RU2677402C2 - Способ управления и/или регулирования металлургической установки - Google Patents

Способ управления и/или регулирования металлургической установки Download PDF

Info

Publication number
RU2677402C2
RU2677402C2 RU2017119443A RU2017119443A RU2677402C2 RU 2677402 C2 RU2677402 C2 RU 2677402C2 RU 2017119443 A RU2017119443 A RU 2017119443A RU 2017119443 A RU2017119443 A RU 2017119443A RU 2677402 C2 RU2677402 C2 RU 2677402C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
structural composition
marking
metal product
created
Prior art date
Application number
RU2017119443A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017119443A3 (ru
RU2017119443A (ru
Inventor
Тамара ГУЗАРОВА
Штефан ШУЛЬЦЕ
Инго ШУСТЕР
Original Assignee
Смс Груп Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=54476910&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2677402(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Смс Груп Гмбх filed Critical Смс Груп Гмбх
Publication of RU2017119443A3 publication Critical patent/RU2017119443A3/ru
Publication of RU2017119443A publication Critical patent/RU2017119443A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2677402C2 publication Critical patent/RU2677402C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • 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
    • B21B1/22—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 for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4454—Signal recognition, e.g. specific values or portions, signal events, signatures
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B24/00—Open-loop automatic control systems not otherwise provided for
    • G05B24/02—Open-loop automatic control systems not otherwise provided for electric
    • 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
    • B21B1/22—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 for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B2001/225—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 for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length by hot-rolling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0234—Metals, e.g. steel
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургического производства. Этапы управления процессом термомеханической обработки изделия включают в себя следующие этапы определение структуры металла металлического изделия после осуществления одного этапа обработки металлического изделия, создание по меньшей мере одной маркировки по структурному составу, характеризующей определенную структуру металла, сравнение этой маркировки по структурному составу с по меньшей мере одним предварительно заданным граничным критерием и осуществление следующего за данным этапом обработки другого этапа обработки металлического изделия только тогда, когда созданная маркировка по структурному составу соответствует предварительно заданному граничному критерию. Использование изобретения позволяет повысить качество термомеханической обработки изделия. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Данное изобретение касается способа и системы управления и/или регулирования металлургической установки.
Кроме того, данное изобретение касается компьютерной программы, носителя данных и компьютерной системы.
По мере развития технологии и техники к применяемым сортам стали предъявляются все более высокие требования. Для выполнения этих требований при производстве стали применяют математические модели, которые позволяют проводить высокотехнологичные процессы, как, например, прокатку металлического изделия, по определенным, заранее заданным планам, чтобы существенно улучшить механические свойства готового конечного продукта. Стартовая и конечная точки отдельных этапов процесса при этом в значительной степени зависят от микроструктурных изменений, протекающих в обрабатываемом материале.
Микроструктурные изменения, протекающие в обрабатываемом материале, в качестве примера пояснены с использованием Фиг. 1, на которой представлен термомеханический процесс прокатки стального листа и сопутствующие ему микроструктурные изменения.
Показанный на Фиг. 1 процесс прокатки протекает в несколько стадий, между которыми необходимо охлаждать плоский слиток, который перед этим повторно нагревается в печи. После первой стадии прокатки или, соответственно, после первого термомеханического процесса прокатки при высоких температурах структура металла или, соответственно, аустенит рекристаллизуется. Затем происходит быстрое укрупнение зерна. Эта первая стадия прокатки обычно служит целям формообразования. После следующей за ней другой стадии прокатки или, соответственно, после дополнительного термомеханического процесса прокатки при низких температурах структура металла или, соответственно, аустенит рекристаллизуется в мелкое зерно. Последующее укрупнение зерна сильно замедляется благодаря низким температурам.
Основная деформационная обработка происходит в диапазоне температур между температурами Tnr и Ar3. При этом Tnr это температура, ниже которой рекристаллизация сильно замедляется, а Ar3 это температура, при которой начинается образование феррита. Поскольку материал в этом диапазоне температур больше не может динамично рекристаллизоваться, то деформирующее действие нескольких проходов прокатки может аккумулироваться без восстановления структуры металла. Возникают сильно растянутые и «лепешкообразно» раскатанные аустенитные зерна, которые содержат много зародышей для образования феррита (также называется «расплющиванием» - „Pancakingʺ). При последующем охлаждении ниже температуры Ar3 вследствие этого образуется чрезвычайно мелкая ферритная структура металла.
Диапазон температур между температурами Tnr и Ar3 является относительно небольшим. Чтобы при термомеханической прокатке можно было надежно попасть в этот диапазон температур, обычно его можно расширить путем легирования, например, ниобием. Большой выбор различных легирующих элементов, которые оказывают влияние на диапазон температур между температурами Tnr и Ar3, и обычно возникающие колебания в процессе не дают никакой возможности точного задания моментов структурного изменения и за счет этого вызывают большую нестабильность при регулировании механических свойств готового конечного продукта.
