for the manufacture of samples for mechanical testing. In other words, although samples for mechanical testing are taken only from the control sheets, all sheets of the batch are made with allowance in relation to the nominal length determined by the order. This leads to an increase in the volume of trimmed sheets when cutting in moderation before shipment and, accordingly, an increase in the average consumption coefficient.
Таким образом, такая схема производства толстолистового проката характеризуется недостаточной гибкостью и адаптированностью к получаемым результатам. Это объясняется отсутствием обратной связи результатов оценки качества продукции с технологическими параметрами прокатки, позволяющей заранее скорректировать эти параметры в нужном направлении или переназначить партию на другой сортамент. Кроме того, в технологию в рамках расчета размеров заготовки приходится закладывать неоправданно завышенный расход металла, предусматривающий возможность отбора проб для всех листов, хотя отбор проб осуществляется только от контрольных листов.Thus, such a scheme for the production of plate products is characterized by insufficient flexibility and adaptability to the results obtained. This is due to the lack of feedback from the results of product quality assessment with the technological parameters of rolling, which allows you to pre-adjust these parameters in the right direction or reassign the batch to another assortment. In addition, in the process of calculating the size of the workpiece, it is necessary to lay an unreasonably high metal consumption, which provides for the possibility of sampling for all sheets, although sampling is carried out only from control sheets.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства (прокатки) листового штрипса для магистральных труб из низколегированной стали (RU 2409433 [3]). Способ включает нагрев непрерывнолитых заготовок, их черновую и чистовую прокатку на реверсивном толстолистовом стане, с возможностью подстуживания промежуточной заготовки и ускоренного охлаждения полученного штрипса, отбор проб, изготовление образцов и испытание механических свойств, аттестацию продукции и ее отгрузку. Возможность мобильной корректировки технологии, снижение расхода металла на образцы обеспечивается за счет того, что в каждой партии проката, формируемой из одной плавки и содержащей до 30 непрерывнолитых заготовок, изготавливают несколько контрольных заготовок, с учетом припуска на отбор проб от готового штрипса, их первую половину прокатывают по заданной технологии, определяют механические свойства полученных штрипсов, при положительных результатах проверки серийную прокатку всех остальных заготовок партии осуществляют с теми же параметрами. Допустимая величина отклонения температурных параметров серийной прокатки от значений пробной прокатки регламентируется, в случае несоответствия механических свойств контрольных штрипсов требуемым значениям, вторую половину контрольных заготовок прокатывают с корректировкой технологических параметров.The closest in its technical essence and the achieved results to the proposed invention is a method for the production (rolling) of sheet strip for main pipes of low alloy steel (RU 2409433 [3]). The method includes heating continuously cast billets, roughing and finishing rolling on a reversible plate mill, with the possibility of reinforcing the intermediate billet and accelerated cooling of the obtained strip, sampling, manufacturing of samples and testing of mechanical properties, certification of products and its shipment. The possibility of mobile technology adjustment, reduction of metal consumption for samples is ensured due to the fact that in each batch of rolled products formed from one heat and containing up to 30 continuously cast billets, several control billets are made, taking into account the allowance for sampling from the finished strip, their first half they are rolled according to a given technology, the mechanical properties of the obtained strips are determined, with positive verification results, serial rolling of all other batch blanks is carried out with the same parameters of. The permissible deviation of the temperature parameters of serial rolling from the values of the trial rolling is regulated, in case the mechanical properties of the control strips do not meet the required values, the second half of the control billets are rolled with the adjustment of technological parameters.
Недостатком известного способа является относительная невысокая точность определения значений корректировки технологических параметров. Это связано с тем, что проверке подвергается небольшой образец от готового изделия, в то время как возможны флуктуации технологических параметров в процессе прокатки листа, что может привести к неоднородности механических свойств по объему. Таким образом, получаемая в рамках указанного способа информация не является репрезентативной.The disadvantage of this method is the relative low accuracy of determining the values of the adjustment of technological parameters. This is due to the fact that a small sample from the finished product is subjected to verification, while fluctuations of technological parameters are possible during the rolling of the sheet, which can lead to heterogeneity of the mechanical properties in volume. Thus, the information obtained in the framework of this method is not representative.
Заявляемый способ производства проката направлен на повышение качества готовой продукции и однородности свойств изделия по всему объему.The inventive method of production of rolled products is aimed at improving the quality of finished products and the uniformity of product properties throughout the volume.
Указанный результат достигается тем, что способ производства проката включает предварительное задание списка подлежащих контролю технологических параметров производства и допустимых диапазонов их значений, нагрев заготовки, последующую ее прокатку в одну или несколько стадий, охлаждение, определение значений технологических параметров производства из заданного списка, определение потребительских свойств в готовом прокате и корректировку допустимых диапазонов значений технологических параметров производства до достижения требуемых потребительских свойств. При этом в исходной заготовке виртуально выделяют некоторое множество объемов металла, определяют технологические параметры производства для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, определяют потребительские свойства для реальных объемов готового проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, и в случае отклонения определенных потребительских свойств от заданных для данного сортамента корректируют допустимые диапазоны значений технологических параметров до достижения требуемых потребительских свойств, а в случае необходимости корректируют список подлежащих контролю технологических параметров производства и допустимых диапазонов их значений.The specified result is achieved by the fact that the method of rolling production includes pre-setting the list of technological parameters of production to be controlled and the acceptable ranges of their values, heating the billet, its subsequent rolling in one or several stages, cooling, determining the values of technological parameters of production from a given list, determining consumer properties in finished products and adjusting the permissible ranges of technological parameters of production to achieve the required Mykh consumer properties. In this case, a certain set of volumes of metal is virtually allocated in the initial billet, the technological parameters of production are determined for the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet, consumer properties are determined for the real volumes of finished products corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet, and in case of deviation certain consumer properties from the set for this assortment correct the allowable ranges of values technologically x parameters until the required consumer properties are achieved, and if necessary, the list of technological parameters of production subject to control and the acceptable ranges of their values are adjusted.
Указанный результат достигается также тем, что в исходной заготовке виртуально выделяют некоторое множество объемов металла, представляющее собой объемную сетку равновеликих прямоугольных параллелепипедов.The indicated result is also achieved by the fact that in the initial billet a certain set of metal volumes is virtually isolated, which is a three-dimensional grid of isometric rectangular parallelepipeds.
Указанный результат достигается также тем, что в исходной заготовке виртуально выделяют некоторое множество объемов металла, представляющее собой два взимноперепендикулярных ряда равновеликих прямоугольных параллелепипедов.The indicated result is also achieved by the fact that in the initial billet a certain set of metal volumes is virtually allocated, which is two rows of perpendicular rows of equal-sized rectangular parallelepipeds.
Указанный результат достигается также тем, что исходной заготовке виртуально выделяют некоторое множество объемов металла, представляющее собой множество несоприкасающихся друг с другом равновеликих прямоугольных параллелепипедов.The indicated result is also achieved by the fact that the initial workpiece is virtually allocated a certain set of volumes of metal, which is a set of equal-sized rectangular parallelepipeds that are not in contact with each other.
