RAL·NEU研究報告：熱軋中厚板新一代TMCP技術研究與應用

摘要
1 緒論
1.1 引言
1.2 國內外超快速冷卻技術研究現(xiàn)狀
1.3 中厚板超快速冷卻難點及關鍵技術
1.4 課題背景、研究目標和研究內容

2 高溫鋼板射流沖擊冷卻換熱機理研究
2.1 高溫鋼板水冷換熱基本原理
2.1.1 沸騰換熱原理
2.1.2 沸騰換熱過程中的氣泡狀態(tài)
2.1.3 層流冷卻換熱機理
2.1.4 垂直射流沖擊冷卻換熱機理
2.1.5 傾斜射流沖擊冷卻換熱機理
2.2 射流沖擊換熱特性研究
2.2.1 Re和Pr計算
2.2.2 Nu計算及射流換熱特性分析
2.3 射流沖擊換熱數(shù)學模型的建立

3 中厚板超快速冷卻條件下的溫度場解析模型
3.1 導熱微分方程
3.2 相變潛熱計算方法
3.2.1 相變開始溫度計算
3.2.2 相變轉變量計算
3.2.3 相變潛熱計算
3.3 鋼板熱物性參數(shù)處理
3.3.1 確定熱導率
3.3.2 確定鋼板密度
3.3.3 確定熱擴散率
3.4 鋼板內部導熱有限元解析模型的建立
3.4.1 有限單元網(wǎng)格劃分
3.4.2 時間步長確定
3.5 換熱系數(shù)模型的建立
3.6 厚向平均溫度處理方法
3.7 瞬時冷卻速度計算模型的建立

4 中厚板多功能冷卻裝備研發(fā)
4.1 湍流射流的控制方程和標準k-e模型
4.1.1 湍流射流的控制方程
4.1.2 標準k-e模型
4.2 整體狹縫式噴水系統(tǒng)的結構設計
4.2.1 整體狹縫式噴嘴設計
4.2.2 狹縫傾斜射流沖擊流體流動規(guī)律分析
4.3 陣列式高密快冷噴嘴的結構設計
4.3.1 高密快冷噴嘴設計
4.3.2 圓形傾斜射流沖擊流體流動規(guī)律分析
4.4 超快速冷卻整體裝備的開發(fā)與集成
4.4.1 上冷卻區(qū)域內集管配置
4.4.2 上下集管對稱布置配置
4.4.3 擋水輥切分冷卻單元
4.4.4 上下水量配比控制
4.4.5 殘水控制
4.4.6 液壓多缸同步保護系統(tǒng)設計
4.4.7 超快速冷卻裝備的整體集成

5 高精度冷卻路徑控制系統(tǒng)研發(fā)
5.1 控制系統(tǒng)組成
5.1.1 基礎自動化控制系統(tǒng)
5.1.2 過程自動化控制系統(tǒng)
5.1.3 冷卻工藝參數(shù)優(yōu)化窗口
5.1.4 超快冷系統(tǒng)與相關系統(tǒng)的無縫銜接
5.2 超快速冷卻系統(tǒng)關鍵控制技術
5.2.1 壓力-流量耦合快速高精度控制
5.2.2 高精度鋼板位置微跟蹤技術
5.2.3 縱向均勻性自動控制技術
5.2.4 橫向均勻性自動控制技術
5.2.5 實測溫度檢測與處理
5.2.6 冷卻路徑控制

6 冷卻工藝策略及溫度場分析
6.1 各冷卻工藝參數(shù)下溫度場模擬分析
6.1.1 不同厚度規(guī)格條件下溫度場分析
6.1.2 不同水流密度條件下溫度場分析
6.2 各冷卻策略下溫度場模擬分析
6.2.1 通過式冷卻模式
6.2.2 特殊冷卻模式

7 中厚板超快速冷卻技術的應用
7.1 超快冷技術應用概況
7.1.1 鞍鋼厚板4300mm軋機軋后快速冷卻系統(tǒng)
7.1.2 首秦中厚板廠4300mm軋后冷卻系統(tǒng)
7.1.3 南鋼2800mm軋后超快速冷卻設備研制及工藝開發(fā)
7.1.4 三鋼3000mm中厚板廠軋后超快速冷卻系統(tǒng)
7.1.5 南鋼4700mm寬厚板工程控制冷卻裝置
7.1.6 新余3800mm超快冷設備技術集成與工藝創(chuàng)新項目
7.1.7 韶鋼板材部3450mm生產(chǎn)線增設超快速冷卻系統(tǒng)工程
7.2 超快冷系統(tǒng)實際應用效果
7.2.1 終冷溫度高精度控制
7.2.2 冷卻速率大范圍無級調節(jié)
7.2.3 良好板形控制
7.2.4 良好表面質量控制
7.2.5 多彩的在線熱處理工藝

8 基于新一代TMCP工藝的節(jié)約型高品質產(chǎn)品研發(fā)
8.1 新一代TMCP工藝UFC-F的應用
8.1.1 低成本Q345系列產(chǎn)品
8.1.2 低成本Q460q系列產(chǎn)品工業(yè)試制
8.1.3 低成本船板AH36的試制
8.2 新一代TMCP工藝中UFC-B的應用
8.2.1 管線鋼的超快冷工藝開發(fā)
8.2.2 工程機械用鋼的超快冷工藝開發(fā)
8.2.3 水電鋼的超快冷工藝開發(fā)
8.2.4 儲罐用鋼的超快冷工藝開發(fā)
8.3 新一代TMCP工藝中UFC-M（DQ）的應用
9 結論
參考文獻