То же относится и к диапазону температур ниже температуры Ar3. При многоступенчатых процессах прокатки необходимо избегать того, чтобы аустенит при выдержке между отдельными этапами прокатки частично кристаллизовался в структуру с зерном разной крупности. Такая нежелательная смешанная структур на следующих этапах прокатки не может быть полностью выровнена, что ведет к низким вязкостным свойствам готового конечного продукта. Кроме того, прокатка в этом низком диапазоне температур может привести к грубому ферритному зерну с плохим поведением при разрушении, поскольку феррит при относительно низких температурах рекристаллизуется. Вследствие этого результат термомеханической обработки проката был бы сведен к нулю. Поэтому и, если желательна, упрочняющая прокатка с ферритной деформацией (называемая также «повышающей прочность холодной деформацией»), самая нижняя допустимая температура прокатки обычно задается температурой кромок металлического изделия.
Часто вслед за многоступенчатым процессом прокатки для дальнейшего измельчения микроструктуры и для создания повышающих прочность структурных фаз, как например, бейнита и мартенсита, имеет место ускоренное охлаждение проката. При этом так же важно точно уловить точку начала охлаждения, причем это охлаждение лучше всего начинать точно после стопроцентной рекристаллизации, еще до того, как аустенитное зерно начнет снова расти.
Из вышеизложенного следует, что точное определение моментов начала и конца таких микроструктурных изменений, как рекристаллизация и превращение, а также долей соответствующих еще не изменившихся или, соответственно, уже изменившихся микроструктур, как например, остаточного аустенита, и возможно также крупности зерен имеет чрезвычайное значение для оптимизации процесса прокатки.
Из WO 2004/050923 A1 известен способ управления процессом или регулирования процесса в металлургической установке для пластического формообразования, охлаждения и/или термической обработки, в основе которого лежит математическая модель способа. Онлайн определяется достоверная, информативная для структуры металла обрабатываемого металлического изделия величина, на основе которой осуществляется динамическая онлайн-адаптация математической модели способа, например, модели программы прокатки или модели участков охлаждения.
Задача данного изобретения заключается в том, чтобы сделать возможным простое, надежное и экономичное управление и/или регулирование металлургической установки.
Эта задача решается признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления приведены, в частности, в зависимых пунктах формулы, каждый из которых сам по себе или в различных комбинациях с другими может представлять аспект данного изобретения.
Предлагаемый изобретением способ управления и/или регулирования металлургической установки включает в себя следующие этапы:
- определение структуры металла металлического изделия после осуществления одного этапа обработки металлического изделия с помощью установки;
- создание по меньшей мере одной маркировки по структурному составу, характеризующей указанную определенную структуру металла;
- сравнение соответствующей созданной маркировки по структурному составу по меньшей мере с одним предварительно заданным граничным критерием; и
- осуществление еще одного этапа обработки металлического изделия, следующего за упомянутым этапом обработки, с помощью указанной установки исключительно тогда, когда указанная, созданная в данном случае маркировка по структурному составу отвечает предварительно заданному граничному критерию.
Согласно изобретению, обрабатываемое металлическое изделие подается на следующий этап обработки только тогда, когда структура металла металлического изделия является оптимальной для осуществления этого следующего этапа обработки или, соответственно, если она с учетом твердо установленных, в частности, предварительно заданных параметров этого следующего этапа способа приведет к желаемым свойствам металлического изделия после осуществления указанного следующего этапа обработки. Таким образом, не требуется как в WO 2004/050923 A1 онлайн динамически согласовывать математическую модель способа каждый раз с имеющейся структурой металла. Тем самым, согласно изобретению не требуется производить никакой дополнительной корректировки математической модели способа. Вместо этого заданная математическая модель способа может оставаться неизменной. Теоретически прокатку можно было бы выполнять вообще без математической модели способа. По сравнению с WO 2004/050923 A1 за счет этого управление и/или регулирование металлургической установки может происходить явно проще, надежнее и экономичнее.
