RU2729801C1 - Method of producing rolled steel - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly, to hot rolling of steel. To determine structural state of rolled metal by process parameters of rolling steel is obtained with required chemical composition, rolling is carried out with fixation of process parameters and structural condition of obtained rolled stock is determined depending on realized process parameters. At that, mass fractions of structural components are calculated, proceeding from measured surface of metal surface before cooling, thickness of metal and realized mode of heat removal from rolled surface, using finite difference method to solve heat conduction problem for medium with internal heat release sources with virtual breaking of rolled products thickness into layers, wherein for sources of heat release there are layers of metal, in which there are processes of decomposition of austenite at least one of types: ferritic (F), ferrite-pearlite (F + P), pearlite (P), bainitic (B), martensitic (M), decay type is determined, based on rate of heat removal from metal layer and/or its temperature, decay kinetics are given by equation of the form: ∂M/∂τ = f(T), where ∂M is mass fraction increase of decay product per time ∂τ, s, T is temperature, °C, heat release value is calculated by equation dQ = dM × Q, where dQ is heat released as a result of austenite decomposition by any type, J, Qis specific thermal effect of austenite breakdown in i-th type, J/kg.EFFECT: disclosed is a method of producing rolled steel.3 cl, 4 tbl

Description

Изобретение относится к технологическим процессам, используемым в металлургии, для получения высококачественного проката нового поколения с определением потребительских свойств непосредственно в процессе прокаткиThe invention relates to technological processes used in metallurgy to obtain high-quality rolled products of a new generation with the determination of consumer properties directly in the rolling process

Новый технологический уровень производства проката с заданными функциональными свойствами и прогнозируемыми структурами, требует управления параметрами технологических процессов, согласованного с кинетикой протекающих в стали физических процессов. Важнейшими для производственной практики характеристиками фазовых превращений, происходящих в материале при его обработке, являются условия начала превращений, длительности их протекания, а также удельные величины их тепловых эффектов, которые, наряду с технологическими параметрами, определяют температуру проката в различные моменты его продвижения по технологической цепочке. Учитывая масштабы производства проката, существенным становится обеспечение возможности прогнозирования структурного состояния металла и связанных с ним потребительских свойств на основании фиксации параметров технологического процесса, имевших место при его производстве.A new technological level of production of rolled products with specified functional properties and predictable structures requires the control of the parameters of technological processes, consistent with the kinetics of physical processes occurring in steel. The most important for industrial practice characteristics of phase transformations occurring in the material during its processing are the conditions for the onset of transformations, the duration of their occurrence, as well as the specific values of their thermal effects, which, along with the technological parameters, determine the temperature of the rolled product at various moments of its progress along the technological chain. ... Taking into account the scale of rolled products production, it becomes essential to ensure the possibility of predicting the structural state of the metal and associated consumer properties on the basis of fixing the parameters of the technological process that took place during its production.

Известен способ производства рулонного проката, описанный в RU 2563911 [1], который предусматривает определение режима ламинарного охлаждения в зависимости от структуры стали и рассматриваемого химического состава путем совмещения графика изменения температуры проката при охлаждении на отводящем рольганге с термокинетической диаграммой. Поскольку уровень и стабильность механических свойств и структуры горячекатаного проката во многом определяются температурой смотки и характером охлаждения, то для определения оптимального режима ламинарного охлаждения сначала производят построение термокинетической диаграммы изменения структуры для химического состава рассматриваемого сортамента рулонного проката в диапазоне возможных температур и скоростей охлаждения на отводящем рольганге широкополосного стана. Затем расчетным путем получают график распределения температуры металла по участкам отводящего рольганга для проката заданной толщины при использовании режима ламинарного охлаждения, характерного для данного сортамента. Полученный график накладывают на термокинетическую диаграмму и производят анализ структуры, которая может быть получена при таком режиме ламинарного охлаждения, с точки зрения обеспечения требуемого уровня механических свойств. При этом также оценивают степень удаленности графика от узловых точек фазового превращения, т.е. точек, в которых сходятся границы различных областей фазовых превращений. Если анализ показывает слишком значительное приближение указанного графика к этим точкам или неблагоприятный характер структурообразования, производят соответствующую корректировку используемого режима ламинарного охлаждения и расчет графика охлаждения для этого скорректированного режима. В случае получения положительного результата, в ходе проверочного анализа скорректированного режима ламинарного охлаждения, этот режим принимается базовым для данного сортамента. В противном случае производят дополнительную корректировку режима ламинарного охлаждения до получения требуемого результата.There is a known method for the production of rolled products, described in RU 2563911 [1], which provides for the determination of the laminar cooling mode depending on the structure of the steel and the chemical composition under consideration by combining the graph of the temperature change of the rolled product during cooling on the discharge roller table with the thermokinetic diagram. Since the level and stability of the mechanical properties and structure of hot-rolled products are largely determined by the coiling temperature and the nature of the cooling, then to determine the optimal mode of laminar cooling, a thermokinetic diagram of the structural change is first performed for the chemical composition of the considered assortment of coiled products in the range of possible temperatures and cooling rates on the discharge roller table broadband mill. Then, by calculation, a graph is obtained of the distribution of the temperature of the metal over the sections of the discharge roller table for rolled products of a given thickness using the laminar cooling mode, characteristic of a given product range. The resulting graph is superimposed on the thermokinetic diagram and an analysis of the structure that can be obtained with this laminar cooling mode is performed in terms of ensuring the required level of mechanical properties. In this case, the degree of distance of the graph from the nodal points of the phase transformation is also assessed, i.e. points at which the boundaries of different regions of phase transformations converge. If the analysis shows that the indicated graph is too close to these points or that the structure formation is unfavorable, the used laminar cooling mode is adjusted accordingly and the cooling schedule for this corrected mode is calculated. If a positive result is obtained, during the verification analysis of the corrected laminar cooling mode, this mode is taken as the basic one for this product mix. Otherwise, an additional adjustment of the laminar cooling mode is performed until the required result is obtained.

Таким образом известный способ путем последовательных итераций позволяет получать металл с требуемым структурным состоянием, но не решает проблему определения структуры металла готовой продукции только на основании фиксации параметров технологического процесса, имевших место при его производстве.Thus, the known method, through successive iterations, makes it possible to obtain a metal with the required structural state, but does not solve the problem of determining the structure of the metal of the finished product only on the basis of fixing the parameters of the technological process that took place during its production.

Известен способ металлообработки с поддержкой, по меньшей мере, частично ручного управления прокатным станом металлообработки, в котором обрабатывают металл в форме полосы или сляба или металл чернового профиля (RU 2457054 [2]). Способ предусматривает учет влияние фазового состава металла на корректировку параметров производственного процесса. Для этого непрерывно, по отношению к определенному месту прокатного стана металлообработки, определяется доля, по меньшей мере, одной металлургической фазы металла с учетом рабочих параметров прокатного стана металлообработки, на которые влияет фазовое состояние. Такими параметрами могут быть выбор подходящей плоскости охлаждения или подходящих параметров охлаждения. Результат определения передается обслуживающему оператору в реальном времени, например, на управляющем устройстве. Оператор получает тем самым актуальную для качества обрабатываемого металла информацию, которая непосредственно воспроизводит влияние предпринятых им ручных регулировок, так что, при необходимости, путем дальнейших изменений ручные регулировки могут быть оптимизированы. Индикация служит, таким образом, обеспечению качества продукции, но не решает проблему определения структуры металла и связанных с ней потребительских свойств на основании фиксации параметров технологического процесса, имевших место при его производстве.The known method of metalworking with the support of at least partially manual control of the rolling mill of metalworking, in which metal is processed in the form of a strip or slab or metal of a rough profile (RU 2457054 [2]). The method involves taking into account the effect of the phase composition of the metal on the adjustment of the parameters of the production process. For this, the proportion of at least one metallurgical phase of the metal is determined continuously, in relation to a specific place of the metal-working mill, taking into account the operating parameters of the metal-working mill, which are affected by the phase state. These parameters can be the selection of a suitable cooling plane or suitable cooling parameters. The result of the determination is transmitted to the service operator in real time, for example, on the control device. The operator thus receives information relevant to the quality of the metal being processed, which directly reproduces the effect of the manual adjustments he has undertaken, so that, if necessary, the manual adjustments can be optimized by further changes. Thus, the indication serves to ensure the quality of products, but does not solve the problem of determining the structure of the metal and associated consumer properties on the basis of fixing the parameters of the technological process that took place during its production.