Указанный результат достигается также тем, что при прокатке в одну или несколько стадий, между проходами раскат подвергается кантовке в горизонтальной плоскости.The indicated result is also achieved by the fact that when rolling in one or several stages, between the passes, the roll is tilted in a horizontal plane.
Указанный результат достигается также тем, что технологические параметры производства для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, определяют расчетно.The indicated result is also achieved by the fact that the technological parameters of production for real volumes of peals corresponding to the allocated virtual volumes in the initial procurement are calculated.
Указанный результат достигается также тем, что расчетно определяют температуру реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке.The indicated result is also achieved by calculating the temperature of the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece.
Указанный результат достигается также тем, что при расчетном определении температуры реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, учитывают тепловые эффекты фазовых превращений.The indicated result is also achieved by the fact that when calculating the temperature of the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece, the thermal effects of phase transformations are taken into account.
Указанный результат достигается также тем, что при расчетном определении температуры реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, учитывают деформационный разогрев.The indicated result is also achieved by the fact that when calculating the temperature of the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece, deformation heating is taken into account.
Указанный результат достигается также тем, что расчетно определяют деформацию реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке.The indicated result is also achieved by the fact that the deformation of the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece is calculated.
Указанный результат достигается также тем, что потребительские свойства для реальных объемов готового проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, определяют расчетно.The indicated result is also achieved by the fact that consumer properties for the actual volumes of finished products corresponding to the allocated virtual volumes in the initial procurement are calculated.
Указанный результат достигается также тем, что при расчетном определении потребительских свойств для реальных объемов готового проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, используют регрессионные модели.The indicated result is also achieved by the fact that in the calculation of consumer properties for real volumes of finished products corresponding to the allocated virtual volumes in the initial procurement, regression models are used.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:Distinctive features of the proposed method are:
- виртуальное выделение некоторого множества объемов металла и определение технологических параметров производства для реальных объемов проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке;- virtual selection of a certain set of volumes of metal and determination of technological parameters of production for real volumes of rolled products corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet;
- определение потребительских свойств для реальных объемов готового проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке;- determination of consumer properties for real volumes of finished steel, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial procurement;
- корректировка технологических параметров до достижения требуемых потребительских свойств в случае отклонения определенных потребительских свойств от заданных для данного сортамента, а в случае необходимости корректировка списка подлежащих контролю технологических параметров производства и диапазонов их значений;- adjustment of technological parameters to achieve the required consumer properties in the case of deviations of certain consumer properties from those set for this assortment, and if necessary, updating the list of technological parameters of production to be controlled and their ranges of values;
- виртуальное выделение некоторого множества объемов металла, представляющее собой объемную сетку равновеликих прямоугольных параллелепипедов;- virtual selection of a certain set of volumes of metal, which is a three-dimensional grid of isometric rectangular parallelepipeds;
- виртуальное выделение некоторого множества объемов металла, представляющее собой два взимноперепендикулярных ряда равновеликих прямоугольных параллелепипедов;- virtual selection of a certain set of metal volumes, which is two rows of vertically equal rectangular parallelepipeds;
- виртуальное выделение некоторого множества объемов металла, представляющее собой множество несоприкасающихся друг с другом равновеликих прямоугольных параллелепипедов;- virtual selection of a certain set of volumes of metal, which is a set of equal-sized rectangular parallelepipeds that are not in contact with each other;
- расчетное определение технологических параметров производства для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке;- calculation definition of technological parameters of production for real volumes of peals corresponding to the allocated virtual volumes in the initial procurement;
- расчетное определение температуры реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке;- calculation determination of the temperature of the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece;
- учет тепловых эффектов фазовых превращений при расчетном определении температуры реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке;- taking into account the thermal effects of phase transformations in the calculated determination of the temperature of the real volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece;
- учет деформационного разогрева при расчетном определении температуры реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке;- taking into account the deformation heating during the calculated determination of the temperature of the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece;
- расчетное определение деформации реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке;- the calculated definition of the deformation of the real volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the original workpiece;
- расчетное определение потребительских свойств для реальных объемов готового проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке;- the calculation of consumer properties for real volumes of finished steel, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial procurement;
- использование регрессионных моделей при расчетном определении потребительских свойств для реальных объемов готового проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке.- the use of regression models in the calculation of consumer properties for real volumes of finished steel, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial procurement.
Виртуальное выделение некоторого множества объемов металла и определение технологических параметров производства для реальных объемов проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке требуется для того, чтобы в последствии иметь возможность определить значимые технологические параметры применительно не только усреднено ко всему раскату, но и к каждому выделенному в нем объему.The virtual selection of a certain set of volumes of metal and the determination of technological parameters of production for real volumes of rolled products corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet are required in order to subsequently be able to determine significant technological parameters as applied not only to the average roll, but also to each selected in it volume.
Определение потребительских свойств для реальных объемов готового проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке необходимо для того, чтобы отследить технологическую историю производства каждого выделенного объема металла.The determination of consumer properties for real volumes of finished steel corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet is necessary in order to track the technological history of the production of each selected volume of metal.
Корректировка технологических параметров до достижения требуемых потребительских свойств случае отклонения определенных потребительских свойств от заданных для данного сортамента, а в случае необходимости корректировка списка подлежащих контролю технологических параметров производства и/или диапазонов их значений обеспечивает гарантированное достижение требуемых потребительских свойств по всему объему готового проката.Correction of technological parameters to achieve the required consumer properties in case of deviation of certain consumer properties from those set for this range, and, if necessary, updating the list of technological parameters of production subject to control and / or ranges of their values ensures guaranteed achievement of the required consumer properties throughout the entire volume of finished products.
Наиболее целесообразно виртуально выделять некоторое множество объемов металла, представляющее собой объемную сетку равновеликих прямоугольных параллелепипедов. Объемы металла такой формы наиболее удобны для виртуального выделения и последующего контроля технологических параметров и отбора проб для определения потребительских свойств в готовом прокате. При этом в частных случаях реализации, в зависимости от технологии прокатки и назначения готовой продукции можно выделять виртуально либо несколько параллельных рядов параллелепипедов или представляющих собой два взаимно перпендикулярных ряда равновеликих прямоугольных параллелепипедов, либо множество несоприкасающихся друг с другом равновеликих прямоугольных параллелепипедов. Например, при прокатке тонкого листа целесообразно выделять объемы в виде нескольких параллельных рядов и контролировать параметры по всей длине раската. При производстве толстолистового проката в случае, если раскат подвергается кантовке в горизонтальной плоскости, целесообразно виртуально выделять некоторое множество объемов металла, представляющее собой два взаимно перпендикулярных ряда равновеликих прямоугольных параллелепипедов, как минимально необходимую конфигурацию для отслеживания технологических параметров в случае, когда продольная прокатка чередуется с поперечной. В случаях, когда необходимо точечное сопоставление технологических параметров и потребительских свойств, то целесообразно виртуально выделять некоторое множество объемов металла, представляющее собой множество несоприкасающихся друг с другом равновеликих прямоугольных параллелепипедов.It is most expedient to virtually select a certain set of volumes of metal, which is a three-dimensional grid of isometric rectangular parallelepipeds. Volumes of metal of this form are most convenient for virtual isolation and subsequent control of technological parameters and sampling to determine consumer properties in finished products. Moreover, in particular cases of implementation, depending on the technology of rolling and the destination of the finished product, one can select virtually either several parallel rows of parallelepipeds or representing two mutually perpendicular rows of equal-sized rectangular parallelepipeds, or many non-adjacent equal-sized rectangular parallelepipeds. For example, when rolling a thin sheet, it is advisable to allocate volumes in the form of several parallel rows and control the parameters along the entire length of the roll. In the production of plate products in the event that the roll is tilted horizontally, it is advisable to virtually select a certain number of metal volumes, which are two mutually perpendicular rows of equal-sized rectangular parallelepipeds, as the minimum necessary configuration for tracking technological parameters in the case when longitudinal rolling alternates with transverse . In cases where a precise comparison of technological parameters and consumer properties is necessary, it is advisable to virtually select a certain set of metal volumes, which is a set of equal-sized rectangular parallelepipeds that are not in contact with each other.
