高炉冶炼的自动化控制过程

高炉冶炼过程作为控制对象,是一种时间非常长的非线性系统。根据控制目标常将控制过程分为长、中和短期三种:长期控制是决策性的,根据原燃料供应、产品市场需求、企业内部需求的平衡变化等对炼铁生产计划、高炉操作制度等做出重大变更决策;中期控制是预测预报性的,主要是对一定时期内高炉炉况趋势性变化进行预测和分析,如对炉热水平发展趋势、异常炉况发生的可能性进行预测和预报,使操作人员及时调整炉况,同时还可根据高炉操作条件对高炉参数和技术经济指标进行优化,使高炉处于最佳状态下运行;短期控制是调节性的,根据炉况的动态变化随时调节,消除各种因素对炉况的干扰,保证炉子生产稳定顺行,产品质量合格。 高炉的计算机控制系统,常担负起基础自动化、过程控制和生产管理三方面的功能。在高炉生产的计算机系统中一般不配置管理计算机,其功能由厂级管理计算机完成。现代高炉料面红外摄像技术是用安装在炉顶的金属外壳微型摄像机获取炉内影像,通过具有红外功能的CCD芯片将影像传到高炉工长值班室监视器上,在线显示整个炉喉料面的气流分布图像,如将上述图像送入计算机,经过处理还可得到料面气流分布和温度分布状况的定量数据,绘制出各种图和分布曲线。
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发布时间:2015-08-12

带钢轧边过程中常见问题及对策

带钢轧边即压缩轧件宽度,主要通过轧制或者压缩来完成。轧边过程中容易出现鱼尾和板坯畸形问题。 鱼尾是平轧道次中凸起部分纵向延伸引起的,通常在精轧机道次前被切掉,压下量越大,轧边形成鱼尾而引起切头损失越大。解决的方法是: 1、利用凸形板坯 当用连铸机生产凸形板坯,用平直的水平辊轧制这些板坯时,可以达到延伸板坯中部的效果,减轻了鱼尾。 2、利用润滑轧制 为孔型辊轧边期间提供润滑,由于轧制润滑减小了轧辊咬入的摩擦系数,所以鱼尾现象减轻。 3、凸形轧制 是在在轧边之前用凸形轧辊轧制部分板坯,如锥形轧辊等。 4、加工板坯角部 在轧边之前,通过锻压或者轧制挤压板坯两端的角部,与通常的轧边相比,用这种方法板坯收得率提高达30%。 板坯畸形主要有板坯横截面脱方、板坯扭曲、板坯边部重叠、三种形式。 1、板坯横截面脱方 这种缺陷主要原因是板坯的一侧上浮。一般通过孔型辊或有底部辊环的锥形轧辊来防止这种情况。 2、板坯扭曲 这种缺陷是过量宽度压下量导致,通常采用限制边部压下量的最大许可值来避免板坯扭曲,借助于支承辊和滑道可以增加许可值。另外一种方法通过把板坯放在一个转向辊上运输来防止薄板坯的扭曲。 3、板坯边部重叠 这也是一种常见现象,用V形轧辊可以防止这种问题。
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发布时间:2015-08-11