Предлагаемый изобретением способ может применяться, например, при прокатке толстолистовой стали сорта, требующего особых методов обработки. После прокатки этот стальной лист перед охлаждением может выдерживаться, чтобы дать время, необходимое материалу для полного завершения превращения. Обычно такое время выдержки рассчитывается предварительно с применением имеющейся математической модели способа, поскольку, как правило, для этого нет никаких измерительных устройств или методов измерения. Обычное вычисление времени выдержки с помощью имеющихся математических моделей способа является не всегда приемлемым и как правило нуждается в подгонке путем динамической адаптации к конкретному материалу металлического изделия. Ошибки в предварительном расчете процессов превращения в этом случае привели бы к нежелательной комбинации свойств готового металлического изделия. В противоположность этому предлагаемый изобретением способ делает возможным точное определение временного интервала превращения, а также доли преобразованной структуры. Таким образом, последующие этапы обработки могут быть запущены в правильный или, соответственно, оптимальный момент времени, не требуя при этом динамической подгонки основополагающей модели к этим этапам обработки. Это ведет к существенной оптимизации свойств готовой конечной продукции, а также к стабильному производству продукции.
Особенно предпочтительно использовать данное изобретение при обработке относительно коротких стальных листов, например, если их длина короче, чем применяемая для охлаждения зона охлаждения. В таком случае обычное изменение модели параметров участков охлаждения нежелательно и нецелесообразно.
Определение структуры металла металлического изделия после осуществления одного этапа обработки металлического изделия может происходить с помощью указанной установки с применением одного, двух или более устройств для определения структуры металла. Определение структуры металла не ограничивается специальным методом определения. Такое определение структуры металла может дополнительно применяться для проверки математических моделей способов и для повышения их достоверности. Для определения структуры металла могут определяться параметры, как например, момент начала превращения, момент конца превращения, доля остаточного аустенита, крупность зерна, текстура или тому подобное.
Маркировка по структурному составу может представлять собой отдельную величину, комбинацию величин, функцию или другую маркировку по структурному составу, характеризующую структуру металла. Для одной установленной структуры металла может быть создано также две или более различных маркировок по структурному составу.
Упомянутый граничный критерий может быть - соответственно указанной маркировке по структурному составу - одной отдельной величиной, комбинацией величин, функцией или т.п. Например, такой граничный критерий может соблюдаться за счет недостижения или превышения граничного критерия в форме предельного значения. В порядке альтернативы этот граничный критерий может соблюдаться за счет идентичности или предварительно заданной степени подобия между указанной маркировкой по структурному составу и этим граничным критерием. Такой граничный критерий может быть предварительно задан или предварительно рассчитан в автономном режиме.
Посредством сравнения созданной в каждом случае маркировки по структурному составу с предварительно заданным граничным критерием можно установить, соответствует ли эта маркировка по структурному составу предварительно заданному граничному критерию, или, соответственно, может ли указанное металлическое изделие подаваться на следующий этап обработки.
Металлическое изделие может быть слябом, металлическим листом или т.п. Этап обработки может быть задан, например, как прокатка, охлаждение или нагревание.
Посредством определения структуры металла металлического изделия в различные моменты времени становится возможной проверка или, соответственно, оптимизация предварительно заданной математической модели, которая обычно применяется для осуществления обработки и переработки металлических изделий. В частности, можно проверить, был ли момент запуска обработки такой математической модели выбран оптимально. Если это не так, то можно эту математическую модель скорректировать или, соответственно, оптимизировать.
Согласно одному предпочтительному варианту выполнения определение структуры металла производится непрерывно или через предварительно заданные промежутки времени, пока созданная в каждом случае маркировка по структурному составу не будет соответствовать предварительно заданному граничному критерию. Это делает возможным контроль структуры металла, пока он не будет иметь состояние, оптимальное для последующего этапа обработки. Повторяемое через предварительно заданные промежутки времени определение структуры металла по сравнению с непрерывным определением структуры металла сопряжено с сокращенной обработкой данных. Эти промежутки времени могут быть подобраны для каждого конкретного случая применения. В частности, эти промежутки времени могут оставаться постоянными в течение соответствующего цикла определения или могут изменяться, например, укорачиваться.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения определение структуры металла осуществляется с применением ультразвука. Соответствующее бесконтактное ультразвуковое определение может применяться, например, в противоположность определению с применением измерения остаточной намагниченности металлического изделия при любой толщине изделий, например, до нескольких сотен миллиметров. Для ультразвукового определения может использоваться по меньшей мере один электромагнитный ультразвуковой преобразователь (EMAT) или применяться лазерно-ультразвуковой метод исследования (LUS). Изменение структуры металла, протекающее в металлическом изделии, может быть определено по изменению во времени и по амплитудам ультразвукового сигнала, поскольку измельчение структуры при рекристаллизации и изменение кристаллической решетки при превращении вызывают соответствующие изменения в скорости ультразвука и затухании ультразвука, как это показано на Фиг. 3 и 4. Объемная доля преобразованной части структуры точно так же может быть определена по ультразвуковому сигналу. Кроме того, возможно определение крупности зерна с помощью ультразвука.