Известен способ производства проката из стали включающий процесс управления металлургической производственной установкой для изготовления продукта из металлического стального и/или железного сплава, причем процессом изготовления, по меньшей мере, частично управляют при помощи имитатора структуры и/или монитора структуры и/или модели структуры, включающих в себя программу, которая вычисляет, по меньшей мере, одну механическую характеристику прочности произведенного продукта (RU 2016133849 [3]). Механическую характеристику прочности вычисляют в зависимости от соответствующей технологической цепочки на основе рассчитанных металлургических фазовых составляющих и/или их соответствующих долей в структуре изготовленного продукта. Технологическая цепочка металлургической производственной установки включает в себя стан горячей прокатки и/или толстолистовой прокатный стан с заключительным участком охлаждения. При вычислении, механической характеристики прочности учитывают рабочие параметры металлургической производственной установки, от которых зависит, по меньшей мере, одна полученная механическая характеристика прочности.A known method for the production of rolled steel from steel includes a process for controlling a metallurgical production plant for manufacturing a product from a metal steel and / or iron alloy, and the manufacturing process is at least partially controlled using a structure simulator and / or a structure monitor and / or a structure model, including into a program that calculates at least one mechanical characteristic of the strength of the produced product (RU 2016133849 [3]). The mechanical strength characteristic is calculated depending on the corresponding technological chain on the basis of the calculated metallurgical phase components and / or their respective proportions in the structure of the manufactured product. The technological chain of a metallurgical production plant includes a hot rolling mill and / or a plate mill with a final cooling section. When calculating the mechanical strength characteristic, the operating parameters of the metallurgical production plant are taken into account, on which at least one obtained mechanical strength characteristic depends.

В качестве рабочих параметров металлургической производственной установки, входящих в вычисление прочности, регистрируют соответствующую массовую долю одного легирующего элемента или всех легирующих элементов, которые имеются в химическом составе использованного стального сплава.As the operating parameters of the metallurgical production plant included in the strength calculation, the corresponding mass fraction of one alloying element or all alloying elements that are present in the chemical composition of the steel alloy used are recorded.

В качестве дополнительного рабочего параметра регистрируют скорость охлаждения, устанавливаемую в рамках охлаждения, произведенного после процесса прокатки, и повышение определенной характеристики прочности произведенного продукта, достигаемое посредством изменения этого дополнительного рабочего параметра, частично компенсируют и/или выравнивают посредством уменьшения массовой доли одного или нескольких легирующих элементов в химическом составе используемого стального сплава.As an additional operating parameter, the cooling rate set within the framework of the cooling produced after the rolling process is recorded, and the increase in a certain strength characteristic of the produced product, achieved by changing this additional operating parameter, is partially compensated and / or leveled by reducing the mass fraction of one or more alloying elements in the chemical composition of the steel alloy used.

Причем соответствующую зарегистрированную массовую долю легирующего элемента и зарегистрированную в каждом случае скорость охлаждения оценивают при помощи исчисляемого ряда оценочных единиц, представляющих критерий оценки, и при помощи программы определяют соответствующие суммарные значения исчисляемых оценочных единиц. Программа включает в себя математический алгоритм, при помощи которого соответствующий ряд оценочных единиц или различные определенные суммарные значения сравнивают друг с другом. В результате реализации способа осуществляется прогнозное определение потребительских свойств проката без проведения исследования готовой продукции.Moreover, the corresponding registered mass fraction of the alloying element and the cooling rate recorded in each case are estimated using a countable series of evaluation units representing the evaluation criterion, and using the program, the corresponding total values of the calculated evaluation units are determined. The program includes a mathematical algorithm by which the corresponding series of assessment units or different determined total values are compared with each other. As a result of the implementation of the method, a predictive determination of the consumer properties of rolled products is carried out without conducting a study of the finished product.

Недостатком известного способа невысокая точность прогнозирования свойств получаемого проката, поскольку в основе получения прогноза лежит математическая модель поведения прокатываемого металла от технологических параметров которая не учитывает некоторые важные для формирования структуры факторы, например тепловые эффекты сопровождающие фазовые превращения.The disadvantage of the known method is the low accuracy of predicting the properties of the resulting rolled products, since the basis for obtaining a forecast is a mathematical model of the behavior of the rolled metal from technological parameters that does not take into account some factors important for the formation of the structure, for example, thermal effects accompanying phase transformations.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и решаемой задаче является способ производства металлопроката известный из WO 9818970 [4]. Задачей известного способа является обеспечение возможности определения ожидаемых свойств конечного продукта на каждом этапе процесса горячей прокатки. Способ заключается в том, что накапливаются данные по реально проведенным процессам прокатки с фиксацией конкретных технологических параметров и определением потребительских свойств. При этом учитываются такие факторы как химический анализ прокатываемого материала, наличие карбидов и нитридов легирующих добавок (никеля, ниобия, титана и т.д.), размер и состояние аустенитных зерен, микроструктура стали и пропорции ее компонентов (аустенит, феррит, перлит, бейнит, мартенсит). На основании собранных данных методом линейной регрессии строятся физико-металлургические модели, связывающие технологические параметры (нагрев, деформация, охлаждение проката и т.д.) со свойствами готовой продукции. Используя полученные модели, можно прогнозировать свойства готовой продукции от выбранных технологических параметров или, задавшись свойствами готовой продукции, подбирать требуемые технологические параметры, осуществляя корректировку на основе онлайн измерений при процессе прокатки.The closest to the claimed in its technical essence and the problem to be solved is a method for the production of rolled metal known from WO 9818970 [4]. The objective of the known method is to provide the ability to determine the expected properties of the final product at each stage of the hot rolling process. The method consists in the accumulation of data on the actually carried out rolling processes with the fixation of specific technological parameters and determination of consumer properties. This takes into account such factors as the chemical analysis of the rolled material, the presence of carbides and nitrides of alloying additives (nickel, niobium, titanium, etc.), the size and condition of austenite grains, the microstructure of steel and the proportions of its components (austenite, ferrite, pearlite, bainite , martensite). On the basis of the collected data, physical and metallurgical models are constructed using the linear regression method, linking technological parameters (heating, deformation, cooling of rolled products, etc.) with the properties of the finished product. Using the obtained models, it is possible to predict the properties of the finished product from the selected technological parameters or, by setting the properties of the finished product, select the required technological parameters, making adjustments based on online measurements during the rolling process.

Недостатком известного способа является относительно невысокая точность выявления связи технологических параметров с конечным структурным состоянием проката, поскольку не учитываются тепловые эффекты, сопровождающие фазовые переходы (превращения), происходящие в прокатываемом металле в процессе деформации и охлаждения.The disadvantage of this method is the relatively low accuracy of identifying the relationship between technological parameters and the final structural state of rolled products, since the thermal effects accompanying phase transitions (transformations) occurring in the rolled metal during deformation and cooling are not taken into account.

Заявляемый способ производства стального проката направлен на определение структурного состояния прокатанного металла по технологическим параметрам прокатки.The inventive method for the production of rolled steel is aimed at determining the structural state of the rolled metal according to the technological parameters of rolling.

Указанный результат достигается тем, что способ производства стального проката включает выплавку стали требуемого химического состава, ее прокатку с фиксацией технологических параметров и определение структурного состояния полученного проката в зависимости от реализованных технологических параметров. При этом массовые доли структурных составляющих определяют расчетно, исходя из измеренной температуры поверхности металла до начала охлаждения, толщины металла и реализованного режима отвода тепла с поверхности проката, используя конечно-разностную схему решения задачи теплопроводности для среды с внутренними источниками тепловыделений с виртуальным разбиением толщины проката на слои, при этом за источники тепловыделения принимаются слои металла, в которых происходят процессы распада аустенита по хотя бы одному из механизмов: ферритному (Ф), феррито-перлитному (Ф+П), перлитному (П), бейнитному (Б), мартенситному (М), тип распада определяют, исходя из скорости отвода тепла от слоя металла и/или его температуры, кинетику распада задают уравнением вида:This result is achieved by the fact that the method for the production of rolled steel includes smelting steel of the required chemical composition, rolling it with fixing the technological parameters and determining the structural state of the rolled steel, depending on the implemented technological parameters. In this case, the mass fractions of the structural components are determined by calculation, proceeding from the measured temperature of the metal surface before the start of cooling, the thickness of the metal and the implemented mode of heat removal from the rolled surface, using a finite-difference scheme for solving the problem of thermal conductivity for a medium with internal heat sources with a virtual division of the rolled thickness into layers, while metal layers are taken as sources of heat release, in which the processes of austenite decomposition occur according to at least one of the mechanisms: ferritic (F), ferrite-pearlite (F + P), pearlite (P), bainite (B), martensitic ( M), the type of decomposition is determined based on the rate of heat removal from the metal layer and / or its temperature, the kinetics of decomposition is set by an equation of the form:

∂М/∂т=f(T),∂М / ∂т = f (T),

где ∂М - прирост массовой доли продукта распада за время ∂т, с,where ∂М is the increase in the mass fraction of the decay product during the time ∂t, s,

Т - температура, °С,Т - temperature, ° С,

величину тепловыделения рассчитывают по уравнению:the amount of heat release is calculated by the equation:

dQ=dM×Q_pi,dQ = dM × Q _pi ,

где dQ - теплота, выделившаяся в результате распада аустенита по какому-либо механизму, Дж,where dQ is the heat released as a result of the decomposition of austenite by some mechanism, J,

Q_pi - удельный тепловой эффект распада аустенита по i-ому механизму, Дж/кг,Q _pi is the specific heat effect of austenite decomposition by the i-th mechanism, J / kg,

при этом до начала прокатки на образцах металла идентичного химического состава экспериментально определяют учитываемые при расчете удельные тепловые эффекты для реализующихся в стали данного химического состава типов распада аустенита.In this case, prior to the start of rolling, on samples of metal of identical chemical composition, the specific heat effects taken into account in the calculation are experimentally determined for the types of austenite decomposition that are realized in steel of a given chemical composition.