В частных случаях реализации значения некоторых технологических параметров, подлежащих контролю, невозможно или нецелесообразно определять в результате прямых измерений.In special cases, the implementation of the values of some technological parameters to be controlled, it is impossible or inappropriate to determine as a result of direct measurements.
В частности, деформацию реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке можно определять расчетно. Например, с использованием следующих формул конечно-элементной математической модели, в основу которой положен подход, основанный на принципе минимума мощности пластической деформации, который математически выражается в виде:In particular, the deformation of the real volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece can be calculated. For example, using the following formulas of the finite element mathematical model, which is based on an approach based on the principle of the minimum power of plastic deformation, which is mathematically expressed as:
где 
δυi - виртуальное поле скоростей, удовлетворяющее граничным условиям;δυ i is the virtual velocity field satisfying the boundary conditions;
V - объем деформируемого материала;V is the volume of the deformable material;
Fi - силы, действующие на поверхности SF;F i - forces acting on the surface S F ;
K - константа с большим положительным значением.K is a constant with a large positive value.
Поле скоростей перемещений определяет поле скоростей деформаций:The velocity field determines the strain rate field:
Связь между напряжениями и скоростями деформаций описывается уравнениями Леви-Мизеса:The relationship between stresses and strain rates is described by the Levy-Mises equations:
Жесткие зоны деформируемого тела характеризуются очень малым значением интенсивности скоростей деформаций в сравнении с пластической зоной. Поскольку для жестких и пластических зон необходимо выполнение условия постоянства объема тела V, то значение 
где 
В результате:As a result:
Для сглаживания изменения напряжений трения при переходе через нейтральную точку в очаге деформации используется выражение:To smooth out changes in friction stresses when passing through a neutral point in the deformation zone, the expression is used:
где τ - напряжение трения; m=0,7-1,0 - показатель трения для прокатки толстых листов; 
Также в частных случаях реализации следует определять расчетно температуру реальных объемов металла в центральных слоях раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, при этом для повышения точности определения можно учитывать тепловые эффекты фазовых превращений (аустенит - феррит + перлит, аустенит - бейнит, аустенит - мартенсит) и деформационный разогрев.Also, in special cases of implementation, it is necessary to determine the calculated temperature of the real volumes of metal in the central layers of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet, and to increase the accuracy of determination, the thermal effects of phase transformations (austenite - ferrite + perlite, austenite - bainite, austenite martensite) and deformation heating.
При расчетном определении температуры реальных объемов металла в центральных слоях раската с учетом тепловых эффектов фазовых превращений следует использовать уравнение теплопроводности или уравнение теплового баланса общего вида с учетом внутренних энерговыделений при фазовом превращении. Последние можно учитывать согласно методике, изложенной в патенте на изобретение RU 2413777 [4].When calculating the temperature of real volumes of metal in the central layers of the roll, taking into account the thermal effects of phase transformations, one should use the heat equation or the heat balance equation of the general form, taking into account internal energy releases during phase transformation. The latter can be taken into account according to the method described in the patent for invention RU 2413777 [4].
Уравнение теплового баланса в общем виде с учетом внутреннего энерговыделения:The heat balance equation in general terms, taking into account the internal energy release:
где Qs - поток тепла через поверхность, ограничивающую некоторый объем, dH/dt - изменение энтальпии в объеме, q - мощность объемного энерговыделения. Интегрирование ведется справа по исследуемому объему, слева - по его поверхности.where Qs is the heat flux through the surface limiting a certain volume, dH / dt is the change in enthalpy in the volume, q is the power of volume energy release. Integration is carried out on the right over the volume under investigation, on the left - over its surface.
Мощность объемного энерговыделения для фазовых превращений:Volume energy release power for phase transformations:
где q0 - удельное энерговыделение при фазовым переходе, dm/dt - скорость образования фазы в процессе, при котором происходит энерговыделение.where q 0 is the specific energy release during the phase transition, dm / dt is the rate of phase formation in the process during which energy is released.
Скорость образования новой фазы определяют с помощью кинетической модели фазового превращения. В качестве примера такой модели можно привести уравнение, обеспечивающее хорошее согласие с практикой для распада аустенита с образованием перлита:The rate of formation of a new phase is determined using the kinetic model of phase transformation. An example of such a model is an equation that provides good agreement with practice for the decomposition of austenite to form perlite:
для начала процесса, когда не произошло столкновения фазовых фронтов растущих зерен иto start the process when there is no collision of phase fronts of growing grains and
в конце процесса, после столкновения фазовых фронтов, где k1, k2, k3 - кинетические коэффициенты, определяемые экспериментально, η - относительная массовая доля растущей фазы.at the end of the process, after the collision of phase fronts, where k 1 , k 2 , k 3 are the kinetic coefficients determined experimentally, η is the relative mass fraction of the growing phase.
При расчетном определении температуры реальных объемов металла в центральных слоях раската с учетом деформационного разогрева внутренние энерговыделения при пластической деформации металла можно определить, используя тот факт, что электрическая мощность прокатной клети с учетом КПД ее механического и электрического привода, полностью тратится на разогрев металла:When calculating the temperature of real volumes of metal in the central layers of the roll, taking into account strain heating, the internal energy release during plastic deformation of the metal can be determined using the fact that the electric power of the rolling stand, taking into account the efficiency of its mechanical and electrical drive, is completely spent on heating the metal:
где Р - электрическая мощность привода клети; η - суммарный КПД механической и электрической части привода; g - массовый расход металла через клеть; с(Т) - истинная теплоемкость металла при температуре прокатки; ΔT - величина разогрева металла при пластической деформации в клети; ρ - плотность металла; S - сечение металла; V - скорость его движения.where P is the electric power of the drive stand; η is the total efficiency of the mechanical and electrical parts of the drive; g is the mass flow rate of the metal through the stand; c (T) is the true heat capacity of the metal at rolling temperature; ΔT is the amount of metal heating during plastic deformation in the stand; ρ is the density of the metal; S is the cross section of the metal; V is the speed of its movement.
Для снижения затрат на прямые испытания потребительские свойства для реальных объемов готового проката, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, также можно определять расчетно. Для этого оптимальным представляется использование регрессионных моделей, построенных на основании статистических данных сопоставления технологических параметров и потребительских свойств при прокатке близких сортаментных позиций.To reduce the cost of direct testing, consumer properties for real volumes of finished steel corresponding to the allocated virtual volumes in the initial procurement can also be calculated. For this, it seems optimal to use regression models built on the basis of statistical data comparing technological parameters and consumer properties when rolling close assortment positions.