Другой предпочтительный вариант выполнения предусматривает, что определяется по меньшей мере еще один параметр металлического изделия. Например, можно измерять температуру металлического изделия, толщину металлического изделия или т.п. Благодаря принятию во внимание по меньшей мере одного дополнительного параметра металлического изделия может быть повышена точность создаваемой маркировки по структурному составу.
Предлагаемая изобретением компьютерная программа содержит записанные на машиночитаемом носителе данных средства программного кода, которые подают команды на компьютер или на соответствующий вычислительный блок для осуществления способа согласно одному из вышеприведенных вариантов реализации или согласно любой комбинации этих вариантов, если они выполняются на компьютере или, соответственно, на соответствующем вычислительном блоке. С этой компьютерной программой связано обеспечение приведенных выше преимуществ данного способа.
Предлагаемый изобретением носитель данных содержит вышеупомянутую компьютерную программу. С указанным носителем данных связано обеспечение приведенных выше преимуществ данного способа.
В предлагаемую изобретением компьютерную систему загружена вышеупомянутая компьютерная программа. С этой компьютерной системой связано обеспечение приведенных выше преимуществ данного способа.
Предлагаемая изобретением система управления и/или регулирования металлургической установки содержит
- по меньшей мере одно устройство для определения структуры металла металлического изделия после осуществления одного этапа обработки металлического изделия с помощью указанной установки и
- по меньшей мере одно управляющее и/или регулирующее устройство, соединяемое с использованием коммуникационных технологий с указанным устройством для определения структуры металла для создания по меньшей мере одной маркировки по структурному составу, характеризующей определенную в конкретном случае структуру металла,
- причем это управляющее и/или регулирующее устройство выполнено с возможностью сравнения этой созданной в каждом конкретном случае маркировки по структурному составу с по меньшей мере одним предварительно заданным граничным критерием; и
- причем это управляющее и/или регулирующее устройство выполнено с возможностью управления и/или регулирования установки таким образом, что этап обработки металлического изделия, следующий за предыдущим этапом обработки, осуществляется с помощью указанной установки исключительно тогда, когда такая созданная в каждом случае маркировка по структурному составу будет отвечать предварительно заданному граничному критерию.
С указанной системой соответственно связаны вышеприведенные преимущества предлагаемого способа. Указанное устройство для определения структуры металла может быть расположено перед прокатной клетью или после нее, в рольганге, на запасном пути („Shuttleʺ) или в зоне охлаждения металлургической установки. Эта система может содержать также два или более выполненных одинаково или по-разному устройств для определения структуры металла, которые установлены на разных позициях металлургической установки. Указанное управляющее и/или регулирующее устройств может быть образовано системой управления или, соответственно, регулирования установки или может быть установлено отдельно от нее. Это управляющее и/или регулирующее устройство для сравнения маркировки по структурному составу с граничным критерием может содержать вычислительный блок с аналитическим программным обеспечением и блок памяти с предварительно задаваемым граничным критерием. Такой системой может быть дооснащена уже имеющаяся металлургическая установка.
Один предпочтительный вариант осуществления предусматривает, что указанное устройство для определения структуры металла и указанное управляющее и/или регулирующее устройство выполнены с возможностью проведения определения структуры металла непрерывно или через предварительно заданные промежутки времени до тех пор, пока созданная в каждом случае маркировка по структурному составу не будет отвечать указанному предварительно заданному граничному критерию. Такое выполнение обеспечивает достижение преимуществ, связанных с соответствующим осуществлением указанного способа.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения указанное устройство для определения структуры металла содержит по меньшей мере один ультразвуковой датчик, в частности, электромагнитный ультразвуковой датчик (EMAT, EMUS). С таким выполнением соответствующим образом связаны вышеуказанные преимущества, обеспечиваемые соответствующим осуществлением предлагаемого способа.
Предпочтительно указанное устройство для определения структуры металла выполнено с возможностью реализации лазерно-ультразвукового исследования.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения указанная система содержит по меньшей мере один сенсорный блок, который с возможностью коммуникации связан с управляющим и/или регулирующим устройством для определения по меньшей мере одного дополнительного параметра металлического изделия. С таким выполнением соответствующим образом связаны вышеуказанные преимущества, обеспечиваемые соответствующим осуществлением предлагаемого способа. Этот сенсорный блок может быть выполнен, например, в виде пирометра или подобного устройства.
Далее данное изобретение на примере предпочтительных вариантов выполнения поясняется более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, причем представленные ниже признаки как каждый сам по себе, так и в различных комбинациях с другими может характеризовать соответствующий аспект данного изобретения. На чертежах показано следующее:
Фиг. 1: диаграмма приведенного в качестве примера термомеханического процесса прокатки,
Фиг. 2: схематичное представление примера выполнения предлагаемой изобретением системы,
Фиг. 3: диаграмма изменения скорости ультразвука при изменении температуры,
Фиг. 4: диаграмма изменения затухания ультразвука во времени, и
Фиг. 5: блок-схема примера осуществления предлагаемого изобретением способа.
