优化制造金属的铁合金的方法技术

本发明专利技术涉及一种借助组织模型控制冶金技术的生产设备的方法，该组织模型包括计算生产出的产品的至少一个机械强度性能的程序，该程序基于计算的、在生产出的产品的组织中的金相成分计算该机械强度性能，其中，冶金技术的设备包括最后的冷却工段，并且冶金技术的设备的运行参数以至少部分地预设的、可调节的初始值用于对机械强度性能的计算，根据本发明专利技术的方法应提供一种解决方案，该解决方案实现了有利地调节运行参数，以获得由金属的钢合金和/或铁合金组成的产品的期望的机械强度性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于控制冶金技术的生产设备的方法，该生产设备用于由金属的钢合金和/或铁合金制造产品，其中，制造过程至少部分地借助组织模拟器和/或组织监视器和/或组织模型来控制，组织模拟器/组织监视器/组织模型包括计算生产出的、含有金属的钢合金和/或铁合金的产品的至少一个机械强度性能的程序，借助该程序根据相应的过程环节、基于计算的在制造的产品的出现的冶金组织中的金相成分和/或金相成分的相应份额计算至少一个机械强度性能，其中，冶金技术的生产设备的过程环节包括热轧机构和/或厚板材轧制机构和最后的冷却工段，并且冶金技术的生产设备的运行参数以至少部分地预设的、可调节的初始值用于对至少一个机械强度性能的计算，获得的至少一个机械强度性能取决于冶金技术的生产设备的运行参数。
技术介绍
在运行热轧带材轧制机组和/或厚板材轧制机组时，除了成型之外，在轧制机构中将卷取温度或冷却停止温度以及冷却速率设为重要的目标参数，因为由此可在很大程度上调节获得的产品的机械强度性能。因此，这些参数的变化迫使机械强度性能也发生明显的变化，然而，随后仅根据对取自制造的产品的拉伸试样的拉伸试验才可确定该机械强度性能的变化。相应地把期望的机械强度性能调节到期望的程度，是轧制过程的重要目标之一，因为这些性能相当大地还决定了制造的产品在市场上可获得的价格。在冶金技术的设备中由金属的钢合金和/或铁合金制造产品时，其机械强度性能受另外的(运行)参数影响，例如轧制速度或最终轧制温度。因此，恒定的卷取温度也并不一定确保相应期望的类型的恒定的机械强度性能。虽然，制造的产品的温度可在轧制之后或者在卷取之前立即在线地直接地例如借助高温计或其他温度测量装置来测量，并且因此可直接用于调节。但是，通常要以大的时间延迟借助拉伸试验来测量机械强度性能，并且因此不可直接将其用于调节相应的冶金技术过程。因此，对轧制机构中的金属加工机组和紧接着的冷却工段确定地预设过程参数或方法参数并不必然引起维持期望的机械(强度)性能的目标值。此外，也不可直接并且立即测量机械强度性能，使得不能立即修正冶金技术的设备的过程参数或方法参数或运行参数。因此，在现有技术中开发了模型以及组织模型，其实现了计算获得的机械强度数值并在线地立即影响冶金工作设备的运行参数。因此，文献DE19881711B4公开了一种这种类型的用于控制冶金技术的设备、尤其是轧制机构的方法，该设备用于生产钢或铝。在此，在冶金技术的设备中将原材料制造成具有一定的与钢或铝的组织相关的材料性能的钢或铝，所述材料性能与冶金技术的设备运行的运行参数相关。在此，借助组织优化器根据钢或铝的期望的材料特性决定运行参数，其中，材料特性可以是钢或铝的屈服极限、蠕变极限、拉伸强度、断裂伸长量、硬度、相变温度、各向异性或硬化指数。从文献DE102007007560A1中已知一种用于对金属加工机组的至少部分人工的控制进行支持的方法，在该金属加工机组中加工带状或铸锭状或预成型的材料。在此，在考虑金属加工机组的影响相状态的运行参数的情况下和/或在考虑金属的状态参数的情况下，基于包括用于确定相状态的模型的模型，关于金属加工机组的确定的位置连续地以计算的方式确定金属的至少一个金相份额；并且关于金属加工机组的确定的位置，对操作者显示至少一个相的份额。因此例如显示铁素体、奥氏体、珠光体和渗碳体的份额。