薄带连铸不锈钢凝固过程残留铁素体转变行为研究

薄带连铸的一个显著特点是具有很高的冷却速度,通常其冷却速度为102~103K·s-1,二次枝晶间距为5~50μm之间,属于亚快速凝固的范畴。与传统连铸相比,薄带钢的凝固组织更加细化,杂质元素分布更加均匀,非金属夹杂物和析出物尺寸更加细小,因而薄带的性能得到了显著改善。 用连铸机直接浇铸厚度为1~5mm的近终形带钢的生产工艺称为薄带连铸或直接带钢连铸。薄带连铸省略了传统带钢生产中的热轧和中间加热等工序,直接由液态金属加工成金属薄带成品或半成品,不经热轧或稍经热轧(1~2个机架)即可生产冷轧薄板。与传统的薄板生产工艺相比,能显著缩短工艺流程,大幅降低产品成本,提高产品质量和性能。 北京科技大学的学者为了确定薄带连铸AISI304不锈钢凝固过程中残留铁素体的生成及转变行为,采用彩色金相、电解侵蚀、电子背散射衍射分析技术及X射线衍射分析等研究手段对双辊薄带连铸AISI304不锈钢凝固组织及残留铁素体特征进行了研究。结果表明AISI304不锈钢薄带的凝固组织由表层胞状晶区、中间柱状晶区和中心等轴晶区三部分组成。薄带表层胞状晶区内残留铁素体呈棒状,柱状晶区的残留铁素体形态为鱼骨状,中心等轴晶区的残留铁素体呈弯曲的树枝状;薄带的表层胞状晶区残留铁素体的质量分数为4.6%~6.6%,柱状晶区内的残留铁素体质量分数为3.6%~3.7%,中心等轴晶区内的残留铁素体质量分数为11.27%~11.34%;残留铁素体沿着厚度方向呈现“W”状分布。
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发布时间:2015-08-10

轧钢生产中原料的选择

在轧钢生产中,一般常用的原料为钢锭、轧坯和连铸坯,也有采用压铸坯的。 选择原料应注意的问题: (1) 要考虑产量和质量。 选取适当的坯料尺寸,在保证压缩比的前提下,尽量减少轧制道次以提高产量,(断面大需要的道次多) (2) 考虑经济效益和生产的可能性的条件下要使各项消耗降低。 原料的准备主要是检查、清理表面各种缺陷(结疤、裂纹、夹渣、折迭等)如果不在轧前加以清理,轧制中将不断扩大,并引起更多缺陷。 清理方法: 火焰清理:至于碳素钢、低合金钢、金属耗量较大 风铲清理:适用碳素钢、合金钢、高碳钢(合金钢导热性能差,直接用火焰清理易开裂,必须先预热) 砂轮清理(刨削):适于合金钢,剥皮,金属消耗量大。
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发布时间:2015-08-07

轧辊的组织状态取决于轧辊成分控制及合金元素的含量

国家标准对高速钢轧辊化学成分范围的规定很宽,比如Cr为3.00%~8.00%,Mo为2.0%~8.00%,V为2.00%~9.00%,W为0.00%~8.00%。 化学成分中含有2%~3%的Mo和V与含有7%~8%的Mo和V的轧辊的制造成本是不同的,同样化学成分的轧辊加不加W其制造成本也是不一样的,从而造成不同轧辊制造企业生产的高速钢轧辊的制造成本相差很大,这就是不同轧辊制造企业生产的高速钢轧辊在销售价格上存在很大差距的原因。 同样地,产品的性能和使用效果也存在很大的差距。轧辊的综合性能和使用效果的好坏取决于轧辊的组织状态,而轧辊的组织状态不仅取决于轧辊的热处理控制,更重要的是取决于轧辊成分控制及合金元素的含量。
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发布时间:2015-08-06