На Фиг. 1 показана диаграмма приведенного в качестве примера многоэтапного термомеханического процесса прокатки. На Фиг. 1 представлены пять увеличенных фрагментов 1-5, показывающих структуру металла для различных температур и в разное время. Увеличенный фрагмент 1 показывает структуру металла, какой она может быть после повторного нагрева стального листа. В этой структуре металла присутствует аустенит (гамма-железо) с крупностью зерна от примерно 100 до 200 мкм. После проведения термомеханического процесса прокатки при высоких температурах выше температуры Tnr, показанного извитым участком 6 кривой 7, аустенит рекристаллизуется. В структуре металла согласно увеличенному фрагменту 2 тогда присутствует аустенит с крупностью зерна примерно 50 мкм. После проведения следующего термомеханического процесса прокатки при более низких температурах около температуры Tnr, показанного извитым участком 8 кривой 7, аустенит или, соответственно, структура металла рекристаллизуется до мелкого зерна крупностью около 30 мкм, как это показано на увеличенном фрагменте 3. После проведения следующего термомеханического процесса прокатки при еще более низких температурах около температуры Ar3, показанного извитым участком 9 кривой 7, возникают „лепешкообразноʺ раскатанные аустенитные зерна, как показано на увеличенном фрагменте 4, и которые содержат много зародышей для образования α-феррита. Крупность зерна лежит при этом в диапазоне от около 10 до 15 мкм. После проведения следующего термомеханического процесса прокатки при еще более низких температурах около температуры Ar1, показанного извитым участком 10 кривой 7, в структуре металла возникает еще более мелкое зерно, как показано на увеличенном фрагменте 5. Выше температуры Tnr имеет место рекристаллизация аустенита. Между температурами Ar3 и Tnr рекристаллизация аустенита сильно тормозится, что противодействует укрупнению зерна. Между температурами Ar1 и Ar3 в структуре присутствует смесь из аустенита и α-феррита. Ниже температуры Ar1 в структуре металла присутствует лишь α-феррит.
На Фиг. 2 показано схематичное представление примера выполнения предлагаемой изобретением системы 11 управления и/или регулирования металлургической установки 12. На этой фигуре представлены такие части металлургической установки 12, как прокатная клеть 13, рольганг 14, запасный путь 15 и зона 16 охлаждения. Направление движения не показанного обрабатываемого металлического изделия обозначено стрелкой 17.
Система 11 включает в себя по меньшей мере одно устройство 18 для определения структуры металла металлического изделия после осуществления одного этапа обработки металлического изделия посредством прокатной клети 13 установки 12. На Фиг. 2 показаны три возможные позиции, в каждой из которых может быть установлено по одному устройству 18 для определения структуры металла. Однако может быть предусмотрено лишь одно устройство 18 для определения структуры металла, которое расположено в одной из показанных позиций.
Указанная система 11 содержит также связываемое с использованием коммуникационной технологии по меньшей мере с одним устройством 18 для определения структуры металла управляющее и/или регулирующее устройство 19 для создания по меньшей мере одной маркировки по структурному составу, которая характеризует определяемую в каждом конкретном случае структуру металла. Управляющее и/или регулирующее устройство 19 выполнено с возможностью сравнения такой созданной в конкретном случае маркировки по структурному составу с по меньшей мере одним предварительно заданным граничным критерием. Кроме того, это управляющее и/или регулирующее устройство 19 выполнено с возможностью управления и/или регулирования указанной установки 12 таким образом, что следующий за этапом обработки, произведенным с помощью указанной прокатной клети 13, другой этап обработки металлического изделия с помощью зоны 16 охлаждения установки 12 выполняется исключительно в том случае, если указанная созданная в этом конкретном случае маркировка по структурному составу отвечает предварительно заданному граничному критерию.
Указанное по меньшей мере одно устройство 18 для определения структуры металла и указанное управляющее и/или регулирующее устройство 19 выполнены с возможностью проведения определения структуры металла непрерывно или через предварительно заданные промежутки времени до тех пор, пока указанная создаваемая в каждом конкретном случае маркировка по структурному составу не будет отвечать предварительно заданному граничному критерию. Устройство 18 для определения структуры металла содержит по меньшей мере один не показанный ультразвуковой датчик и может быть выполнено с возможностью реализации лазерно-ультразвукового метода.