文献WO2005/099923A1公开了在制造钢时将相变模型应用于轧制机组的冷却工段，利用该相变模型除了钢的温度之外还可实时计算钢沿着钢带材的金相份额。说明了一种调节系统，该调节系统使卷绕在卷取装置上的钢带材的相份额保持恒定。为此，在下列步骤中进行：在第一步骤中，根据数据确定相变度和确定的相份额；在第二步骤中，在带材进入轧制机组的冷却工段时为了调节而在线地这样匹配冷却策略的一个或多个参数(调节变量)，即，使得在卷取装置处的冷却的钢期望的相份额保持恒定。目标是，尽可能准确地维持生产的金属具有所要求的性能或材料性能。通过在合适的模型中直接计算机械性能，能以尽可能高的准确性确定为此所需的过程参数。在此，对于钢来说，奥氏体、铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体的相成分基本上对于最终的机械强度性能具有决定性意义。对钢材添加合金元素，以在相应给出的过程条件和方法条件下使由此制造的产品具有最佳的机械强度性能。需对相应的钢材添加的合金元素的量尤其取决于在相应的应用情况下期望的机械强度性能。合金元素非常昂贵，因此试图降低或优化用于合金的成本。因为迄今为止不能对通过添加合金元素所达到的、就相应的钢产品的机械强度值方面的结果做出相应具体的预测，而必须借助实验性的试验对此进行确定，多少量的相应的合金元素会对相应的钢产品的机械性能或机械强度性能产生何种影响。从文献WO98/18970A1中已知一种用于检测并且控制源自热轧过程的轧制产品的质量的方法，在其中，在整个轧制过程中在线地获取生产条件，如温度、道次压下量等，并且借助彼此链接的并且描述整个轧制过程的物理/冶金的和/或统计的模型，从中预先计算轧制产品的期望的机械/技术的材料性能，尤其是屈服极限、拉伸强度和断裂伸长量。通过在线获取实际的和瞬时的生产条件，可利用该方法预先计算期望的材料性能。在此，对于每种原材料来说尤其还鉴别其化学分析成分并且将其提供给物理/冶金的奥氏体化模型和析出模型。此外，计算为了维持所要求的机械/技术的材料性能所需的、用于加热的时间-温度-变化曲线的变化；在轧制时的时间-温度-形变变化曲线的变化；在冷却时的时间-温度-变化曲线的变化，并且将它们传递给加热设备、轧制设备和冷却设备的控制系统。由此，确保维持轧制过程的所要求的机械技术的材料性能。利用从该文献中已知的方法，在使用物理/冶金的奥氏体化模型、形变模型、再结晶模型、相变模型、析出模型、冷却模型和材料模型的情况下，优化原材料的理论化学分析成分和生产条件，并且对其进行确定以用于新的有关的产品质量。在该方法中，在计算强度性能时考虑例如使用的材料的碳含量或锰含量，从而从该模型中还已经可见合金元素对获得的产品的机械强度性能的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种解决方案，其相对于迄今为止的方法能够有利地调节运行参数，以在轧制机组中制造由金属的钢合金和/或铁合金制成的产品时获得产品的期望的机械强度性能和在产品中期望的金相份额。在开始时详细描述的类型的方法中，该目的根据本专利技术通过如下方式来实现，即，获取至少一种合金元素、优选为所有合金元素的相应的质量份额和至少一个另外的运行参数作为冶金技术的生产设备的用于计算至少一个强度性能的运行参数，其中，合金元素存在于使用的金属的钢合金和/或铁合金的化学组成中，并且至少一个另外的运行参数尤其是在制造产品时影响该产品的冷却速率，优选为在轧制过程之后执行的冷却的过程中出现的冷却速率，并且通过减少合金元素中的一种或多种合金元素在使用的金属的钢合金和/或铁合金的化学组成中的质量份额，至少部分地补偿和/或平衡由于至少该另外的运行参数的变化、尤其是冷却速率的提高而可获得的或获得的所考量的强度性能的提高。