稀土氧化物对连铸保护渣结晶温度的影响

随着稀土研究的不断深入,稀土在钢中的应用得到了充分发挥。稀土钢连铸时,稀土金属氧化烧损产物及钢液中的稀土脱氧产物进入熔融保护渣中,会对保护渣冶金性能产生负面影响。使用普通保护渣浇注稀土钢时,铸坯表面缺陷增加,钢液温降大,拉坯速度降低,漏钢几率增加,造成稀土钢产品质量不稳定以及生产效率低。大量研究结果表明,除连铸工艺和浇注钢种的原因外,保护渣与稀土钢的连铸工艺参数不匹配是限制稀土钢浇注的主要问题。 结晶温度是保护渣的主要性能指标之一。结晶器气隙内液渣在凝固过程中的结晶行为会对结晶器内铸坯的润滑和传热产生重要影响。HKyoden等“发现,保护渣结晶温度升高易导致铸坯一结晶器之间的热传递速度降低。热传递速度慢虽然可以减少铸坯表面纵向裂纹,但由此而造成的粘结将使拉漏率增大。保护渣结晶温度升高会导致结晶器一铸坯之间的摩擦力增大。至今,国内外的研究主要集中在保护渣组成对其结晶特性的影响方面,认为保护渣组成与保护渣结晶温度有密切的关系。HKyoden[3等的研究结果表明,保护渣碱度高时其结晶温度也高。文献[8~103的研究结果表明,添加BaO可防止保护渣结晶;在结晶开始时添加一定量的氧化铝,保护渣将转变成全玻璃态。 1研究方法 实验采用预熔型连铸保护渣,其粒度小于0.074mm。渣料由化学纯试剂配制而成,经过充分混匀后在1400℃熔化10min,然后急冷、破碎、研磨、筛分和干燥,制成11种不同组分的预熔基渣。然后,将预熔基渣分别与不同含量的稀土氧化物粉末充分混合。实验用稀土氧化物为现场用稀土丝在空气中燃烧后的产物,其化学成分为:cLaO3+ce0>80,OJ(pr2+Nd2<15,其它成分小于5。取30mg配制好的渣料放入差热微机天平专用的刚玉坩埚内,以30℃/min的升温速度快速加热至1300℃,恒温10rain后以10℃/min的冷却速度降温至800℃。实验中用氮气作为天平和炉膛的保护气氛。采用SDTATGA型微机热重一差热分析仪测量保护渣的结晶温度。本实验根据差热计算机曲线将保护渣析晶开始温度定为保护渣的结晶温度。 2实验结果及分析 稀土氧化物从零增加到5时,保护渣结晶温度显著升高。对于R-0.9和1.2的两种保护渣,结晶温度升高了大约100℃。若稀土氧化物含量继续增加,保护渣结晶温度升高速度减慢。碱度较低的保护渣(R-0.6)因其粘度较大(硅酸盐复合离子聚合长大使熔渣流动性变差)不利于产生初生晶核,冷却过程中易形成过冷的玻璃相,因此稀土氧化物对其结晶温度的影响远比前两种高碱度保护渣小。结合X射线分析可知,稀土氧化物进入保护渣后会与保护渣组分发生化学反应,生成高熔点相(如铈钙硅石、稀土氟化物等),导致冷却过程中液态保护渣过早出现初生晶核。随稀土氧化物含量的继续增加,稀土氧化物在保护渣中的溶解趋于饱和,过剩稀土氧化物以固相形式存在,不会影响保护渣的结晶温度。 BaO可明显降低保护渣的结晶温度。保持不变、在渣中添加5的BaO代替CaO,可以使保护渣的结晶温度从1012℃降至956℃。另外,随着稀土氧化物含量的增加,添加和未添加BaO的两种保护渣结晶温度的升高趋势大致相同,结晶温度明显升高。而在稀土氧化物含量从5增加到15的过程,保护渣结晶温度上升缓慢。 由此得知,BaO虽然可以降低初始组分保护渣的结晶温度,但对含有稀土氧化物的保护渣的结晶温度的影响不明显。分析认为,BaO会与保护渣生成低熔点稳定相,在本实验条件下两者之间的反应可能不具备热力学条件。美国陶瓷协会公布的二元相图表明引,BaO与稀土氧化物La。O。发生二元共晶反应的最低温度约为1580℃。因此,加入BaO并不能彻底解决因稀土氧化物增加而造成的保护渣结晶温度升高的问题,但是加入BaO后保护渣的熔点和粘度都有所降低,这有利于稀土氧化物在保护渣中的溶解和扩散。 3结论 (1)稀土氧化物对保护渣结晶温度的影响明显,特别是稀土氧化物从零增加到5时,对保护渣结晶温度的影响最显著。 (2)保护渣中加入BaO并不能彻底解决稀土氧化物造成的保护渣结晶温度升高的问题,但加入BaO后降低了保护渣的熔点和粘度,有利于稀土氧化物在保护渣中的溶解和扩散。 (3)加入Li。O部分阻止了SiOl与其它阳离子(包括稀土离子)形成离子对,从而抑制了高熔点结晶相的析出,宏观表现为稀土氧化物保护渣的结晶温度有所降低。
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发布时间:2015-08-05

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