На Фиг. 3 показана диаграмма изменения скорости v ультразвука при изменении температуры, причем скорость v ультразвука указана по отношению к температуре T. Кривая 20 показывает зависимость скорости v от температуры T, причем скорость v возрастает с падением температуры T. Кривая 20 имеет участок 21, который соответствует превращению аустенита в α-феррит.
На Фиг. 4 показана диаграмма изменения затухания D ультразвука за время t. Кривая 22 показывает зависимость затухания D от времени t. Кривая 22 имеет участок 23, который соответствует падению затухания D при рекристаллизации аустенита или, соответственно, сопутствующем измельчении микроструктуры.
На Фиг. 5 показано схематичное представление одного примера выполнения предлагаемого изобретением способа управления и/или регулирования металлургической установки. На этапе 24 определяют структуру металла металлического изделия после осуществления одного этапа обработки металлического изделия с помощью указанной установки. На этапе 25 исходя из этой определенной в конкретном случае структуры металла создают по меньшей мере одну маркировку по структурному составу, которая характеризует эту определенную в данном конкретном случае структуру металла. На этапе 26 эту созданную в данном случае маркировку по структурному составу сравнивают с по меньшей мере одним предварительно заданным граничным критерием. Если эта созданная в данном случае маркировка по структурному составу отвечает предварительно заданному граничному критерию, то выполняют следующий за данным этапом обработки дополнительный этап 27 обработки металлического изделия с помощью указанной установки. Если эта созданная в данном случае маркировка по структурному составу не соответствует предварительно заданному граничному критерию, то металлическое изделие в соответствии со стрелкой 28 снова передается на этап 24. Такой порядок действий продолжает выполняться до тех пор, пока такая создаваемая в каждом случае маркировка по структурному составу не будет отвечать предварительно заданному граничному критерию.
Перечень ссылочных обозначений
1 увеличенный фрагмент
2 увеличенный фрагмент
3 увеличенный фрагмент
4 увеличенный фрагмент
5 увеличенный фрагмент
6 участок
7 кривая
8 участок
9 участок
10 участок
11 система
12 установка
13 прокатная клеть
14 рольганг
15 запасный путь
16 зона охлаждения
17 стрелка
18 устройство для определения структуры металла
19 управляющее и/или регулирующее устройство
20 кривая
21 участок
22 кривая
23 участок
24 этап
25 этап
26 этап
27 этап обработки
28 стрелка.

Claims (18)

1. Способ управления процессом термомеханической обработки металлического изделия в металлургической установке (12), включающий в себя следующие этапы:
- определение структуры металла упомянутого металлического изделия после осуществления одного этапа обработки металлического изделия с помощью указанной установки (12),
- создание по меньшей мере одной маркировки по структурному составу, которая характеризует упомянутую определенную структуру металла,
- сравнение созданной маркировки по структурному составу с по меньшей мере одним предварительно заданным граничным критерием, и
- осуществление следующего этапа (27) обработки металлического изделия с помощью указанной установки (12) в случае, если созданная маркировка по структурному составу соответствует предварительно заданному граничному критерию, при этом
этапы определения структуры металла, создания маркировки по структурному составу и сравнения созданной маркировки с граничным критерием повторяют перед осуществлением упомянутого следующего этапа до тех пор, пока определенная структура металла не будет соответствовать упомянутому заданному граничному критерию.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение структуры металла проводят непрерывно или через предварительно заданные промежутки времени до тех пор, пока созданная в каждом конкретном случае маркировка по структурному составу не будет соответствовать предварительно заданному граничному критерию.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что определение структуры металла проводят посредством ультразвука.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что при создании маркировки по структурному составу определяют или учитывают температуру металлического изделия и/или его толщину.
5. Система (11) для управления процессом термомеханической обработки металлического изделия в металлургической установке (12), включающая в себя:
- по меньшей мере одно устройство (18) для определения структуры металла металлического изделия после осуществления одного этапа обработки металлического изделия с помощью установки (12) и
- по меньшей мере одно соединенное с устройством (18) для определения структуры металла управляющее устройство (19) для создания по меньшей мере одной маркировки по структурному составу, которая характеризует определенную в конкретном случае структуру металла,
- при этом управляющее устройство (19) выполнено с возможностью сравнения этой созданной в данном случае маркировки по структурному составу с по меньшей мере одним предварительно заданным граничным критерием, и
- с возможностью управления установкой (12) таким образом, что следующий за данным этапом обработки другой этап (27) обработки металлического изделия с помощью указанной установки (12) выполняется только в том случае, если упомянутая созданная в данном случае маркировка по структурному составу соответствует предварительно заданному граничному критерию,
причем устройство (18) для определения структуры металла металлического изделия и упомянутое управляющее устройство (19) выполнены с возможностью проведения определения структуры металла, создания маркировки по структурному составу и сравнения созданной маркировки с предварительно заданным граничным критерием непрерывно или через предварительно заданные промежутки времени до тех пор, пока созданная маркировка по структурному составу не будет соответствовать предварительно заданному граничному критерию.
