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近些年,研究人员对神经网络方面的应用研究不断地深入,由于神经网络在处理非线性问题所具有的独特优势使其开始进入轧制过程的自动化领域。日本和德国对专家系统、神经网络和模糊控制等方面的研究进行的比较深入,并通过实际应用的验证,取得了较好效果。
国内外在塑性加工领域里,人工神经网络的应用研究都处于起步阶段,诸如轧制力、变形抗力和晶粒尺寸以及板形的控制之类的问题都可以利用人工神经网络来实现,目前已取得令人满意的效果8- Lakiola通过将物理模型与神经网络相结合,实现了冷轧带钢生产过程中的工艺参数优化,以及对轧后带钢性能的预报,从而对尺寸精度和轧制效率有很大的提高。
西门子公司自主开发了名为“西门子微观组织监测系统”的商业软件,该软件用于预测热轧带钢的组织与性能,通过该系统的物理冶金模型可以预测热轧带钢的组织温度过程,终通过神经网络方法计算力学性能,具有这种神经网络功能的控制系统已被成功的用于西门子公司的在线控制系统。
国内研究情况
目前,性能预报在国内也越来越备受关注,在937项目的强力支持下,中科院金属所将工艺与物理冶金模型相结合,开发了用于组织与性能预报的模拟软件,该软件被命名为“ROLLAN”,该软件已被使用于鞍钢1780上,经过实际验证可知该软件的离线预报误差可以实现免检的要求。为进一步提高轧钢的控制水平以及优化工艺参数发挥了极大的不可替代的作用。
螺纹钢;螺纹钢生产工艺;螺纹钢生产现状;螺纹钢成材率;螺纹钢生产新技术
随着我国经济建设的快速发展,我国基础设施如房屋、桥梁、道路以及要能源、交通等工程得到快速增长,我国正处于经济发展时期,宏观经济和固定资产投资将保持持续的增长。建筑行业是中国和发展中发展快的行业之一,建筑用钢也将会得到长期的发展,其中螺纹钢将是大的建筑用钢。随着钢铁工艺技术的进步,螺纹钢将不断更新换代,推出性能更好的新产品,满足用户不同的技术要求。
螺纹钢简介
螺纹钢是表面带肋的钢筋,亦称带肋钢筋,普通热轧钢筋其牌号由HRB和牌号的屈服点小值构成。H、R、B分别为热轧( Hotrolled)、带肋( Ribbed)、钢筋(Bars)三个词的英文首位字母。热轧带肋钢筋分为HR335(老牌号为(20MnSi)、HRB400(老牌号为20 Mnsiv、20 InSiNb、20nti)、HRB500三个牌号。通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。规格用公称直径的亳米数表示。带肋钢筋的公称直径相当于横截面相等的光圆钢筋的公称直径。钢筋的公称直径为6-50mm,一般采用的直径为8、12、16、20、25、32、40m。带肋钢筋在混凝土中主要承受拉应力。带肋钢筋由于肋的作用,和混凝土有较大的黏结能力,因而能更好地承受外力的作用。带肋钢筋广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄璧和高层建筑结构。成分指标:考核螺纹钢成分含量的指标主要有:C、M、P、S、Si等项,牌号不同,含量各有差别,其大致范围为:C(0.10~0.40%)、Mn<1.80%、P<0.050%、S<0.050%、Si(0.60~1.00%);螺纹钢是由小型轧机生产的,可扎出螺纹钢线材和螺纹钢棒材,小型轧机的主要类型分为:连续式、半连续式和横列式。当今新型的钢筋轧机有通用的高速轧制的钢筋轧机和四切分的高产量的钢筋轧机,但从成本上考虑,目前世界上大多数企业都采用全连续式小型轧机。