因此，利用本专利技术可行的是，优化一种或多种合金元素的使用，使得在设置可达到的冷却率时或者在设置另外的运行参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制冶金技术的生产设备的方法，该生产设备用于由金属的钢合金和/或铁合金制造产品，其中，制造过程至少部分地借助组织模拟器和/或组织监视器和/或组织模型控制，组织模拟器/组织监视器/组织模型包括计算生产出的、含有金属的钢合金和/或铁合金的产品的至少一个机械强度性能的程序，借助该程序，根据相应的过程环节，基于计算的、在所制造产品的形成的冶金组织中的金相成分和/或金相成分的相应的份额计算至少一个机械强度性能，其中，所述冶金技术的生产设备的过程环节包括热轧机构和/或厚板材轧制机构与最后的冷却工段，并且所述冶金技术的生产设备的运行参数以至少部分地预设的、可调节的初始值用于对至少一个机械强度性能的计算，获得的至少一个机械强度性能与所述运行参数相关，其特征在于，获取至少一种合金元素、优选为所有合金元素的相应的质量份额作为所述冶金技术的生产设备的用于计算所述至少一个强度性能的运行参数，其中，所述合金元素存在于使用的金属的钢合金和/或铁合金的化学组成中，作为至少一个另外的运行参数获取尤其是在制造产品时影响该产品的冷却速率，优选为在轧制过程之后执行的冷却的过程中出现的冷却速率，并且通过减少合金元素中的一种或多种合金元素在使用的金属的钢合金和/或铁合金的化学组成中的质量份额，至少部分地补偿和/或平衡由于至少该另外的运行参数的变化、尤其是由于冷却速率的提高而能获得的或获得的、制造的产品的所考量的强度性能的提高。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.22 DE 102014201086.1;2014.11.28 DE 10201421.一种用于控制冶金技术的生产设备的方法，该生产设备用于由金属的钢合金和/或铁合金制造产品，其中，制造过程至少部分地借助组织模拟器和/或组织监视器和/或组织模型控制，组织模拟器/组织监视器/组织模型包括计算生产出的、含有金属的钢合金和/或铁合金的产品的至少一个机械强度性能的程序，借助该程序，根据相应的过程环节，基于计算的、在所制造产品的形成的冶金组织中的金相成分和/或金相成分的相应的份额计算至少一个机械强度性能，其中，所述冶金技术的生产设备的过程环节包括热轧机构和/或厚板材轧制机构与最后的冷却工段，并且所述冶金技术的生产设备的运行参数以至少部分地预设的、可调节的初始值用于对至少一个机械强度性能的计算，获得的至少一个机械强度性能与所述运行参数相关，其特征在于，获取至少一种合金元素、优选为所有合金元素的相应的质量份额作为所述冶金技术的生产设备的用于计算所述至少一个强度性能的运行参数，其中，所述合金元素存在于使用的金属的钢合金和/或铁合金的化学组成中，作为至少一个另外的运行参数获取尤其是在制造产品时影响该产品的冷却速率，优选为在轧制过程之后执行的冷却的过程中出现的冷却速率，并且通过减少合金元素中的一种或多种合金元素在使用的金属的钢合金和/或铁合金的化学组成中的质量份额，至少部分地补偿和/或平衡由于至少该另外的运行参数的变化、尤其是由于冷却速率的提高而能获得的或获得的、制造的产品的所考量的强度性能的提高。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用可数数量的反映评定标准的评定单元评定一种或多种合金元素的相应获取的质量份额和/或相应获取的至少一个另外的运行参数、尤其是相应获取的冷却速率。3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，借助所述程序确定和/或呈现可数的所述评定单元的相应的总和数值，在分别由利用可数数量的评定单元评定的一种或多种合金元素的质量份额和利用可数数量的评定单元评定的另一运行参数、尤其是冷却速率组成不同组合的情况下得出的所述相应的总和数值相应用于受考量的强度性能。4.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯普罗科，C·哈塞尔，
申请(专利权)人：SMS集团有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE