[00370532]带钢连续退火模拟实验机技术开发与应用

该项目属冶金材料技术领域，主要是研制适于冷轧带钢连续退火工艺研究和钢种开发的实验设备，研究工作得到国家自然科学基金的支持(50527402)，获得三项发明专利。所研制的连续退火模拟实验机是根据物理模拟的思想和方法，利用单片小试样模拟再现大生产中的带钢在连续退火过程中的加热、冷却以及保护气氛等工艺过程和现象，进而获得退火工艺与材料组织性能之间的关系，为新产品、新工艺的开发，组织性能和表面质量的研究以及实际生产服务。利用该实验机进行退火实验时，采取电阻加热的方式对试样进行加热，采用喷气/喷雾组合窄缝喷嘴进行冷却，采用N2和H2作保护气氛，并可对试样施加张力。加热、冷却、张力和气氛可按设定的工艺参数控制。整个退火过程在一个工位上完成，试样不需要移动。本实验机的创新点有以下几个方面：1)提出了单工位的设计思想，克服了国内外同类设备多工位结构，试样需要移动来实现加热、冷却、过时效等工艺过程的缺点。2)实现了大尺寸试样的保护气氛退火(600×300mm，国外同类设备的试样尺寸为340×100)，最大加热速率达到300℃/s(国外为100℃/s)，扩展了实验机的应用领域。3)开发出喷气、喷雾两用式组合冷却装置。该装置在一套喷嘴上能够实现气冷和气雾冷却，冷却速率从缓冷到快速冷却均可覆盖(最高600℃/s)，克服了国外设备冷却功能单一，或通过不同设备实现不同冷却速率的功能缺陷。4)开发出变结构PID温度控制、前馈和反馈张力综合控制、电压过零点触发采集热电偶信号等控制技术，使温度、张力等的控制精度大大提高。本实验机适用于普碳钢、高强钢、不锈钢和部分硅钢等钢种和连续退火工艺的开发研究。实际应用表明，该实验机实验效率高，实验成本低；温度控制精度高；退火试样的晶粒组织均匀性，纵横向力学性能的一致性，实验结果的重现性，保护气氛退火的表面质量均比较好，满足实验设备要求。该实验机已在多家钢铁企业得到了应用，具有广阔的应用前景。