合金结构钢(GB3077-88):合金结构钢简称合结钢,它是在优质碳素结构钢的基础上,适当地加人一种或数种合金示素(总含量不超过5%)而制成的钢种。合金元素主要用来提高钢的淬透性,通过适当的热处理可以使钢获得较高的强度和韧性,合金结构钢在一定程度上能使零件在整个截面上.获得比较均匀的较高的综合性能,这对钢材使用是极有现实意义的。因此合金结构钢常用于制造尺寸较大,形状较复杂、用碳结钢难于满足性能要求的各种零件。
合金结构钢根据其化学成分(主要是含碳量)、使用时的热处理工艺和用途的不同,大致可以分为为渗碳钢、调质钢和氮化钢三类。渗碳钢也称表硬化钢,主要是低碳合结钢(含碳量≤0.25%),用这类钢制成的零配件,大都经过表面热处理(渗碳或氰化),淬火并低温回火,可以获得很硬的表面层(HRV60以上),而心部仍具有良好的韧性,使零部件既耐磨,又能承受较高交变载荷或冲击载荷,常用来制造齿轮、轴等。
调质钢含碳量一般在0.25%以上,属于中碳台结钢。所制成的零部件经淬火及高温回火的调质处理后,可以获得配合很好的高强度和良好的韧性,即且有良好的综合力学性能,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆、紧固件等。
氮化钢是含铝的中碳合结钢,所制成的零部件需先经过调质或表面火焰淬火,高频淬火处理、获得所需要的力学性能,再经过终切削精加工,然后进行氮化处理、以进一步增加其表面硬度和耐磨性。常用的氮化钢是38CrMoA1钢。可制造高耐磨性、高疲劳强度、高尺寸精密度的氮化零件,如高压阀门、撑床撑杆、磨床主轴等。
余热处理钢筋
余热处理钢筋是指利用轧制余热在轧钢作业线上直接进行轧后热处理。其基本原理是钢筋从轧机的成品机架轧出后,经冷却装置进行快速表面淬火,然后利用钢筋心部热量由里向外自回火,再空冷至室温。该技术能有效地发挥钢材的性能潜力,通过各种工艺参数的控制改善钢筋的性能,在较大幅度提高钢筋强度的同时,保持较好的塑、韧性,完全能保证钢筋的综合性能满足要求;同时,大幅度降低了合金元素用量,节约了生产成本。建筑业应用余热处理钢筋可实现强度等级的升级,节约钢材用量,增加建筑物的性。从理论上分析,35MPa级钢升级为460MPa级钢可节材27%以上,400MPa级钢升级为460MPa级钢可节材13%。更重要的是实现强度等级升级的同时,不需要消耗大量的微合金化元素的资源,有利于科学发展。
余热处理钢筋在国外已广泛应用,典型例子是英标460MPa级、500MPa级钢筋。英标Bs449因其科学性和适用性而受到国际建筑业的推崇,许多和地区普遍采用BS4449标准。英标钢筋与我国和其他钢筋标准中同类钢筋相比,不但强度要求较高而且对冷弯和反弯性能要求更严,因此,其质量要求较高。BS449标准中没有规定具体的加入合金元素和成分范围,国外企业生产英标钢筋一般是用碳素钢采用余热处理工艺,我国出口的英标钢筋也大量采用了余热处理工艺。加拿大标准G30.18中的400R、500R钢筋,美国 ASTMA615/A615M标准中的60级(420MPa)、75级(520MPa)钢筋,德国标准DN488/1中的BS420S、BST500S钢筋等都可采用余热处理工艺生产。国外余热处理钢筋的广泛应用表明,余热处理钢筋在建筑上包括在重要建筑上的应用是可靠的、可行的。
超细晶热轧钢筋
近年来的材料学研究可使普通C-Mn钢获得超细晶组织,已有试验获得了2~3μm的超细晶铁素体组织,屈服强度超过了400MPa。日本住友工业公司用铌钢轧制出了晶粒尺为5.5μm、屈服强度为454MPa、直径为32mm的优质棒钢。超细晶热轧钢筋通过控制轧制的方法,以细化钢材的晶粒和组织为技术核心,在保证良好的塑、韧性前提下提高钢材的强度,可明显地节约生产成本,同时做到了高性能和低成本。该产品是一种值得重视、值得发展的钢材品种。
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