寬厚板輥式淬火機淬火工藝控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用.pdf

1、本文以新余鋼鐵公司3800mm寬厚板輥式淬火機項目為背景，以開發(fā)和構(gòu)建高強度碳素鋼輥式淬火機淬火工藝過程控制系統(tǒng)為目標，針對淬火工藝控制系統(tǒng)的溫度場模型、水量模型及組織性能預(yù)測模型等進行了較為系統(tǒng)的研究，并將開發(fā)的工藝控制系統(tǒng)應(yīng)用于低成本壓力容器板XGCF62的實際生產(chǎn)實踐，取得良好使用效果。本文的主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)針對碳素鋼輥式淬火機淬火工藝控制系統(tǒng)需要，構(gòu)建了由一級基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)和二級工藝模型過程控制系統(tǒng)組成

2、的系統(tǒng)平臺?；A(chǔ)自動化主要實現(xiàn)鋼板位置跟蹤、流量高精度調(diào)節(jié)及WINCC監(jiān)控等功能，工藝模型控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)溫度場計算、流量設(shè)定及組織性能預(yù)測等功能。
　　(2)根據(jù)輥式淬火工藝需要，采用PID控制器對水流量進行快速高精度控制，將積分系數(shù)Ti置無窮大，微分系數(shù)Td置零，采用純比例控制。將比例系數(shù)Kp由小到大變化，觀察系統(tǒng)的響應(yīng)速度和超調(diào)量，直至響應(yīng)速度快，且超調(diào)范圍較小為止。開發(fā)的快速高效的淬火工藝流量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，滿足了輥式淬火機

3、淬火工藝參數(shù)的控制精度及響應(yīng)速度要求。
　　(3)針對輥式淬火機淬火過程，建立了淬火鋼板的熱傳導(dǎo)控制方程。結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)和輥式淬火機的實際淬火工藝參數(shù)，采用熱傳導(dǎo)逆問題的求解計算方法，得到了實際淬火工藝參數(shù)下淬火機高壓縫隙段冷卻過程的平均換熱系數(shù)。計算結(jié)果為研究不同輥道運行速度下淬火過程溫度場和實現(xiàn)淬火鋼板的冷卻速度控制提供了依據(jù)。
　　(4)針對輥式淬火機淬火冷卻系統(tǒng)流量控制需要，建立了高低壓各段噴嘴噴射水量的解析計

4、算模型。通過生產(chǎn)實測的高低壓各段流量和壓力值，采用回歸分析方法得到了滿足各段噴嘴噴射水量計算模型的關(guān)鍵修正系數(shù)，并將模型計算值同生產(chǎn)實測值進行對比表明，模型計算結(jié)果偏差小于10％，計算精度較高。
　　(5)采用經(jīng)典的Maynier模型，根據(jù)鋼種化學(xué)成分和淬火過程工藝參數(shù)，利用插值法和加權(quán)相加法進行碳素鋼淬火后的組織性能預(yù)測。并以30mm厚鍋爐容器板07MnNiMoVDR為例，計算得到了鋼板厚度方向各部位組織含量及維氏硬度值，為鋼種