Указанный результат достигается также тем, что диапазоны температур и скоростей охлаждения, соответствующие различным механизмам распада аустенита, определяют экспериментально путем варьирования скоростей охлаждения образцов металла идентичного химического состава.This result is also achieved by the fact that the ranges of temperatures and cooling rates corresponding to different mechanisms of austenite decomposition are determined experimentally by varying the cooling rates of metal samples of identical chemical composition.

Указанный результат достигается также тем, что при задании кинетики распада аустенита используют уравнение:This result is also achieved by the fact that when setting the kinetics of austenite decomposition, the following equation is used:

∂М/∂т =k⋅M_A⋅(W/T),∂М / ∂т = k⋅M _A ⋅ (W / T),

где ∂М - прирост массовой доли продукта распада за время ∂т, с,where ∂М is the increase in the mass fraction of the decay product during the time ∂t, s,

k - коэффициент, зависящий от механизма распада и химического состава стали,k is a coefficient depending on the decomposition mechanism and the chemical composition of the steel,

М_А - массовая доля аустенита, _MA - mass fraction of austenite,

W - удельная мощность отвода тепла от слоя, Вт/кг,W is the specific power of heat removal from the layer, W / kg,

Т - температура, °С.Т - temperature, ° С.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:Distinctive features of the proposed method are:

- массовые доли структурных составляющих определяют расчетно, исходя из измеренной температуры поверхности металла до начала охлаждения, толщины металла и реализованного режима отвода тепла с поверхности проката;- the mass fractions of structural components are determined by calculation, proceeding from the measured temperature of the metal surface before the start of cooling, the thickness of the metal and the implemented mode of heat removal from the rolled surface;

- для расчета используют конечно-разностную схему решения задачи теплопроводности для среды с внутренними источниками тепловыделений с виртуальным разбиением толщины проката на слои;- for the calculation, a finite-difference scheme is used for solving the problem of thermal conductivity for a medium with internal sources of heat release with a virtual division of the thickness of rolled products into layers;

- за источники тепловыделения принимаются слои металла, в которых происходят процессы распада аустенита по хотя бы одному механизму - ферритному, феррито-перлитному, перлитному, бейнитному или мартенситному;- metal layers in which austenite decomposition processes occur according to at least one mechanism - ferrite, ferrite-pearlite, pearlite, bainite, or martensitic, are taken as sources of heat release;

- тип распада определяют, исходя из скорости отвода тепла от слоя металла и/или его температуры;- the type of decay is determined based on the rate of heat removal from the metal layer and / or its temperature;

- кинетику распада задают уравнением вида:- the kinetics of decay is set by an equation of the form:

∂М/∂т=f(T),∂М / ∂т = f (T),

где ∂М - прирост массовой доли продукта распада за время ∂т, с,where ∂М is the increase in the mass fraction of the decay product during the time ∂t, s,

Т - температура, °С,Т - temperature, ° С,

- величину тепловыделения рассчитывают по уравнению- the amount of heat release is calculated by the equation

dQ=dM×Q_pi, dQ = dM × Q _pi,

где dQ - теплота, выделившаяся в результате распада аустенита по какому-либо механизму, Дж,where dQ is the heat released as a result of the decomposition of austenite by some mechanism, J,

Q_pi - удельный тепловой эффект распада аустенита по i-ому механизму, Дж/кг;Q _pi - specific thermal effect of austenite decomposition by the i-th mechanism, J / kg;

- до начала прокатки на образцах металла идентичного химического состава экспериментально определяют удельные тепловые эффекты для реализующихся в стали данного химического состава типов распада аустенита;- before rolling, on samples of metal of identical chemical composition, the specific heat effects for the types of austenite decomposition occurring in steel of a given chemical composition are experimentally determined;

- диапазоны температур и скоростей охлаждения, соответствующие различным механизмам распада аустенита, определяют экспериментально путем варьирования скоростей охлаждения образцов металла идентичного химического состава;- the ranges of temperatures and cooling rates corresponding to various mechanisms of austenite decomposition are determined experimentally by varying the cooling rates of metal samples of identical chemical composition;

- при задании кинетики распада аустенита используют уравнение:- when setting the kinetics of austenite decomposition, use the equation:

∂М/∂т =k⋅M_A⋅(W/Т),∂М / ∂т = k⋅M _A ⋅ (W / Т),

где ∂М - прирост массовой доли продукта распада за время ∂т, с,where ∂М is the increase in the mass fraction of the decay product during the time ∂t, s,

k - коэффициент, зависящий от механизма распада и химического состава стали,k is a coefficient depending on the decomposition mechanism and the chemical composition of the steel,

М_А - массовая доля аустенита, _MA - mass fraction of austenite,

W - удельная мощность отвода тепла от слоя, Вт/кг,W is the specific power of heat removal from the layer, W / kg,

Т - температура, °С.Т - temperature, ° С.

Определение массовых долей структурных составляющих расчетно, исходя из измеренной температуры поверхности металла до начала охлаждения, толщины металла и реализованного режима отвода тепла с поверхности проката и изученных теплофизических свойств позволяет прогнозировать структуру прокатанного металла и связанных с ней потребительских свойств не прибегая к дорогостоящим исследованиям образцов, вырезанных из готовой продукции. При этом точность прогнозирования зависит от того, какие факторы учитываются и какие из них получают путем проведения предварительных экспериментов и поэтому их достоверность не вызывает сомнения.Determination of the mass fractions of structural components by calculation, proceeding from the measured temperature of the metal surface before the start of cooling, the thickness of the metal and the implemented mode of heat removal from the rolled surface and the studied thermophysical properties allows predicting the structure of the rolled metal and associated consumer properties without resorting to expensive studies of samples cut from finished products. At the same time, the forecasting accuracy depends on which factors are taken into account and which of them are obtained by conducting preliminary experiments, and therefore their reliability is beyond doubt.

Использование для расчета конечно-разностной схемы решения задачи теплопроводности для среды с внутренними источниками тепловыделений с виртуальным разбиением толщины проката на слои позволяет с высокой точностью прогнозировать структуру металла с соблюдением условия, что за источники тепловыделения принимаются слои металла, в которых происходят процессы распада аустенита и до начала прокатки на образцах металла идентичного химического состава экспериментально определяют удельные тепловые эффекты для реализующихся в стали данного химического состава типов распада аустенита с учетом кинетики этого распада.The use for the calculation of a finite-difference scheme for solving the problem of thermal conductivity for a medium with internal sources of heat release with a virtual division of the thickness of rolled products into layers makes it possible to predict the metal structure with high accuracy, subject to the condition that the metal layers in which the processes of decomposition of austenite occur and up to the beginning of rolling on samples of metal of identical chemical composition, the specific heat effects are experimentally determined for the types of austenite decomposition realized in steel of a given chemical composition, taking into account the kinetics of this decomposition.

В частных случаях реализации способа диапазоны температур и скоростей охлаждения, соответствующие различным механизмам распада аустенита, определяют экспериментально путем варьирования скоростей охлаждения образцов металла идентичного химического состава. Это необходимо для реализации способа при отсутствии справочных данных для стали данного химического состава.In particular cases of the implementation of the method, the ranges of temperatures and cooling rates corresponding to different mechanisms of austenite decomposition are determined experimentally by varying the cooling rates of metal samples of identical chemical composition. This is necessary to implement the method in the absence of reference data for steel of a given chemical composition.

В некоторых случаях кинетика определяется не только температурой, но и удельной мощностью отвода тепла от слоя, для чего при ее задании используют уравнение вида:In some cases, the kinetics is determined not only by temperature, but also by the specific power of heat removal from the layer, for which, when setting it, an equation of the form is used:

∂М/∂т =k⋅M_A⋅(W/T),∂М / ∂т = k⋅M _A ⋅ (W / T),

где ∂М - прирост массовой доли продукта распада за время ∂т, с,where ∂М is the increase in the mass fraction of the decay product during the time ∂t, s,

k - коэффициент, зависящий от механизма распада и химического состава стали,k is a coefficient depending on the decomposition mechanism and the chemical composition of the steel,

М_А - массовая доля аустенита, _MA - mass fraction of austenite,

W- удельная мощность отвода тепла от слоя, Вт/кг,W is the specific power of heat removal from the layer, W / kg,

Т - температура, °С.Т - temperature, ° С.