Сущность заявляемого способа производства проката поясняется примерами его реализации.The essence of the proposed method for the production of rolled metal is illustrated by examples of its implementation.
Пример 1. В самом общем случае способ реализуется следующим образом: перед началом прокатки задают список подлежащих контролю технологических параметров производства и допустимых диапазонов их значений. В исходной заготовке виртуально выделяют некоторое множество объемов металла. Заготовку нагревают в печи прокатного стана, задают первоначальные технологические параметры производства и осуществляют прокатку в одну или несколько стадий с возможностью промежуточного охлаждения раската между стадиями, последующим охлаждением в установке спрейерного и/или ламинарного охлаждения и другие необходимые операции, предусмотренные технологией производства (противофлокеновая обработка, УЗК, охлаждение в рулоне/стопе, порезка, термическая обработка и др.).Example 1. In the most general case, the method is implemented as follows: before the start of rolling, a list of technological parameters of production to be controlled and allowable ranges of their values are set. In the initial billet, a plurality of volumes of metal are virtually isolated. The billet is heated in the furnace of the rolling mill, the initial technological parameters of the production are set, and rolling is performed in one or several stages with the possibility of intermediate cooling of the roll between the stages, subsequent cooling in the sprayer and / or laminar cooling unit, and other necessary operations provided by the production technology (anti-flock treatment, UZK, cooling in a roll / foot, cutting, heat treatment, etc.).
Затем определяют технологические параметры для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке. Большинство технологических параметров может быть определены методом прямых измерений в процессе прокатки. Такие технологические параметры, как, например, температура и деформация, могут быть определены расчетно. При этом при расчетном определении температуры реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, могут учитываться тепловые эффекты фазовых превращений и деформационный разогрев.Then determine the technological parameters for the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the original workpiece. Most technological parameters can be determined by direct measurements during the rolling process. Process parameters such as temperature and deformation, for example, can be calculated. In this case, when calculating the temperature of the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece, the thermal effects of phase transformations and strain heating can be taken into account.
После проведения описанных выше технологических операций путем прямых измерений или расчетно с использованием регрессионных моделей определяют потребительские свойства для реальных объемов металла в готовом прокате, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке.After carrying out the above-described technological operations by direct measurements or by calculation using regression models, consumer properties are determined for the actual volumes of metal in the finished product, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet.
Сравнивают полученные значения с заданными и, если полученные в результате измерений или расчетов потребительские свойства не соответствуют заданным пределам для данного сортамента, корректируют допустимые диапазоны значений подлежащих контролю технологических параметров или их список. Затем задают скорректированные значения при прокатке следующего листа/рулона/партии.The obtained values are compared with the set ones and, if the consumer properties obtained as a result of measurements or calculations do not correspond to the set limits for a given assortment, the admissible ranges of values of the technological parameters subject to control or their list are adjusted. Then, the corrected values are set when rolling the next sheet / roll / batch.
Операции повторяют до достижения требуемых потребительских свойств в выделенных объемах металла.The operations are repeated until the desired consumer properties are achieved in the allocated volumes of metal.
Пример 2. Была поставлена задача из стали следующего состава, масс. %: 0,07% С; 0,38% Si; 1,62% Mn; 0,003% S; 0,010% Р; 0,10% Cr; 0,03% Ni; 0,05% Cu; 0,035% Al; 0,006% N; 0,047% V; 0,020% Ti; 0,044% Nb; 0,01% Mo; остальное Fe и неконтролируемые примеси получить раскат размерами 16,8×4530×38500 мм со следующим набором потребительских свойств: σT≥450 МПа; σB=[540÷650] МПа; δ5≥22%; KCU-60≥69 Дж/см2; KCV-20≥113 Дж/см2; σT/σB≤0,9; ИПГ-20≥90%.Example 2. The task was set of steel of the following composition, mass. %: 0.07% C; 0.38% Si; 1.62% Mn; 0.003% S; 0.010% P; 0.10% Cr; 0.03% Ni; 0.05% Cu; 0.035% Al; 0.006% N; 0.047% V; 0.020% Ti; 0.044% Nb; 0.01% Mo; the rest of Fe and uncontrolled impurities to obtain a roll with dimensions of 16.8 × 4530 × 38500 mm with the following set of consumer properties: σ T ≥450 MPa; σ B = [540 ÷ 650] MPa; δ 5 ≥22%; KCU -60 ≥69 J / cm 2 ; KCV -20 ≥113 J / cm 2 ; σ T / σ B ≤ 0.9; IPG -20 ≥90%.
Предварительно задали следующий список подлежащих контролю технологических параметров производства и допустимых диапазонов их значений: температура нагрева 1150±15°С, температурный диапазон черновой прокатки 1090-1000°С, суммарная степень деформации и время черновой прокатки 73% в течение 130 с, температурный диапазон чистовой прокатки 830-740°С, суммарная степень деформации и время чистовой прокатки 79% в течение 140 с, температурный диапазон ламинарного охлаждения 715-620°С со скоростью изменения температуры поверхности металла 12-18°С/с.Preliminarily, the following list of technological parameters of production to be controlled and their acceptable ranges were set: heating temperature 1150 ± 15 ° С, temperature range of rough rolling 1090-1000 ° С, total degree of deformation and time of rough rolling 73% for 130 s, temperature range of finishing rolling 830-740 ° C, the total degree of deformation and the finish rolling 79% for 140 s, the temperature range of laminar cooling 715-620 ° C with a rate of change of the surface temperature of the metal 12-18 ° C / s.
Далее в исходной заготовке виртуально выделили множество объемов металла, представляющее собой два взаимно перпендикулярных ряда равновеликих прямоугольных параллелепипедов размерами 300×19,2×10,1 мм.Then, in the initial billet, a multitude of metal volumes were virtually selected, which is two mutually perpendicular rows of equal-sized rectangular parallelepipeds 300 × 19.2 × 10.1 mm in size.
Затем заготовку весом 23,24 т размерами 300×2600×3900 мм из стали указанного химического состава, полученную после разливки на машине непрерывного литья заготовок, нагревали в печи прокатного стана до 1150±15°С и передавали на толстолистовой стан горячей прокатки. Затем проводили черновую прокатку за 12 проходов в реверсивной клети в указанном температурном диапазоне с суммарной степенью деформации 73% в течение 130 с, при этом после 2 и 4-го проходов раскат подвергается кантовке на 90° в горизонтальной плоскости. После черновой прокатки осуществляли междеформационное охлаждение раската на воздухе до достижения температуры поверхности металла 830°С и проводили чистовую прокатку за 15 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 830-740°C с суммарной степенью деформации 79% в течение 140 с. После чистовой прокатки полученный прокат подвергали ускоренному охлаждению в установке ламинарного охлаждения с использованием технической воды в температурном диапазоне 715-620°С со средней скоростью изменения температуры поверхности металла 15°С/с.Then, a workpiece weighing 23.24 tons with dimensions of 300 × 2600 × 3900 mm from steel of the specified chemical composition, obtained after casting on a continuous casting machine, was heated in a rolling mill furnace to 1150 ± 15 ° C and transferred to a hot-rolled plate mill. Then, rough rolling was carried out in 12 passes in a reverse stand in the indicated temperature range with a total degree of deformation of 73% for 130 s, while after the 2nd and 4th passes, the roll is tilted 90 ° in the horizontal plane. After rough rolling, inter-deformation cooling of the roll in air was carried out until the metal surface temperature reached 830 ° C and finish rolling was carried out in 15 passes in the reversing stand in the temperature range of 830-740 ° C with a total degree of deformation of 79% for 140 s. After finishing rolling, the resulting rolled products were subjected to accelerated cooling in a laminar cooling unit using industrial water in the temperature range of 715-620 ° C with an average rate of change of the metal surface temperature of 15 ° C / s.