6. Система (11) по п. 5, отличающаяся тем, что устройство (18) для определения структуры металла содержит по меньшей мере один ультразвуковой датчик, в частности электромагнитный ультразвуковой датчик.
7. Система (11) по п. 6, отличающаяся тем, что устройство (18) для определения структуры металла выполнено с возможностью осуществления лазерно-ультразвукового исследования.
8. Система (11) по любому из пп. 5-7, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один соединенный с управляющим устройством (19) сенсорный блок для определения по меньшей мере одного дополнительного параметра металлического изделия, в частности температуры металлического изделия и/или его толщины.
RU2017119443A 2014-11-07 2015-10-23 Способ управления и/или регулирования металлургической установки RU2677402C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014222827.1 2014-11-07
DE102014222827.1A DE102014222827A1 (de) 2014-11-07 2014-11-07 Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer metallurgischen Anlage
PCT/EP2015/074682 WO2016071132A1 (de) 2014-11-07 2015-10-23 Verfahren zum steuern und/oder regeln einer metallurgischen anlage

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017119443A3 RU2017119443A3 (ru) 2018-12-07
RU2017119443A RU2017119443A (ru) 2018-12-07
RU2677402C2 true RU2677402C2 (ru) 2019-01-16

Family

ID=54476910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119443A RU2677402C2 (ru) 2014-11-07 2015-10-23 Способ управления и/или регулирования металлургической установки

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20180282836A1 (ru)
EP (1) EP3215643B1 (ru)
JP (1) JP2018505783A (ru)
KR (1) KR102019165B1 (ru)
CN (1) CN107109515A (ru)
DE (1) DE102014222827A1 (ru)
RU (1) RU2677402C2 (ru)
WO (1) WO2016071132A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016222644A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-28 Sms Group Gmbh Verfahren zum Walzen und/oder zur Wärmebehandlung eines metallischen Produkts
FI3559284T3 (fi) * 2016-12-20 2023-06-21 Arcelormittal Menetelmä lämpökäsitellyn teräslevyn valmistamiseksi
DE102019209163A1 (de) * 2019-05-07 2020-11-12 Sms Group Gmbh Verfahren zur Wärmebehandlung eines metallischen Produkts
DE102021121473A1 (de) 2021-08-18 2023-02-23 Sms Group Gmbh Transportvorrichtung, Verfahren zum Betrieb einer Transportvorrichtung und Verwendung einer Transportvorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1271902A1 (ru) * 1985-04-23 1986-11-23 Куйбышевский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Конструкторско-Технологического Института Подшипниковой Промышленности Способ управлени термической обработкой издели
EP0829548A2 (de) * 1996-09-16 1998-03-18 MANNESMANN Aktiengesellschaft Modellgestütztes Verfahren zur kontrollierten Kühlung von Warmband oder Grobblech in einem rechnergeführten Walz- und Kühlprozess
WO2001047648A2 (de) * 1999-12-27 2001-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur steuerung und/oder regelung der kühlstrecke einer warmbandstrasse zum walzen von metallband und zugehörige vorrichtung
RU2336339C2 (ru) * 2002-12-05 2008-10-20 Смс Демаг Акциенгезелльшафт Способ управления процессом или регулирования процесса на установке для обработки давлением, охлаждения и/или термической обработки металла
JP2009148797A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 冷間連続圧延設備の制御装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4760737A (en) * 1986-08-29 1988-08-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Procedure for flaw detection in cast stainless steel
JP2510921B2 (ja) * 1992-02-25 1996-06-26 新日本製鐵株式会社 鋼材の熱間圧延組織制御方法
JP2000225405A (ja) * 1998-12-04 2000-08-15 Kobe Steel Ltd 熱間圧延材の組織予測方法及び組織制御方法
US6789602B2 (en) 2002-02-11 2004-09-14 Commonwealth Industries, Inc. Process for producing aluminum sheet product having controlled recrystallization
JP2005169454A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Jfe Steel Kk 鋼帯の製造設備および製造方法
DE112004002902A5 (de) * 2004-04-06 2007-05-24 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen eines Metalls
JP4627025B2 (ja) 2005-09-30 2011-02-09 株式会社神戸製鋼所 圧延装置
DE102006047718A1 (de) * 2006-10-09 2008-04-17 Siemens Ag Verfahren zur Nachverfolgung des physikalischen Zustands eines Warmblechs oder Warmbands im Rahmen der Steuerung einer Grobblechwalzstraße zur Bearbeitung eines Warmblechs oder Warmbands
CN100431781C (zh) * 2006-12-06 2008-11-12 重庆长征重工有限责任公司 锻压设备用锤杆的制造方法
CN102321853B (zh) * 2011-09-20 2017-04-26 上海尊马汽车管件股份有限公司 航空器及其超低温系统用不锈钢管及制备方法
CN102565189A (zh) * 2011-12-26 2012-07-11 昆山全亚冠环保科技有限公司 金属材料金相的超声波检测方法
CN102528405B (zh) * 2012-01-12 2013-08-21 张强辉 带法兰、锥体与过渡圈的薄壁精密内齿套加工工艺
EP2656932A1 (de) * 2012-04-26 2013-10-30 Siemens Aktiengesellschaft Thermomechanisches Walzen einer Aluminiumplatte

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1271902A1 (ru) * 1985-04-23 1986-11-23 Куйбышевский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Конструкторско-Технологического Института Подшипниковой Промышленности Способ управлени термической обработкой издели
EP0829548A2 (de) * 1996-09-16 1998-03-18 MANNESMANN Aktiengesellschaft Modellgestütztes Verfahren zur kontrollierten Kühlung von Warmband oder Grobblech in einem rechnergeführten Walz- und Kühlprozess
WO2001047648A2 (de) * 1999-12-27 2001-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur steuerung und/oder regelung der kühlstrecke einer warmbandstrasse zum walzen von metallband und zugehörige vorrichtung
RU2336339C2 (ru) * 2002-12-05 2008-10-20 Смс Демаг Акциенгезелльшафт Способ управления процессом или регулирования процесса на установке для обработки давлением, охлаждения и/или термической обработки металла
JP2009148797A (ja) * 2007-12-20 2009-07-09 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 冷間連続圧延設備の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3215643A1 (de) 2017-09-13
RU2017119443A3 (ru) 2018-12-07
DE102014222827A1 (de) 2016-05-12
KR20170082557A (ko) 2017-07-14
EP3215643B1 (de) 2021-04-07
RU2017119443A (ru) 2018-12-07
WO2016071132A1 (de) 2016-05-12
KR102019165B1 (ko) 2019-11-04
CN107109515A (zh) 2017-08-29
US20180282836A1 (en) 2018-10-04
JP2018505783A (ja) 2018-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2677402C2 (ru) Способ управления и/или регулирования металлургической установки
Miao et al. Recrystallization and strain accumulation behaviors of high Nb-bearing line pipe steel in plate and strip rolling
CN108779508B (zh) 用于轧制和/或热处理金属产品的方法
US9732396B2 (en) Method for operating a continuous annealing line for the processing of a rolled good
JP6068146B2 (ja) 設定値計算装置、設定値計算方法、及び設定値計算プログラム
Behjati et al. Effect of nitrogen content on grain refinement and mechanical properties of a reversion-treated Ni-free 18Cr-12Mn austenitic stainless steel
Ma et al. Influence of asymmetric hot rolling on through-thickness microstructure gradient of Fe–20Mn–4Al–0.3 C non-magnetic steel
CN106363024A (zh) 沿带钢全长设定变目标卷取温度的方法
Uranga et al. Application of practical modeling of microalloyed steels for improved metallurgy, productivity and cost reduction in hot strip mill applications
US11230749B2 (en) Method for operating an annealing furnace
Gong et al. Evolution of Austenite Grain Size in Continuously Cast Slab during Hot‐Core Heavy Reduction Rolling Process Based on Hot Compression Tests
Chen et al. Influence of thermomechanical control process on the evolution of austenite grain size in a low-carbon Nb-Ti-bearing bainitic steel
JP2017087227A (ja) 鋼材の熱間圧延方法
JP6021659B2 (ja) 加熱炉の操業支援システム
JP6729181B2 (ja) 鋼板の形状矯正方法および形状矯正装置
JP6658457B2 (ja) 厚鋼板の製造方法および圧延のパススケジュール設定方法
Kawalla et al. Hot rolling in ferrite region
CN109563559B (zh) 使用于金属带材的退火的退火炉运行的方法
Ahmad Modified law of mixture to describe the tensile deformation behavior of thermomechanically processed dual-phase steel
JPH04361158A (ja) 鋼板の材質予測制御方法
WO2014185810A1 (en) Method for adjusting final steel properties at steel mill facility
Rodriguez-Ibabe et al. Some aspects regarding microstructural heterogeneities during steel processing
US20220126343A1 (en) Method for setting different cooling curves of rolling material over the strip width of a cooling stretch in a hot-strip mill or heavy-plate mill
Chalimba et al. Effects of roughing on finish rolling simulations in microalloyed strip steels
Heering et al. Development of Modern Steels for Strain Based Design Pipe Lines and Simulation Results