Сущность заявляемого способа поясняется примерами его реализации.The essence of the proposed method is illustrated by examples of its implementation.

Пример 1. В наиболее предпочтительном варианте способ реализуется следующим образом. Осуществляют выплавку небольшого, достаточного для изготовления образцов для проведения исследований, количества стали требуемого химического состава, который будет подвергаться прокатке большими партиями.Example 1. In the most preferred embodiment, the method is implemented as follows. A small amount of steel of the required chemical composition, which will be rolled in large batches, is smelted, sufficient for making samples for research.

Вырезают образцы требуемого размера для проведения лабораторных экспериментов для определения тепловых параметров фазового превращения. Определяют (измеряют) тепловые эффекты фазовых превращений. Осуществляют экспериментальное или расчетное определение кинетики превращений (функций зависимостей массовых долей структурных составляющих от времени).Samples of the required size are cut out for laboratory experiments to determine the thermal parameters of the phase transformation. Determine (measure) the heat effects of phase transformations. Experimental or calculated determination of transformation kinetics (functions of dependences of mass fractions of structural components on time) is carried out.

Заготовку (сляб) тождественного или близкого химического состава к исследованным образцам нагревают под прокатку. В процессе прокатки фиксируют доступные технологические параметры (температура поверхности проката по его длине в начале и конце прокатки, скорость перемещения проката, количество и расположения включенных сопел охлаждения, расхода охладителя, температура поверхности проката по его длине в момент завершения ускоренного охлаждения). Полученные данные используют при конечно-разностной схеме решения задачи теплопроводности для среды с внутренними источниками тепловыделений с виртуальным разбиением толщины проката на слои, при этом источники тепловыделения «включаются» согласно кинетике превращения. В результате расчета определяются массовые доли структурных составляющих в слоях проката, и по всей его толщине.A billet (slab) of identical or similar chemical composition to the samples under study is heated for rolling. During the rolling process, the available technological parameters are recorded (the surface temperature of the rolled stock along its length at the beginning and end of rolling, the speed of rolling stock, the number and location of the included cooling nozzles, the coolant flow rate, and the surface temperature of the rolled stock along its length at the end of accelerated cooling). The obtained data are used in a finite-difference scheme for solving the problem of thermal conductivity for a medium with internal sources of heat release with a virtual division of the thickness of rolled products into layers, while the heat sources are "switched on" according to the transformation kinetics. As a result of the calculation, the mass fractions of structural components in the layers of rolled products and throughout its thickness are determined.

Тепловые эффекты фазовых превращений измеряют следующим образом. В нагревательную печь помещаются температурно-однородные образцы и нагреваются до температуры, превышающей температуру образования аустенита в структуре нагреваемого материала образцов.The heat effects of phase transformations are measured as follows. Temperature-homogeneous samples are placed in a heating furnace and heated to a temperature exceeding the temperature of austenite formation in the structure of the sample material being heated.

Затем образцы охлаждают до комнатных температур однородным по температуре и скорости перемещения теплоносителем, например осушенным воздухом, по различным траекториям охлаждения, которые зависят от толщины образца и давления, с которым подается теплоноситель, т.е. от скорости охлаждения.Then the samples are cooled to room temperatures with a heat carrier uniform in temperature and speed of movement, for example, dried air, along different cooling paths, which depend on the thickness of the sample and the pressure with which the heat carrier is supplied, i.e. on the cooling rate.

В охлажденных образцах при помощи металлографических исследований и путем измерения микротвердости определяют долю искомой фазы. Затем выбирают для анализа кривую охлаждения, реализация которой обеспечивает получение требуемой доли этой фазы.In cooled samples, using metallographic studies and by measuring microhardness, the fraction of the desired phase is determined. Then a cooling curve is selected for analysis, the implementation of which provides the required proportion of this phase.

Далее для участков кривой охлаждения, в которых отсутствует фазовое превращение, аппроксимируются в виде экспоненциальной зависимости температуры от времени, которая будет использована в дальнейшем для реализации расчетной процедуры определения удельного теплового эффекта при фазовом превращении.Further, for the sections of the cooling curve in which there is no phase transformation, they are approximated in the form of an exponential dependence of temperature on time, which will be used later to implement the calculation procedure for determining the specific heat effect during phase transformation.

Затем суммарный удельный тепловой эффект превращения (Q_пр.) может определяться методом конечных разностей:Then the total specific thermal effect of transformation (Q _pr .) Can be determined by the finite difference method:

где ΔQ_i - удельный тепловой эффект фазового превращения, для i-того шага расчета, кДж/кг,where ΔQ _i is the specific thermal effect of the phase transformation, for the i-th calculation step, kJ / kg,

где Ci - удельная теплоемкость материала на i-том шаге расчета, кДж/кг⋅°С,where Ci is the specific heat of the material at the i-th step of calculation, kJ / kg⋅ ° С,

ΔT - разница между реальной температурой образца и соответствующим по времени значением температуры по экспоненциальной зависимости на i-том шаге расчета за вычетом сумм этих разниц на предыдущих шагах расчета, °С.ΔT is the difference between the real temperature of the sample and the corresponding temperature value in time according to the exponential dependence at the i-th calculation step minus the sums of these differences at the previous calculation steps, ° С.

Например, был проведен эксперимент для определения удельного теплового эффекта фазового превращения для стали следующего состава, мас. %: 0,05% С; 0,09% Si; 1,71% Mn; 0,002% S; 0,008% P; 0,03% Cr; 0,23% Ni; 0,11% Cu; 0,030% Al; 0,005% N; 0,005% V; 0,020% Ti; 0,065% Nb; 0,002% As; 0,188% Mo; 0,0002% B; 0,003% Sn; остальное Fe, выделяющуегося при формировании феррито-бейнитной структуры с массовой долей бейнита ~50%.For example, an experiment was carried out to determine the specific heat effect of phase transformation for steel of the following composition, wt. %: 0.05% C; 0.09% Si; 1.71% Mn; 0.002% S; 0.008% P; 0.03% Cr; 0.23% Ni; 0.11% Cu; 0.030% Al; 0.005% N; 0.005% V; 0.020% Ti; 0.065% Nb; 0.002% As; 0.188% Mo; 0.0002% B; 0.003% Sn; the rest of Fe, released during the formation of a ferrite-bainite structure with a mass fraction of bainite ~ 50%.

Для проведения теплофизических исследований вырезали образцы с размерами 110×27×3,4 мм. Далее их утоняли на плоскошлифовальном станке и лабораторном стане до толщин: 2; 1,1; 0,5; 0,25 и 0,1 мм. Подобные размеры образцов обеспечивают одномерный теплообмен.For thermophysical studies, samples with dimensions of 110 × 27 × 3.4 mm were cut. Then they were thinned on a surface grinding machine and laboratory mill to thicknesses: 2; 1.1; 0.5; 0.25 and 0.1 mm. Samples of this size provide one-dimensional heat transfer.

Затем в муфельной печи, оснащенной механизмом извлечения и фиксации образцов, блоком измерения температуры, узлом воздушного охлаждения с пневматической системой и узлом управления и регистрации информации, образцы нагревали до 990°С и выдерживали 40 мин при указанной температуре. Для уменьшения окисления образцов в печь производился поддув аргона.Then, in a muffle furnace equipped with a mechanism for extracting and fixing samples, a temperature measuring unit, an air cooling unit with a pneumatic system and a control and information recording unit, the samples were heated to 990 ° C and kept for 40 min at the indicated temperature. To reduce the oxidation of the samples, argon was blown into the furnace.

Далее образцы подвергали обдуву плоским потоком воздуха под углом 15-30° к образцу с давлением 1, 2 или 4 атм. Обдув осуществлялся на специальной пневматической установке, включающей в себя блок сопел, компрессор с ресивером, редуктор, электромагнитный клапан и сенсоры для измерения давления. Указанная установка позволила обеспечить поддержание стабильного давления в магистралях в течение всего цикла обдува однородным по температуре и скорости перемещения теплоносителем.Then the samples were blown with a flat air flow at an angle of 15-30 ° to the sample with a pressure of 1, 2, or 4 atm. The blowing was carried out on a special pneumatic unit, which includes a nozzle block, a compressor with a receiver, a reducer, a solenoid valve and sensors for measuring pressure. This installation made it possible to maintain a stable pressure in the lines during the entire blowing cycle with a coolant uniform in temperature and speed.

В процессе обдува температура в точке поверхности образцов контролировалась и фиксировалась двухрежимными пирометрами ближнего инфракрасного спектра, имеющими диапазон измерения 550-1100°С, а также быстродействующим пирометром, работающим в средней части инфракрасного спектра, с диапазоном измеряемых температур 50-775°С. На основании фиксируемых значений строились зависимости температуры от времени охлаждения.In the process of blowing, the temperature at a point on the surface of the samples was monitored and recorded by two-mode near-infrared pyrometers with a measurement range of 550-1100 ° C, as well as a high-speed pyrometer operating in the middle part of the infrared spectrum with a measured temperature range of 50-775 ° C. The fixed values were used to plot the temperature versus cooling time dependences.