В процессе прокатки методом прямых измерений определяли технологические параметры для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке. Так температуру поверхности металла в начале и в конце черновой и чистовой стадий процесса прокатки, а также начала и конца ускоренного охлаждения определяли при помощи штатных пирометров, установленных в линии стана. Степень деформации фиксировалась датчиками, установленными в прокатной клети стана. Температура нагрева и скорость охлаждения определялись расчетно.In the process of rolling by the method of direct measurements, technological parameters were determined for the real volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece. Thus, the surface temperature of the metal at the beginning and at the end of the rough and finish stages of the rolling process, as well as the beginning and end of accelerated cooling, was determined using standard pyrometers installed in the mill line. The degree of deformation was recorded by sensors installed in the rolling mill stand. The heating temperature and cooling rate were calculated.
Результаты измерений и расчетов показали, что для каждого из выделенных виртуальных объемов измеренные значения технологических параметров соответствовали заданным перед прокаткой диапазонам.The results of measurements and calculations showed that for each of the allocated virtual volumes, the measured values of the technological parameters corresponded to the ranges specified before rolling.
Затем путем прямых измерений определили указанные выше потребительские свойства для 5 выбранных случайным образом реальных объемов металла в готовом прокате, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке.Then, by direct measurements, the above consumer properties were determined for 5 randomly selected real volumes of metal in the finished product, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet.
Результаты измерений показали, что потребительские свойства в выбранных объемах проката удовлетворяют заданным требованиям.The measurement results showed that consumer properties in the selected rental volumes satisfy specified requirements.
Соответственно, корректировка списка и допустимых диапазонов технологических параметров не требуется. Технический результат достигнут.Accordingly, the adjustment of the list and the permissible ranges of technological parameters is not required. The technical result is achieved.
Пример 3. Была поставлена задача из стали следующего состава, масс. %: 0,16% С; 0,2% Si; 0,45% Mn; 0,010% S; 0,010% Р; 0,030% Cr; 0,029% Ni; 0,041% Cu; 0,006% N; 0,035% Al; 0,0037% Мо; 0,0012% Nb; 0,0056% V; 0,0018% Ti; 0,0025% Sn; 0,0002% В; 0,0015% Ca; остальное Fe и неконтролируемые примеси получить раскат размерами 9,5×1150×258500 мм со следующим набором потребительских свойств: σT≥260 МПа; σB=[390÷510] МПа; δ5≥29%; KCU-20≥39 Дж/см2; KCV+20≥45 Дж/см2; HV10≥200.Example 3. The task was set of steel of the following composition, mass. %: 0.16% C; 0.2% Si; 0.45% Mn; 0.010% S; 0.010% P; 0.030% Cr; 0.029% Ni; 0.041% Cu; 0.006% N; 0.035% Al; 0.0037% Mo; 0.0012% Nb; 0.0056% V; 0.0018% Ti; 0.0025% Sn; 0,0002% B; 0.0015% Ca; the rest of Fe and uncontrolled impurities to obtain a roll of size 9.5 × 1150 × 258500 mm with the following set of consumer properties: σ T ≥260 MPa; σ B = [390 ÷ 510] MPa; δ 5 ≥29%; KCU -20 ≥39 J / cm 2 ; KCV +20 ≥45 J / cm 2 ; HV 10 ≥200.
Предварительно задали следующий список подлежащих контролю технологических параметров производства и допустимых диапазонов их значений: температура за 6-ой клетью (Т6) 1090-1050°С, температура конца прокатки (Ткп) 855-825°С, температура смотки (Тсм) 665-635°С, скорость изменения температуры поверхности металла 10-14°С/с.Previously, the following list of technological parameters of production to be controlled and the acceptable ranges of their values were pre-set: temperature behind the 6th stand (Т6) 1090-1050 ° С, temperature of the end of rolling (Ткп) 855-825 ° С, winding temperature (Тcm) 665-635 ° C, the rate of change of the surface temperature of the metal 10-14 ° C / s.
Далее в исходной заготовке виртуально выделили множество объемов металла, представляющее собой объемную сетку равновеликих прямоугольных параллелепипедов размерами 9,5×550×550 мм.Then, in the initial blank, many volumes of metal were virtually selected, which is a three-dimensional grid of equal-sized rectangular parallelepipeds with dimensions of 9.5 × 550 × 550 mm.
Затем заготовку весом 21,98 т размерами 250×1300×8800 мм из стали указанного химического состава, полученную после разливки на машине непрерывного литья заготовок, нагревали в печи прокатного стана и передавали на широкополосный стан горячей прокатки. Затем проводили прокатку с обеспечением Т6=1090-1050°С, Ткп=855-825°С, Тсм=665-635°С и скоростью изменения температуры поверхности металла 10-14°С/с.Then, a workpiece weighing 21.98 tons with dimensions of 250 × 1300 × 8800 mm made of steel of the specified chemical composition, obtained after casting on a continuous casting machine, was heated in a rolling mill furnace and transferred to a broadband hot rolling mill. Then, rolling was performed with T6 = 1090-1050 ° C, Tkp = 855-825 ° C, Tcm = 665-635 ° C and a rate of change of the metal surface temperature of 10-14 ° C / s.
В процессе прокатки методом прямых измерений определяли технологические параметры для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке, а именно при помощи штатных пирометров, установленных в линии стана, определили температуру поверхности металла за 6-ой клетью, конца прокатки и смотки. Скорость охлаждения определялась расчетно.During the rolling process, direct parameters were used to determine the technological parameters for the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet, namely, using standard pyrometers installed in the mill line, we determined the temperature of the metal surface behind the 6th stand, the end of rolling and winding. The cooling rate was calculated.
Результаты измерений и расчетов показали, что для каждого из выделенных виртуальных объемов измеренные значения технологических параметров соответствовали заданным перед прокаткой диапазонам.The results of measurements and calculations showed that for each of the allocated virtual volumes, the measured values of the technological parameters corresponded to the ranges specified before rolling.
Затем определили указанные выше потребительские свойства для 10 выбранных случайным образом реальных объемов металла в готовом прокате, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке. Указанные ниже потребительские свойства определялись расчетно с использованием следующих регрессионных моделей:Then, the above consumer properties were determined for 10 randomly selected real volumes of metal in the finished product, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet. The following consumer properties were calculated using the following regression models:
где С, Si, Cr - масс. % содержания соответствующих химических элементов, Ткп, Тсм - температуры конца прокатки и смотки соответственно, °С.where C, Si, Cr - mass. % content of the corresponding chemical elements, TKP, Tcm - the temperature of the end of rolling and winding, respectively, ° C.
