热轧板带钢组织目标建立相控制模型

现代钢材，尤其是多相钢，都要求在热轧板带车间和冷却段有始终如一、重复生产的条件。如果冷却温度控制偏差较大，时间-焓抛物线公差只增加几个百分点，最终产品的力学性能就会发生巨大的变化，以致于只能生产废料和低质量的板带。双相钢的生产要求尤其严格。在控冷段，当温度几乎保持不变的几秒钟后，钢在这段时间内从900℃冷至660℃。当残余奥氏体含量达到20%时，将钢淬火，相状态就被固定了，于是奥氏体就转变为了马氏体。如果保温时间仅仅延长10%，残余奥氏体含量就能减少10%。这时就不会形成双相钢，而是结构钢；例如ST37，其强度和其他性能比期望差很远。如果发生相反的情况，由于冷速过快导致残余奥氏体含量太高，那么这样不仅会导致材料性能很差，而且会导致脆性，在卷曲时发生困难。
　　(1)  传统控冷段系统限制双相钢生产
　　传统控冷段系统将冷却区域分成一个主冷区和一个位于冷段末端的细冷区。主冷区首先用来预算和送料控制。细冷区根据当时卷曲温度（反馈控制）控制阀门。在加速的情况下，所需要的额外的水量要根据严格设定工序来进行供应，也就是所谓的冷却模式。如果需要另外的冷却策略，例如当生产双相钢时，就采用相似的方法。这种方法已经被证实是不利并且复杂的，因为通常控冷段中的不同冷却位置必须与变化的板带速度和最终轧制温度相匹配。
　　(2)  建立在Gibbs相模型基础上的模型-预测控制器
　　主要目标就是建立一个能沿着整个板带对控冷部分进行实时设置温度曲线和相组成的系统，它能够探测出任何偏离和并且对这种偏离做出适当的反应。控冷系统的力学限制元素必须考虑，但是控制系统一定不能再添加任何额外的限制。西门子控制系统已经可以实时跟踪板带每一点的温度和相组成，并且把每一点的确切结果转换成模型-预测控制器。将以后的温度曲线和相组成的变化的预报与提前设定好的时间曲线对比，通过在正确的时间对适当的冷却控制元素进行调整，就可以使偏离最小化。通过这种方法，能避免质量偏差，而且其余软件方面相关的限制，例如固定的冷却方式等也能消除。

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资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司结构钢事业部
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