[发明专利]一种含Nb成分热轧直条HRB400钢筋的生产控制方法

说明书

本发明公开一种含Nb成分热轧直条HRB400钢筋的生产控制方法，精确采集炼钢冶炼过程相关生产数据，通过建立三层BP神经网络对出钢量进行预测，通过拟合合金元素收得率线性曲线对合金元素收得率进行预测，根据物料平衡和最优化原理建立BP神经网络和合金元素收得率线性拟合曲线联合的炼钢合金优化加料模型对终点合金加入量进行预测，确保实现炼钢窄成分控制，这样尽可能减少合金加入，最大限度降低合金成本。同时对钢坯在加热炉内的各段加热情况、开轧温度、上冷床温度进行实时监控，通过对炼钢和轧钢工艺的保证，确保最低成本下的产品质量。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及热轧直条HRB400钢筋的窄成分控制及钢坯加热和轧后控制冷却工艺。

背景技术

目前国内绝大多数钢厂采用添加V合金生产热轧直条HRB400钢筋，但V合金价格较高，生产成本比较高。而添加Nb合金生产热轧直条HRB400钢筋成本相对较低，充分发挥Nb细晶强化、析出强化等作用来保证轧制钢筋性能合格，可以最大限度的减少所投入合金的费用。降低炼钢合金成分，是钢铁行业降本增效、提高经济效益和市场竞争力的重要途径，但含Nb钢筋容易产生因贝氏体含量较高造成无屈服现象的问题。

发明内容

为了克服含Nb热轧直条HRB400钢筋出现无屈服现象的问题，本发明通过对含Nb热轧直条钢筋无屈服试样进行成分、组织和性能的研究，发现贝氏体含量较高是造成无屈服的主要原因，从而进一步梳理了影响产生贝氏体的各种情况。

通过对含Nb热轧直条HRB400钢筋无屈服试样大量数据分析，发现高C、高Mn、高Nb、高加热温度、高终轧温度和较快的冷却速度容易产生贝氏体，但C、Mn和Nb含量过低，或轧后冷却速度过慢容易导致强度不够。

本发明提供一种生产控制方法，对含Nb成分热轧直条HRB400钢筋中C、Mn、Si和Nb含量进行窄成分控制，同时对生产工艺中的加热制度、冷却制度进行优化，在高效生产的同时确保含Nb热轧直条HRB400钢筋性能合格。

为了实现本发明目的，本发明具体采用如下技术方案：

一种含Nb成分热轧直条HRB400钢筋的生产控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、采集大量含Nb成分热轧直条HRB400钢筋的炼钢冶炼过程相关参数数据；

步骤2、从采集的参数数据中分别筛选出与出钢量相关的参数数据和与合金元素收得率相关的参数数据；

步骤3、建立三层BP神经网络，将与出钢量相关的参数作为输入自变量，将出钢量作为输出应变量，利用筛选出的相应参数数据对BP神经网络进行训练，得到训练好的BP神经网络；利用筛选出的与合金元素收得率相关的参数数据作为统计分析样本，对合金元素收得率进行线性拟合，得到合金元素收得率线性拟合曲线；

步骤4、根据物料平衡和最优化原理建立BP神经网络和合金元素收得率线性拟合曲线联合的炼钢合金优化加料模型；

步骤5、实时采集炼钢冶炼过程相关参数数据，根据钢种窄成分控制要求，利用炼钢合金优化加料模型对出钢量、合金元素收得率及终点合金加入量进行预测，并不断优化BP神经网络，实现对炼钢C、Nb、Mn元素的窄成分控制，并对铸坯在加热炉内各段温度、开轧温度、轧后钢筋冷却前温度和轧后钢筋上冷床温度进行实时监控。

优选地，控制钢坯均热段温度1100~1120℃，开轧温度920~1080℃，轧后冷却前温度1010~1030℃，上冷床温度850~900℃。

优选地，所述步骤1中炼钢冶炼过程相关参数数据包括：废钢重量、废钢成分、铁水成分、铁水重量、终点钢水成分、成品成分、终点温度、出钢量、钢种成分控制中限、各类合金加入量。

优选地，所述HRB400钢筋按重量百分比包括如下成分：C 0.22～0.25%，Nb 0.015～0.021%，Mn 1.38～1.48%，Si 0.50-0.60%，P≤0.045%，S≤0.045%，其余为铁和不可避免的残余元素。