Твердость HV10 определялась методом прямых измерений при помощи лабораторного твердомера.Hardness HV 10 was determined by direct measurements using a laboratory hardness tester.
Результаты расчетов и измерений показали, что значение твердости для некоторых выбранных объемов проката не удовлетворяют заданным требованиям: HV10<200.The results of calculations and measurements showed that the hardness value for some selected volumes of rolled products does not meet the specified requirements: HV 10 <200.
В результате анализа было установлено, что требуется корректировка допустимых диапазонов подлежащих контролю технологических параметров производства и допустимых диапазонов их значений, а именно: для достижения требуемых показателей потребительских свойств по твердости необходимо обеспечить скорость изменения температуры поверхности металла в температурном диапазоне 840-650°С в пределах 16-20°С/с, что достигается увеличением интенсивности охлаждения раската в установке ламинарного охлаждения.As a result of the analysis, it was found that the adjustment of the permissible ranges of the technological parameters of production to be controlled and the permissible ranges of their values are required, namely: to achieve the required indicators of consumer properties in hardness, it is necessary to ensure the rate of change of the metal surface temperature in the temperature range of 840-650 ° C within 16-20 ° C / s, which is achieved by increasing the cooling intensity of the roll in the laminar cooling installation.
Далее в новой исходной заготовке виртуально выделили множество объемов металла, представляющее собой объемную сетку равновеликих прямоугольных параллелепипедов размерами 9,5×550×550 мм.Then, in a new initial blank, many volumes of metal were virtually selected, which is a three-dimensional grid of equal-sized rectangular parallelepipeds with dimensions of 9.5 × 550 × 550 mm.
Затем заготовку весом 21,98 т размерами 250×1300×8800 мм из стали указанного химического состава, полученную после разливки на машине непрерывного литья заготовок, нагревали в печи прокатного стана и передавали на широкополосный стан горячей прокатки. Затем проводили прокатку с обеспечением Т6=1090-1050°С, Ткп=855-825°С, Тсм=665-635°С и скоростью изменения температуры поверхности металла 16-20°С/с.Then, a workpiece weighing 21.98 tons with dimensions of 250 × 1300 × 8800 mm made of steel of the specified chemical composition, obtained after casting on a continuous casting machine, was heated in a rolling mill furnace and transferred to a broadband hot rolling mill. Then, rolling was carried out with T6 = 1090-1050 ° C, Tkp = 855-825 ° C, Tcm = 665-635 ° C and a rate of change of the metal surface temperature of 16-20 ° C / s.
В процессе прокатки аналогично предыдущему раскату методом прямых измерений определяли технологические параметры для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке.In the process of rolling, similarly to the previous roll, the method of direct measurements determined the technological parameters for the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece.
Результаты измерений и расчетов показали, что для каждого из выделенных виртуальных объемов измеренные значения технологических параметров соответствовали заданным перед прокаткой диапазонам.The results of measurements and calculations showed that for each of the allocated virtual volumes, the measured values of the technological parameters corresponded to the ranges specified before rolling.
Затем аналогично предыдущему раскату определили потребительские свойства для 10 соответствующих реальных объемов металла в готовом прокате, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке.Then, similarly to the previous roll, consumer properties were determined for 10 corresponding real volumes of metal in the finished product, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet.
Результаты расчетов и измерений показали, что потребительские свойства в выбранных объемах проката удовлетворяют заданным требованиям.The results of calculations and measurements showed that consumer properties in the selected volumes of rolled products satisfy the specified requirements.
Соответственно, дополнительная корректировка списка и допустимых диапазонов технологических параметров не требуется. Технический результат достигнут.Accordingly, additional adjustment of the list and allowable ranges of technological parameters is not required. The technical result is achieved.
Пример 4. Была поставлена задача из стали следующего состава, масс. %: 0,061% С; 0,074% Si; 1,67% Mn; 0,0032% S; 0,0094% Р; 0,031% Cr; 0,20% Ni; 0,122% Cu; 0,029% Al; 0,005% N; 0,0062% V; 0,024% Ti; 0,061% Nb; 0,002% As; 0,197% Mo; 0,0003% В; 0,002% Sn, остальное Fe и неконтролируемые примеси получить раскат размерами 25,8×4483×27040 мм со следующим набором потребительских свойств: σT≥500 МПа; σB=[590÷700] МПа; δ5≥22%; KCU-60≥78 Дж/см2; KCV-20≥127 Дж/см2; HV10≤260; σT/σB≤0,9; ИПГ-31≥90%.Example 4. The task was set of steel of the following composition, mass. %: 0.061% C; 0.074% Si; 1.67% Mn; 0.0032% S; 0.0094% P; 0.031% Cr; 0.20% Ni; 0.122% Cu; 0.029% Al; 0.005% N; 0.0062% V; 0.024% Ti; 0.061% Nb; 0.002% As; 0.197% Mo; 0,0003% B; 0.002% Sn, the rest of Fe and uncontrolled impurities to obtain a roll with dimensions of 25.8 × 4483 × 27040 mm with the following set of consumer properties: σ T ≥500 MPa; σ B = [590 ÷ 700] MPa; δ 5 ≥22%; KCU -60 ≥78 J / cm 2 ; KCV -20 ≥127 J / cm 2 ; HV 10 ≤260; σ T / σ B ≤ 0.9; IPG -31 ≥90%.
Предварительно задали следующий список подлежащих контролю технологических параметров производства и допустимых диапазонов их значений: температура нагрева 1160±10°С, температура начала черновой прокатки 1110-990°С, температура конца черновой прокатки 1060-940°С, температура начала чистовой прокатки 830-790°С, температура конца чистовой прокатки 825-795°С, температура начала ускоренного охлаждения ≥780°С, температура конца ускоренного охлаждения 580-550°С, скорость изменения температуры поверхности металла (ускоренного охлаждения) 20-26°С/с.Previously, the following list of technological parameters of production to be controlled and their acceptable ranges were set: heating temperature 1160 ± 10 ° С, rough rolling start temperature 1110-990 ° С, rough rolling end temperature 1060-940 ° С, finish rolling start temperature 830-790 ° C, the temperature of the end of the finish rolling is 825-795 ° C, the temperature of the beginning of accelerated cooling is ≥780 ° C, the temperature of the end of accelerated cooling is 580-550 ° C, the rate of change of the surface temperature of the metal (accelerated cooling) is 20-26 ° C / s.
Далее в исходной заготовке виртуально выделили множество из 20 несоприкасающихся друг с другом равновеликих прямоугольных параллелепипедов размерами 8,6×100×100 мм.Then, in the initial blank, a set of 20 equal-sized rectangular parallelepipeds of 8.6 × 100 × 100 mm in size not in contact with each other was virtually selected.
Затем заготовку весом 10,8 т размерами 300×2600×4200 мм из стали указанного химического состава, полученную после разливки на машине непрерывного литья заготовок, нагревали в печи прокатного стана до 1160±10°С и передавали на толстолистовой стан горячей прокатки. Затем проводили черновую прокатку за 8 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 1030-949°С в течение 139 с. После черновой прокатки осуществляли междеформационное охлаждение раската на воздухе и проводили чистовую прокатку за 21 проход в реверсивной клети в температурном диапазоне 816-796°C в течение 247 с. После чистовой прокатки полученный прокат подвергали ускоренному охлаждению с использованием технической воды в температурном диапазоне 797-557°С со средней скоростью изменения температуры поверхности металла 23,3°С/с.Then, a billet with a weight of 10.8 t and dimensions of 300 × 2600 × 4200 mm made of steel of the specified chemical composition, obtained after casting on a continuous casting machine, was heated in a rolling mill furnace to 1160 ± 10 ° C and transferred to a hot-rolled plate mill. Then, rough rolling was carried out in 8 passes in a reversing stand in the temperature range of 1030–949 ° C for 139 s. After rough rolling, interdeformational cooling of the roll in air was carried out and finish rolling was carried out for 21 passes in a reversing stand in the temperature range of 816-796 ° C for 247 s. After finishing rolling, the obtained rolling was subjected to accelerated cooling using industrial water in the temperature range 797-557 ° C with an average rate of change of the metal surface temperature of 23.3 ° C / s.
В процессе прокатки методом прямых измерений определяли технологические параметры для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке. Так температуру поверхности металла в начале и в конце черновой и чистовой стадий процесса прокатки, а также начала и конца ускоренного охлаждения определяли при помощи штатных пирометров, установленных в линии стана. Степень деформации фиксировалась датчиками, установленными в прокатной клети стана. Температура нагрева и скорость охлаждения определялись расчетно.In the process of rolling by the method of direct measurements, technological parameters were determined for the real volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece. Thus, the surface temperature of the metal at the beginning and at the end of the rough and finish stages of the rolling process, as well as the beginning and end of accelerated cooling, was determined using standard pyrometers installed in the mill line. The degree of deformation was recorded by sensors installed in the rolling mill stand. The heating temperature and cooling rate were calculated.
Результаты измерений и расчетов показали, что для каждого из выделенных виртуальных объемов измеренные значения технологических параметров соответствовали заданным перед прокаткой диапазонам.The results of measurements and calculations showed that for each of the allocated virtual volumes, the measured values of the technological parameters corresponded to the ranges specified before rolling.
Затем путем прямых измерений определили указанные выше потребительские свойства для 10 внутренних и 10 поверхностных выбранных случайным образом реальных объемов металла в готовом прокате, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке. Результаты измерений показали, что некоторые потребительские свойства в выбранных объемах проката не удовлетворяют заданным требованиям, а именно ИПГ-31<90%.Then, by direct measurements, the above consumer properties were determined for 10 internal and 10 surface randomly selected real volumes of metal in the finished product, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet. The measurement results showed that some consumer properties in the selected rental volumes do not meet the specified requirements, namely IPG -31 <90%.
В результате анализа было установлено, что требуется корректировка списка подлежащих контролю технологических параметров, а именно:As a result of the analysis, it was found that the adjustment of the list of process parameters subject to control is required, namely:
1. добавления дополнительного расчетного технологического параметра - скорости и степени деформации объемов металла в температурном диапазоне 1110-940°С;1. adding an additional calculated technological parameter - the speed and degree of deformation of the metal volumes in the temperature range of 1110-940 ° C;
2. введение вместо температурного диапазона ускоренного охлаждения 780-550°С со скоростью изменения температуры поверхности металла 20-26°С/с скорости изменения температуры центрального слоя проката в диапазоне 670-580°С в пределах 34-38°С/с.2. introduction instead of the temperature range of accelerated cooling of 780-550 ° C with a rate of change of metal surface temperature of 20-26 ° C / s, the rate of change of temperature of the central layer of rolled products in the range of 670-580 ° C in the range of 34-38 ° C / s.
Установили, что для этого необходимо произвести следующие управляющие воздействия:Found that for this it is necessary to make the following control actions:
1. перераспределить обжатия в черновых проходах в сторону увеличения относительного обжатия в последних черновых проходах с целью стимулирования рекристаллизации в последних черновых проходах и, как следствие, измельчения зерна аустенита;1. redistribute the compression in rough passages in the direction of increasing the relative compression in the last rough passages in order to stimulate recrystallization in the last rough passages and, as a result, grinding of austenite grain;
2. изменить схему душирования в сторону увеличения суммарного теплосъема с поверхности металла с целью компенсирования тепловых эффектов фазовых превращений и обеспечения протекания бейнитного превращения в центральных слоях раската.2. change the choking scheme in the direction of increasing the total heat removal from the metal surface in order to compensate for the thermal effects of phase transformations and ensure the occurrence of bainitic transformation in the central layers of the roll.
Далее в новой исходной заготовке аналогично предыдущей заготовке виртуально выделили множество из 20 несоприкасающихся друг с другом равновеликих прямоугольных параллелепипедов размерами 8,6×100×100 мм.Then, in a new initial blank, similarly to the previous blank, a plurality of 20 equal-sized rectangular parallelepipeds of 8.6 × 100 × 100 mm in size that were not in contact with each other was virtually selected.
Затем заготовку весом 10,8 т размерами 300×2600×4200 мм из стали указанного химического состава, полученную после разливки на машине непрерывного литья заготовок, нагревали в печи прокатного стана до 1160±10°С и передавали на толстолистовой стан горячей прокатки. Затем проводили черновую прокатку за 8 проходов в реверсивной клети в температурном диапазоне 1040-945°С в течение 130 с. При этом относительное обжатие в первых двух черновых проходах уменьшили до 5,1%, а в последнем черновом проходе увеличили до 12,7%. После черновой прокатки осуществляли междеформационное охлаждение раската на воздухе и проводили чистовую прокатку за 21 проход в реверсивной клети в температурном диапазоне 820-800°С в течение 230 с. После чистовой прокатки полученный прокат подвергали ускоренному охлаждению с использованием технической воды с обеспечением скорости изменения температуры центрального слоя проката в диапазоне 670-580°С в пределах 34-38°С/с.Then, a billet with a weight of 10.8 t and dimensions of 300 × 2600 × 4200 mm made of steel of the specified chemical composition, obtained after casting on a continuous casting machine, was heated in a rolling mill furnace to 1160 ± 10 ° C and transferred to a hot-rolled plate mill. Then, rough rolling was carried out in 8 passes in a reversing stand in the temperature range 1040–945 ° С for 130 s. In this case, the relative reduction in the first two draft passes was reduced to 5.1%, and in the last draft pass increased to 12.7%. After rough rolling, interdeformational cooling of the roll in air was carried out and finish rolling was carried out for 21 passes in a reversing stand in the temperature range of 820-800 ° C for 230 s. After finishing rolling, the resulting rolled products were subjected to accelerated cooling using industrial water with a rate of change of temperature of the central layer of rolled products in the range of 670-580 ° C in the range 34-38 ° C / s.
В процессе прокатки аналогично предыдущему раскату методом прямых измерений определяли заданные изначально технологические параметры для реальных объемов раската, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке. При этом скорости и степени деформации объемов металла в температурном диапазоне 1110-940°С определяли расчетно в соответствии с методикой, указанной на стр. 7-9 описания. Скорость изменения температуры центрального слоя проката в диапазоне 670-580°С также определялась расчетно с учетом тепловых эффектов фазовых превращений и деформационного разогрева в соответствии с методикой, указанной на стр. 9-10 описания.In the process of rolling, similarly to the previous roll, the method of direct measurements determined the initially set technological parameters for the actual volumes of the roll corresponding to the allocated virtual volumes in the initial workpiece. In this case, the speed and degree of deformation of the metal volumes in the temperature range of 1110–940 ° С were determined calculated in accordance with the procedure indicated on pages 7–9 of the description. The rate of change of temperature of the central layer of rolled products in the range of 670-580 ° C was also determined calculated taking into account the thermal effects of phase transformations and deformation heating in accordance with the methodology indicated on pages 9-10 of the description.
Результаты измерений и расчетов показали, что для каждого из выделенных виртуальных объемов измеренные значения технологических параметров соответствовали заданным перед прокаткой диапазонам.The results of measurements and calculations showed that for each of the allocated virtual volumes, the measured values of the technological parameters corresponded to the ranges specified before rolling.
Затем аналогично предыдущему раскату путем прямых измерений определили потребительские свойства для 10 внутренних и 10 поверхностных соответствующих реальных объемов металла в готовом прокате, соответствующих выделенным виртуальным объемам в исходной заготовке.Then, similarly to the previous roll, consumer properties were determined by direct measurements for 10 internal and 10 surface corresponding real volumes of metal in the finished product, corresponding to the allocated virtual volumes in the initial billet.
Результаты измерений показали, что потребительские свойства в выбранных объемах проката удовлетворяют заданным требованиям.The measurement results showed that consumer properties in the selected rental volumes satisfy specified requirements.
Соответственно, дополнительная корректировка списка и допустимых диапазонов технологических параметров не требуется. Технический результат достигнут.Accordingly, additional adjustment of the list and allowable ranges of technological parameters is not required. The technical result is achieved.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016134865A RU2655398C2 (en) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | Method of rolled products production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016134865A RU2655398C2 (en) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | Method of rolled products production |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016134865A3 RU2016134865A3 (en) | 2018-03-05 |
| RU2016134865A RU2016134865A (en) | 2018-03-05 |
| RU2655398C2 true RU2655398C2 (en) | 2018-05-28 |
Family
ID=61597064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016134865A RU2655398C2 (en) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | Method of rolled products production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2655398C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729801C1 (en) * | 2019-10-25 | 2020-08-12 | Антон Владимирович Шмаков | Method of producing rolled steel |
| RU2762195C1 (en) * | 2021-03-15 | 2021-12-16 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for producing isotropic electrical steel |
| RU2814505C1 (en) * | 2023-04-27 | 2024-02-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Method of longitudinal rolling of strip on smooth barrel |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1768798A1 (en) * | 2005-08-06 | 2007-04-04 | SMS Demag AG | Method and device for precisely positioning a plurality of interacting roller or cylindrical elements |
| RU2409433C1 (en) * | 2009-09-21 | 2011-01-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of rolling sheet strips main pipelines from low-alloy steel |
| RU2545872C2 (en) * | 2010-05-06 | 2015-04-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Operation of finishing rolling mill with forecasting of control speed |
| RU2579715C1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" | Method of cutting thick-sheet roll into finished sheets and device therefor |
-
2016
- 2016-08-26 RU RU2016134865A patent/RU2655398C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1768798A1 (en) * | 2005-08-06 | 2007-04-04 | SMS Demag AG | Method and device for precisely positioning a plurality of interacting roller or cylindrical elements |
| RU2409433C1 (en) * | 2009-09-21 | 2011-01-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of rolling sheet strips main pipelines from low-alloy steel |
| RU2545872C2 (en) * | 2010-05-06 | 2015-04-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Operation of finishing rolling mill with forecasting of control speed |
| RU2579715C1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" | Method of cutting thick-sheet roll into finished sheets and device therefor |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729801C1 (en) * | 2019-10-25 | 2020-08-12 | Антон Владимирович Шмаков | Method of producing rolled steel |
| WO2021080470A1 (en) * | 2019-10-25 | 2021-04-29 | Антон Владимирович ШМАКОВ | Method for producing a rolled steel product |
| EA039568B1 (en) * | 2019-10-25 | 2022-02-11 | Антон Владимирович ШМАКОВ | Method for producing a rolled steel product |
| RU2762195C1 (en) * | 2021-03-15 | 2021-12-16 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for producing isotropic electrical steel |
| RU2814505C1 (en) * | 2023-04-27 | 2024-02-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Method of longitudinal rolling of strip on smooth barrel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016134865A3 (en) | 2018-03-05 |
| RU2016134865A (en) | 2018-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2703009C2 (en) | Method for optimized production of metal steel and iron alloys in hot rolling mills and plate rolling mill by means of simulator, monitor and/or structure model | |
| CN101535519B (en) | High young's modulus steel plate and process for production thereof | |
| CN102632082B (en) | Performance prediction model based dynamic control method for mechanical property of hot strip | |
| CN103212585B (en) | A control device of a hot mill used for thin plates and a control method of the hot mill used for thin plates | |
| KR101516476B1 (en) | Apparatus for calculating set value, method of calculating set value, and program recording medium for calculating set value | |
| WO1992021970A1 (en) | Method of estimating material of steel product | |
| RU2635500C2 (en) | Method of producing metal strip | |
| TW200806984A (en) | Rolling line material quality prediction and control apparatus | |
| CN107442575A (en) | A kind of Forecasting Methodology of strip wet jetting piles surface roughness | |
| RU2655398C2 (en) | Method of rolled products production | |
| CN116056813A (en) | Material characteristic value prediction system and method for manufacturing metal plate | |
| CN110434172A (en) | A kind of sharing of load calculation method of furnace volume and mm finishing mill unit tandem rolling | |
| Kurpe et al. | Improvement of process parameters calculation for coil rolling at the steckel mill | |
| CN112387791B (en) | Method and system for determining rolling temperature of cold-rolled strip steel | |
| JP7314891B2 (en) | Steel strip manufacturing method | |
| RU2729801C1 (en) | Method of producing rolled steel | |
| Levykina et al. | The study of the thermal state of the metal in the production of the hot rolled strips in «Deform 3D» | |
| Ogoltcov et al. | Practical Use of Computer Model STAN 2000 for Improvement and Creation of Regimes for Hot Rolling of Steels on SEVERSTAL Mill 2000 | |
| Kurpe et al. | Development and Optimization of Flat Products Manufacturing at Rolling Mill 3200 | |
| Thakur et al. | Application of machine learning methods for the prediction of roll force and torque during plate rolling of micro-alloyed steel | |
| Fadel | Determination of Activation Energy For Static Re-Crystallization in Nb-Ti Low Carbon Micro Alloyed Steel | |
| Agarwal et al. | Process-structure-microstructure relationship in hot strip rolling of steels using statistical data mining | |
| JPH04361158A (en) | Estimation and control of material quality of steel plate | |
| Andorfer et al. | Properties of hot rolled strip obtained by calculation or testing-a critical comparison | |
| JP6874730B2 (en) | Hot rolling line controller |