Аттестацию структурного состояния образцов после нагрева - охлаждения проводили по трем шлифам, соответствующим сечениям по трем плоскостям. Металлографические исследования проводили на структурном анализаторе, включающем в себя световой инвертированный металлографический микроскоп, цифровую камеру и программно-аппаратный комплекс.The attestation of the structural state of the samples after heating and cooling was carried out using three thin sections corresponding to sections along three planes. Metallographic studies were carried out on a structural analyzer, which includes an inverted light metallographic microscope, a digital camera, and a hardware-software complex.

В результате металлографических исследований выявили, что формирование феррито-бейнитной структуры с массовой долей бейнита 46% происходило при охлаждении образцов толщиной 1,1 мм плоским потоком воздуха под углом 15-30° к образцу с давлением 4 атм. Для последующего расчетного анализа выбирали соответствующую указанному режиму траекторию охлаждения.As a result of metallographic studies, it was revealed that the formation of a ferrite-bainite structure with a mass fraction of bainite of 46% occurred when samples with a thickness of 1.1 mm were cooled by a flat air flow at an angle of 15-30 ° to the sample with a pressure of 4 atm. For the subsequent computational analysis, the cooling trajectory corresponding to the indicated regime was chosen.

В результате численной обработки установили, что участки экспериментальной кривой, в температурных интервалах (высокотемпературном и низкотемпературном), в которых отсутствует фазовое превращение, хорошо аппроксимируются следующими экспоненциальными функциями:As a result of numerical processing, it was found that the sections of the experimental curve, in temperature ranges (high-temperature and low-temperature), in which there is no phase transformation, are well approximated by the following exponential functions:

Наложение реальной траектории охлаждения и кривых, построенных по экспоненциальным зависимостям, позволяет определить температуры и времена начала и конца фазового превращения (τ_н, Т_н, τ_к, Т_к).The superposition of the real cooling trajectory and the curves plotted by exponential dependences allows one to determine the temperatures and times of the beginning and end of the phase transformation (τ _n , T _n , τ _k , T _k ).

Т_н=668°С, τ_н=2,9 с;T _n = 668 ° C, τ _n = 2.9 s;

Т_к=380°С, τ_к=12,2 с.T _k = 380 ° C, τ _k = 12.2 s.

Длительность превращения τ_пр=9,3 с.Duration of transformation τ _pr = 9.3 s.

Длительность превращения τ_пр=9,3 с.Duration of transformation τ _pr = 9.3 s.

Далее вычислительная процедура определения удельного теплового эффекта фазового превращения °Q_пр организовывалась следующим образом.Further, the computational procedure for determining the specific heat effect of the phase transformation ° Q _{pr was} organized as follows.

Превращение начиналось при τ=0. Расчет производили с шагом по времени Δτ=0.01 с. Удельную теплоемкость (С), согласно справочнику [5], получали из выраженияThe transformation began at τ = 0. The calculation was performed with a time step Δτ = 0.01 s. Specific heat (C), according to reference [5], was obtained from the expression

На первом шаге расчета температура изменяется согласно определенной выше экспоненциальной зависимости (3).At the first step of the calculation, the temperature changes according to the exponential dependence defined above (3).

ΔT₁ определяли из выражения:ΔT _{1 was} determined from the expression:

Удельный тепловой эффект фазового превращения для первого шага расчета вычислялась как:The specific thermal effect of the phase transformation for the first step of the calculation was calculated as:

Для i-го шага расчетной процедуры:For the i-th step of the calculation procedure:

Вычисления продолжали до момента времени τ=τ_к.The calculations were continued until the time instant τ = τ _k .

Суммарный удельный тепловой эффект превращения (Q_пр) определяли как:The total specific heat of transformation (Q _CR ) was determined as:

В результате реализации расчетной процедуры получили

As a result of the implementation of the calculation procedure, we obtained

Расчет массовых долей структурных составляющих осуществляется конечно-разностной схемой решения задачи теплопроводности для среды с внутренними источниками тепловыделений с виртуальным разбиением толщины проката на слои с использованием зафиксированных при прокате конкретного сляба технологических параметров. Например:The calculation of the mass fractions of structural components is carried out by a finite-difference scheme for solving the problem of thermal conductivity for a medium with internal sources of heat release with a virtual division of the thickness of the rolled stock into layers using the technological parameters fixed during the rolling of a particular slab. For example:

Количество слоев=mm (500);Number of layers = mm (500);

Шаг по времени, сек=tau (0,00002);Time step, sec = tau (0.00002);

Толщина листа, м=L (0,0275);Sheet thickness, m = L (0.0275);

Время старта водного охлаждения, сек=tstart (1);Water cooling start time, sec = tstart (1);

Время конца расчета, сек=tend (80);Calculation end time, sec = tend (80);

Температура поверхности листа, К=Т01 (1180);Sheet surface temperature, K = T01 (1180);

Температура середины листа, К=Т00 (1200);The temperature of the middle of the leaf, K = T00 (1200);

Теплоемкость, Дж/(кг×K)=Cv (625);Heat capacity, J / (kg × K) = Cv (625);

Теплопроводность, Вт/(м×K)=Hi (30);Thermal conductivity, W / (m × K) = Hi (30);

Коэффициент теплообмена, 1/м=k (600);Heat transfer coefficient, 1 / m = k (600);

Температура внешней среды, К=Tr (373);Ambient temperature, K = Tr (373);

Постоянная Стефана-Больцмана, Вт/(м²×K⁴)=Si (0,0000000567);Stefan-Boltzmann constant, W / (m ² × K ⁴ ) = Si (0.0000000567);

Коэффициент черноты=eps (0,7);Blackness ratio = eps (0.7);

Плотность стали, кг/м³=ro (7600);Density of steel, kg / m ³ = ro (7600);

Переходный период при поливе водой, сек=tper1 (0,5);Transition period for watering, sec = tper1 (0.5);

Время прохода через форсунку, сек=t2 (3);Time of passage through the nozzle, sec = t2 (3);

Переходный период во время испарения воды, сек=t3 (3);Transition period during water evaporation, sec = t3 (3);

Время до следующей форсунки после испарения воды, сек=t4 (5);Time until the next nozzle after water evaporation, sec = t4 (5);

Начальный переходный период, сек=period (0,1).Initial transition period, sec = period (0,1).

Процедуру расчета осуществляют следующим образом.The calculation procedure is carried out as follows.

Обезразмеривание и расчет используемых констант:Dimensioning and calculating the constants used:

1. Рассчитываем постоянную h по формуле:1. We calculate the constant h by the formula:

h=1/(mm-1);h = 1 / (mm-1);

2. Сохраняем полученное численное значение;2. We save the received numerical value;

3. Рассчитываем коэффициент температуропроводности (аа) по формуле:3. We calculate the coefficient of thermal diffusivity (aa) by the formula:

аа=Hi/(Cv*ro);aa = Hi / (Cv * ro);

4. Сохраняем полученное численное значение;4. Save the received numerical value;

5. Рассчитываем коэффициенты потока на границе при охлаждении по Стефану-Больцману (А) по формуле:5. We calculate the flow coefficients at the boundary during cooling according to Stefan-Boltzmann (A) according to the formula:

А=Si*eps*Tr³*L/Hi;A = Si * eps * Tr ³ * L / Hi;

6. Сохраняем полученное численное значение;6. Save the received numerical value;

7. Рассчитываем коэффициенты потока на границе при водном охлаждении (В) по формуле:7. Calculate the flow coefficients at the boundary with water cooling (B) according to the formula:

В=L*k;B = L * k;

8. Сохраняем полученное численное значение;8. Save the received numerical value;

9. Рассчитываем время tper2 по формуле:9. We calculate the time tper2 by the formula:

tper2=tper1+t2;tper2 = tper1 + t2;

10. Сохраняем полученное численное значение;10. Save the resulting numerical value;

11. Рассчитываем время tper3 по формуле:11. We calculate the time tper3 by the formula:

tper3=tper2+t3;tper3 = tper2 + t3;

12. Сохраняем полученное численное значение;12. Save the resulting numerical value;

13. Рассчитываем время tper4 по формуле:13. We calculate the time tper4 by the formula:

tper4=tper3+t4;tper4 = tper3 + t4;

14. Сохраняем полученное численное значение;14. Save the received numerical value;

15. Рассчитываем безразмерный шаг по времени (tau2):15. Calculate the dimensionless time step (tau2):

tau2=tau*аа/L²;tau2 = tau * aa / L ² ;

16. Сохраняем полученное численное значение;16. Save the resulting numerical value;

17. Определяем суммарное время как vrem и присваиваем ему численное значение:17. Determine the total time as vrem and assign a numerical value to it:

vrem=0.vrem = 0.

Координаты слоев:Layer coordinates:

Лист по сечению разбивается на слои. Количество слоев=mm. Каждому слою присваивается номер (i). i является целым числом от 1 до mm.The sheet is divided into layers along the section. Number of layers = mm. Each layer is assigned a number (i). i is an integer from 1 to mm.

1. Для каждого слоя рассчитываем его координату в диапазоне от -1 до 1 по формуле:1. For each layer, calculate its coordinate in the range from -1 to 1 using the formula:

x_i=-1+2*(i-1)*h;x _i = -1 + 2 * (i-1) * h;

2. Сохраняем полученные числовые значения x_i для каждого слоя.2. We save the obtained numerical values x _i for each layer.

Расчет начальных температур слоевCalculation of the initial temperatures of the layers

1. Для каждого слоя рассчитываем его начальную безразмерную температуру (T₀(i)) по формуле:1. For each layer, calculate its initial dimensionless temperature (T ₀ (i)) by the formula:

T₀(i)=(Т01+(Т00-Т01)*(1-х²))/Tr;T ₀ (i) = (T01 + (T00-T01) * (1-x ² )) / Tr;

2. Сохраняем полученные числовые значения T₀(i) для каждого слоя;2. We save the obtained numerical values T ₀ (i) for each layer;

3. Рассчитываем начальные температуры слоев с размерностью по формуле:3. We calculate the initial temperatures of the layers with the dimension according to the formula:

T₀(i)_real=T₀(i)*Tr;T ₀ (i) _real = T ₀ (i) * Tr;

4. Сохраняем полученные значения T₀(i)_real.4. Save the obtained values T ₀ (i) _real .

Расчет граничных условий исходя из начального распределения температур:Calculation of boundary conditions based on the initial temperature distribution:

1. Производим вычисление численного значения dTdx0 по формуле:1. We calculate the numerical value of dTdx0 by the formula:

dTdx0=(T₀(2)-T₀(1))/h,dTdx0 = (T ₀ (2) -T ₀ (1)) / h,

где T₀(1) - начальная безразмерная температура первого (крайнего)where T ₀ (1) is the initial dimensionless temperature of the first (extreme)

слоя;layer;

T₀(2) - начальная безразмерная температура второго слоя;T ₀ (2) - initial dimensionless temperature of the second layer;

2. Сохраняем полученное значение.2. We save the received value.

После этого начинаем следующую последовательность расчетных процедур. Расчет температур внутренних слоев на следующем шаге.After that, we begin the following sequence of calculation procedures. Calculation of the temperatures of the inner layers in the next step.

Для каждого слоя кроме крайних, т.е. для i в диапазоне от 2 до (mm-1), рассчитывается его безразмерная температура на следующем шаге по времени, т.е. осуществляется расчет обезразмеренной температуры слоя через время равное tau.For each layer except the extreme ones, i.e. for i in the range from 2 to (mm-1), its dimensionless temperature is calculated at the next time step, i.e. the calculation of the dimensionless temperature of the layer is carried out after a time equal to tau.

1. Обозначим безразмерную температуру слоя на следующем шаге по времени как T₁(i).1. Let us denote the dimensionless temperature of the layer at the next time step as T ₁ (i).

2. Рассчитываем численные значения T₁(i) по формуле:2. We calculate the numerical values of T ₁ (i) by the formula:

T₁(i)=T₀(i)+tau2*(T₀(i+1)+T₀(i-1)-2*T₀(i))/h²,T ₁ (i) = T ₀ (i) + tau2 * (T ₀ (i + 1) + T ₀ (i-1) -2 * T ₀ (i)) / h ² ,

где T₀(i) - начальная безразмерная температура слоя, для которого производится расчет;where T ₀ (i) is the initial dimensionless temperature of the layer for which the calculation is made;

T₀(i+1) и T₀(i-1) - начальные безразмерные температуры соседних слоев;T ₀ (i + 1) and T ₀ (i-1) - initial dimensionless temperatures of adjacent layers;

3. Сохраняем полученные численные значения T₁(i) для каждого слоя (кроме крайних);3. We save the obtained numerical values T ₁ (i) for each layer (except for the extreme ones);

4. Придаем размерность значениям T₁(i), полученным в п. 2, по формуле:4. We give dimension to the values T ₁ (i) obtained in item 2, according to the formula:

T₁(i)_real=T₁(i)*Tr;T ₁ (i) _real = T ₁ (i) * Tr;

5. Сохраняем полученные значения T₁(i)_real для каждого слоя.5. Save the obtained values T ₁ (i) _real for each layer.

Расчет температур крайних слоев на следующем шаге.Calculation of the temperatures of the outer layers in the next step.

Для крайних слоев (i=1 и i=mm) следует произвести расчет безразмерных температур на следующем шаге по времени, т.е. осуществить расчет безразмерных температур слоев через время равное tau.For the outermost layers (i = 1 and i = mm), dimensionless temperatures should be calculated at the next time step, i.e. calculate the dimensionless temperatures of the layers in a time equal to tau.

1. Переопределяем суммарное время vrem:1. We redefine the total time vrem:

vrem=vrem+tau;vrem = vrem + tau;

2. Проверяем, не превышает ли суммарное время начальный переходный период:2. Check if the total time does not exceed the initial transition period:

vrem≤period;vrem≤period;

3. Если условие в п. 2 выполняется, то следует перейти к п. 4. Если условие в п. 2 не выполняется, то следует перейти к п. 7;3. If the condition in item 2 is satisfied, then go to item 4. If the condition in item 2 is not satisfied, then go to item 7;

4. Рассчитываем поток на границе (Jh) по формуле:4. We calculate the flow at the border (Jh) by the formula:

Jh=A*(T₀(1)⁴-(300/Tr)⁴),Jh = A * (T ₀ (1) ⁴ - (300 / Tr) ⁴ ),

где Т₀(1) - начальная безразмерная температура первого (крайнего) слоя;where T ₀ (1) is the initial dimensionless temperature of the first (extreme) layer;

5. Рассчитываем безразмерные температуры крайних (T₁(1) и T₁(mm)) слоев на следующем шаге по формуле:5. We calculate the dimensionless temperatures of the extreme (T ₁ (1) and T ₁ (mm)) layers in the next step using the formula:

T₁(1)= T₁(mm)=T₁(2)-h*(dTdx0+(Jh-dTdx0)*vrem/period),T ₁ (1) = T ₁ (mm) = T ₁ (2) -h * (dTdx0 + (Jh-dTdx0) * vrem / period),

где T₁(2) - рассчитанная ранее температура второго слоя после шага по времени;where T ₁ (2) is the previously calculated temperature of the second layer after the time step;

6. Переходим в п. 17;6. Go to item 17;

7. Проверяем, не превышает ли суммарное время (vrem) время старта водного охлаждения (tstart):7. Check if the total time (vrem) does not exceed the start time of water cooling (tstart):

vrem≤tstart;vrem≤tstart;

8. Если условие в п. 7 выполняется, то переходим в п. 9. Если же оно не выполняется, то переходим в п. 12;8. If the condition in item 7 is satisfied, then go to item 9. If it is not satisfied, then go to item 12;

9. Рассчитываем поток на границе (Jh) по формуле:9. We calculate the flow at the border (Jh) by the formula:

Jh=А*(Т₀(1)⁴-(300/Tr)⁴),Jh = A * (T ₀ (1) ⁴ - (300 / Tr) ⁴ ),

где T₀(1) - начальная безразмерная температура первого (крайнего) слоя;where T ₀ (1) is the initial dimensionless temperature of the first (extreme) layer;

10. Рассчитываем безразмерные температуры крайних (T₁(1) и T₁(mm)) слоев на следующем шаге по формуле:10. We calculate the dimensionless temperatures of the extreme (T ₁ (1) and T ₁ (mm)) layers in the next step using the formula:

T₁(1)=T₁(mm)=T₁(2)-h*Jh,T ₁ (1) = T ₁ (mm) = T ₁ (2) -h * Jh,

где T₁(2) - рассчитанная ранее температура второго слоя после шага по времени;where T ₁ (2) is the previously calculated temperature of the second layer after the time step;

11. Переходим в п. 17;11. Go to item 17;

12. Определяем vrem 1:12. Determine vrem 1:

vrem1=vrem-tstart:vrem1 = vrem-tstart:

13. Определяем tt:13. Determine tt:

tt=vrem1-int(vrem1/tper4)*tper4,tt = vrem1-int (vrem1 / tper4) * tper4,

где int(vrem1/tper4) - целая часть результата деления vrem1 на tper4 (число до запятой);where int (vrem1 / tper4) is the integer part of the result of dividing vrem1 by tper4 (number to the comma);

14. Определяем, в каком численном диапазоне находится tt, и в соответствии с этим рассчитываем значение С:14. Determine in what numerical range tt is, and in accordance with this we calculate the value of C:

Если tt<tper1, то рассчитываем С по формуле:

If tt <tper1, then we calculate C by the formula:

С=tt/tper1;C = tt / tper1;

Если tper1≤tt<tper2, то

If tper1≤tt <tper2, then

С=1;C = 1;

Если tper2≤tt<tper3, то рассчитываем С по формуле:

If tper2≤tt <tper3, then we calculate C by the formula:

С=1-(tt-tper2)/(tper3-tper2);C = 1- (tt-tper2) / (tper3-tper2);

Если tper3≤tt<tper4, то

If tper3≤tt <tper4, then

C=0;C = 0;

15. Рассчитываем поток на границе (Jh) по формуле:15. We calculate the flow at the border (Jh) by the formula:

Jh=А*(T₀(1)⁴-(300/Tr)⁴)+С*В*(T₀(1)-1),Jh = A * (T ₀ (1) ⁴ - (300 / Tr) ⁴ ) + C * B * (T ₀ (1) -1),

где T₀(1) - начальная безразмерная температура первого (крайнего) слояwhere T ₀ (1) is the initial dimensionless temperature of the first (extreme) layer

16. Рассчитываем безразмерные температуры крайних (T₁(1) и T₁(mm)) слоев на следующем шаге по формуле:16. Calculate the dimensionless temperatures of the extreme (T ₁ (1) and T ₁ (mm)) layers in the next step using the formula:

T₁(1)=T₁(mm)= T₁(2)-h*Jh,T ₁ (1) = T ₁ (mm) = T ₁ (2) -h * Jh,

где T₁(2) - рассчитанная ранее температура второго слоя после шага по времени;where T ₁ (2) is the previously calculated temperature of the second layer after the time step;

17. Сохраняем полученные численные значения T₁(1) и T₁(mm);17. Save the obtained numerical values T ₁ (1) and T ₁ (mm);

18. Придаем размерность значениям T₁(1) и T₁(mm), полученным в п. 16, по формуле:18. We give dimension to the values T ₁ (1) and T ₁ (mm), obtained in clause 16, according to the formula:

T₁(i)_real=T₁(i)*T_r;T ₁ (i) _real = T ₁ (i) * T _r ;

19. Сохраняем полученные значения T₁(i)_real для обоих слоев.19. Save the obtained values T ₁ (i) _real for both layers.

Расчет параметра W/T:Calculation of the W / T parameter:

1. Для слоев i=1; i=int(mm/2); i=int(mm/4); i=int(mm/8), где int(mm/…) - целая часть результата деления, необходимо вычислить значение параметра W/Т по формуле:1. For layers i = 1; i = int (mm / 2); i = int (mm / 4); i = int (mm / 8), where int (mm /…) is the integer part of the division result, it is necessary to calculate the value of the W / T parameter using the formula:

W/T(i)=((T₀(i)-T₁(i))*Tr*Cv/(tau*(((T₀(i)-T₁(i))*Tr/2)-273));W / T (i) = ((T ₀ (i) -T ₁ (i)) * Tr * Cv / (tau * (((T ₀ (i) -T ₁ (i)) * Tr / 2) - 273));

2. Полученные значения W/T(i) для четырех слоев необходимо сохранить.2. The obtained W / T (i) values for the four layers must be saved.

Для любого момента распада аустенита справедливо соотношение:For any moment of austenite decomposition, the following relation is valid:

где Mγ_i - текущая массовая доля аустенита, от 1 в начале превращения до 0,03 в конце превращения;where Mγ _i is the current mass fraction of austenite, from 1 at the beginning of the transformation to 0.03 at the end of the transformation;

M_ПРi - текущая массовая доля продуктов превращения:M _ПРi - current mass fraction of conversion products:

где М_(Ф+П)i - текущая массовая доля феррита и перлита;where M _{(F + P) i} is the current mass fraction of ferrite and pearlite;

М_БВi - текущая массовая доля верхнего бейнита;М _БВi - current mass fraction of upper bainite;

М_БНi - текущая массовая доля нижнего бейнита;М _БНi - current mass fraction of lower bainite;

M_Mi - текущая массовая доля мартенсита.M _Mi is the current mass fraction of martensite.

Рассчитываем T_i, которая является температурой, до которой охладился металл за Δt=0,01 сек.We calculate T _i , which is the temperature to which the metal was cooled in Δt = 0.01 sec.

где V_ОХЛi - значение скорости охлаждения, соответствующее значению температуры Т₀.where V _ОХЛi is the value of the cooling rate corresponding to the temperature value T ₀ .

Определяем параметр W_i - текущую мощность теплового потока,

Determine the parameter W _i - the current power of the heat flow,

где c_i - текущая удельная теплоемкость:where c _i is the current specific heat:

Определяем текущее значение параметра W_i/T_i, деля текущую мощность теплового потока на текущую температуру.We determine the current value of the parameter W _i / T _i , dividing the current heat flow power by the current temperature.

Определяем, в какой из интервалов попало численное значение W_i/T_i. Ниже приведены интервалы с их названиями и релевантными для них интервалами температур:We determine in which of the intervals the numerical value W _i / T _i fell. Below are the intervals with their names and their respective temperature ranges:

Массовая доля образовавшихся феррита и перлита рассчитывается по формуле:The mass fraction of the formed ferrite and pearlite is calculated by the formula:

где W_i, T_i - значения, взятые из соответствующего расчета;where W _i , T _i - values taken from the corresponding calculation;

М_Ф+П - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля феррита и перлита;M _{F + P} is the total mass fraction of ferrite and pearlite formed by this moment;

М_БВ - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля верхнего бейнита;М _БВ - total mass fraction of upper bainite formed by this moment;

М_БН - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля нижнего бейнита;М _BN - total mass fraction of lower bainite formed by this moment;

M_M - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля мартенсита.M _M is the total mass fraction of martensite formed by this moment.

После расчета образовавшейся на этом шаге массовой доли феррита и перлита следует учесть тепловой эффект превращения. В нашем случае это значит: расчет того, до какой температуры металл разогрелся после охлаждения в результате превращения. Для этого рассчитываем температуру после разогрева по формуле:After calculating the mass fraction of ferrite and pearlite formed at this step, the thermal effect of transformation should be taken into account. In our case, this means: calculating to what temperature the metal was heated after cooling as a result of transformation. To do this, we calculate the temperature after heating using the formula:

где T_i - значение, взятое из предыдущего расчета;where T _i is the value taken from the previous calculation;

ΔМ_(Ф+П)i - рассчитанная на этом шаге в п. 1 массовая доля феррита и перлита;ΔМ _{(Ф + П) i} is the mass fraction of ferrite and pearlite calculated at this step in item 1;

c_i - рассчитываемая по формуле (17) удельная теплоемкость.c _i - calculated by the formula (17) specific heat.

Полученную массовую долю необходимо суммировать с уже полученными массовыми долями феррита и перлита (если таковые образовались) Полученную массовую долю необходимо суммировать с уже полученными массовыми долями феррита, перлита, верхнего бейнита, нижнего бейнита, мартенсита (если таковые уже образовались) и сохранить это значение.The resulting mass fraction must be summed up with the already obtained mass fractions of ferrite and pearlite (if any) The obtained mass fraction must be summed up with the already obtained mass fractions of ferrite, pearlite, upper bainite, lower bainite, martensite (if they have already formed) and keep this value.

Массовая доля образовавшегося верхнего бейнита рассчитывается по формуле:The mass fraction of the formed upper bainite is calculated by the formula:

где W_i, T_i - значения, взятые из соответствующего расчета;where W _i , T _i - values taken from the corresponding calculation;

М_Ф+П - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля феррита и перлита;M _{F + P} is the total mass fraction of ferrite and pearlite formed by this moment;

М_БВ - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля верхнего бейнита;М _БВ - total mass fraction of upper bainite formed by this moment;

М_БН - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля нижнего бейнита;М _BN - total mass fraction of lower bainite formed by this moment;

M_M - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля мартенсита.M _M is the total mass fraction of martensite formed by this moment.

После расчета образовавшейся на этом шаге массовой доли верхнего бейнита следует учесть тепловой эффект превращения. В нашем случае это значит: расчет того, до какой температуры металл разогрелся после охлаждения в результате превращения. Для этого рассчитываем температуру после разогрева по формуле:After calculating the mass fraction of upper bainite formed at this step, the thermal effect of transformation should be taken into account. In our case, this means: calculating to what temperature the metal was heated after cooling as a result of transformation. To do this, we calculate the temperature after heating using the formula:

где T_i - значение, взятое из предыдущей расчета;where T _i is the value taken from the previous calculation;

ΔМ_БВi - рассчитанная на этом шаге в п. 1 массовая доля верхнего бейнита;ΔМ _БВi - mass fraction of upper bainite calculated at this step in item 1;

c_i - рассчитываемая по формуле (17) удельная теплоемкость.c _i - calculated by the formula (17) specific heat.

Массовая доля образовавшегося нижнего бейнита рассчитывается по формуле:The mass fraction of the formed lower bainite is calculated by the formula:

где W_i, T_i - значения, взятые из соответствующего расчета;where W _i , T _i - values taken from the corresponding calculation;

М_Ф+П - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля феррита и перлита;M _{F + P} is the total mass fraction of ferrite and pearlite formed by this moment;

М_БВ - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля верхнего бейнита;М _БВ - total mass fraction of upper bainite formed by this moment;

М_БН - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля нижнего бейнита;М _BN - total mass fraction of lower bainite formed by this moment;

M_M - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля мартенсита.M _M is the total mass fraction of martensite formed by this moment.

После расчета образовавшейся на этом шаге массовой доли нижнего бейнита следует учесть тепловой эффект превращения. В нашем случае это значит: расчет того, до какой температуры металл разогрелся после охлаждения в результате превращения. Для этого рассчитываем температуру после разогрева по формуле:After calculating the mass fraction of lower bainite formed at this step, the thermal effect of transformation should be taken into account. In our case, this means: calculating to what temperature the metal was heated after cooling as a result of transformation. To do this, we calculate the temperature after heating using the formula:

где T_i - значение, взятое из предыдущего расчета;where T _i is the value taken from the previous calculation;

ΔМ_БНi - рассчитанная на этом шаге в п. 1 массовая доля нижнего бейнита;ΔМ _BNi is the mass fraction of lower bainite calculated at this step in step 1;

c_i - рассчитываемая по формуле (17) удельная теплоемкость.c _i - calculated by the formula (17) specific heat.

Массовая доля образовавшегося мартенсита рассчитывается по формуле:The mass fraction of the formed martensite is calculated by the formula:

где T_i - значение, взятое из предыдущего расчета;where T _i is the value taken from the previous calculation;

М_Ф+П - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля феррита и перлита;M _{F + P} is the total mass fraction of ferrite and pearlite formed by this moment;

М_БВ - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля верхнего бейнита;М _БВ - total mass fraction of upper bainite formed by this moment;

М_БН - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля нижнего бейнита;М _BN - total mass fraction of lower bainite formed by this moment;

M_M - суммарная, образовавшаяся к данному моменту массовая доля мартенсита.M _M is the total mass fraction of martensite formed by this moment.

После расчета образовавшейся на этом шаге массовой доли мартенсита следует учесть тепловой эффект превращения. В нашем случае это значит: расчет того, до какой температуры металл разогрелся после охлаждения в результате превращения. Для этого рассчитываем температуру после разогрева по формуле:After calculating the mass fraction of martensite formed at this step, the thermal effect of transformation should be taken into account. In our case, this means: calculating to what temperature the metal was heated after cooling as a result of transformation. To do this, we calculate the temperature after heating using the formula:

где T_i - значение, взятое из предыдущей Последовательности 1;where T _i is the value taken from the previous Sequence 1;

ΔM_Mi - рассчитанная на этом шаге в п. 1 массовая доля мартенсита;ΔM _Mi is the mass fraction of martensite calculated at this step in step 1;

с_i - рассчитываемая по формуле (17) удельная теплоемкость. Доля не превратившегося аустенита рассчитывается какwith _i - calculated by the formula (17) specific heat. The fraction of unconverted austenite is calculated as

где М_Ф+П - суммарная, образовавшаяся массовая доля феррита и перлита;where M _{F + P} is the total formed mass fraction of ferrite and pearlite;

М_БВ - суммарная, образовавшаяся массовая доля верхнего бейнита;М _БВ - total formed mass fraction of upper bainite;

М_БН - суммарная, образовавшаяся массовая доля нижнего бейнита;М _BN - total formed mass fraction of lower bainite;

М_М - суммарная, образовавшаяся доля мартенсита.M _M is the total formed fraction of martensite.

Пример 2. Для стали химического состава, приведенного в таблице 1, сначала задавали кинетику фазового превращения согласно примеру 1 и экспериментально определяли тепловые эффекты фазовых превращений:Example 2. For the steel of the chemical composition shown in table 1, first set the kinetics of phase transformation according to example 1 and experimentally determined the heat effects of phase transformations:

Затем осуществляли опытно-промышленную прокатку на стане г/п двух листов из стали указанного химического состава. При этом производили виртуальное послойное разбиение проката на 50 слоев при толщине каждого слоя ~0,6 мм и фиксировали технологические параметры производства, указанные в таблице 2.Then, pilot-industrial rolling was carried out on a l / c mill of two sheets of steel of the specified chemical composition. At the same time, a virtual layer-by-layer division of rolled products into 50 layers was performed with a thickness of each layer of ~ 0.6 mm and the technological parameters of production indicated in Table 2 were recorded.

Расчет массовых долей структурных составляющих осуществлялся конечно-разностной схемой решения задачи теплопроводности для среды с внутренними источниками тепловыделений с виртуальным разбиением толщины проката на слои с использованием зафиксированных при прокате конкретного сляба технологических параметров по изложенной выше методике.The calculation of the mass fractions of the structural components was carried out by a finite-difference scheme for solving the problem of thermal conductivity for a medium with internal sources of heat release with a virtual division of the thickness of the rolled stock into layers using the technological parameters fixed during the rolling of a particular slab according to the method described above.

В результате расчета по измеренным технологическим параметрам было определено следующее структурное состояние в массовых долях структурных составляющих по толщине раската: ~50% бейнита, ~50% феррита и перлита.As a result of the calculation based on the measured technological parameters, the following structural state was determined in mass fractions of structural components along the thickness of the roll: ~ 50% bainite, ~ 50% ferrite and pearlite.

Для оценки надежности прогноза после прокатки вдоль осевых линий листов вырезалось по 10 образцов для структурных исследований. Позиции резки распределяли равномерно по длине проката. Аттестацию структурного состояния проводили по трем шлифам, соответствующим сечениям по трем плоскостям. Металлографические исследования проводили на структурном анализаторе, включающем в себя световой инвертированный металлографический микроскоп, цифровую камеру и программно-аппаратный комплекс.To assess the reliability of the prediction, after rolling along the axial lines of the sheets, 10 samples were cut out for structural studies. The cutting positions were distributed evenly along the length of the rolled product. The structural state was certified using three thin sections corresponding to sections along three planes. Metallographic studies were carried out on a structural analyzer, which includes an inverted light metallographic microscope, a digital camera, and a hardware-software complex.

В результате металлографических исследований выявили, что в усредненных данных в результате реальной прокатки по указанному режиму была сформирована структура с долей бейнита ~48%. Это говорит об адекватности использования расчетного метода определения структурного состояния в процессе реализации способа производства стального проката.As a result of metallographic studies, it was revealed that in the averaged data, as a result of real rolling according to the specified mode, a structure with a bainite fraction of ~ 48% was formed. This indicates the adequacy of the use of the calculated method for determining the structural state in the process of implementing the method for the production of rolled steel.

Пример 3. Для стали химического состава, приведенного в таблице 3, сначала задавали кинетику фазового превращения согласно примеру 1 и экспериментально определяли тепловые эффекты фазовых превращений:Example 3. For the steel of the chemical composition shown in Table 3, the kinetics of the phase transformation was first set according to example 1 and the heat effects of the phase transformations were experimentally determined:

Затем осуществляли опытно-промышленную прокатку на стане r/п двух листов из стали указанного химического состава. При этом производили виртуальное послойное разбиение проката на 50 слоев при толщине каждого слоя ~0,4 мм и фиксировали технологические параметры производства, указанные в таблице 4.Then, experimental-industrial rolling was carried out on an r / p mill of two sheets of steel of the specified chemical composition. At the same time, a virtual layer-by-layer division of rolled products into 50 layers was carried out with a thickness of each layer of ~ 0.4 mm and the technological parameters of production indicated in Table 4 were recorded.

Расчет массовых долей структурных составляющих осуществлялся конечно-разностной схемой решения задачи теплопроводности для среды с внутренними источниками тепловыделений с виртуальным разбиением толщины проката на слои с использованием зафиксированных при прокате конкретного сляба технологических параметров по изложенной выше методике.The calculation of the mass fractions of the structural components was carried out by a finite-difference scheme for solving the problem of thermal conductivity for a medium with internal sources of heat release with a virtual division of the thickness of the rolled stock into layers using the technological parameters fixed during the rolling of a particular slab according to the method described above.

В результате расчета по приведенному режиму было определено следующее структурное состояние в массовых долях структурных составляющих по толщине раската: ~25% верхнего, ~70% нижнего бейнита и остаточный аустенит.As a result of the calculation according to the reduced mode, the following structural state was determined in mass fractions of structural components along the thickness of the roll: ~ 25% of the upper, ~ 70% of the lower bainite and residual austenite.

Для оценки надежности прогноза после прокатки вдоль осевых линий листов вырезалось по 10 образцов для структурных исследований. Позиции резки распределяли равномерно по длине проката. Аттестацию структурного состояния проводили по трем шлифам, соответствующим сечениям по трем плоскостям. Металлографические исследования проводили на структурном анализаторе, включающем в себя световой инвертированный металлографический микроскоп, цифровую камеру и программно-аппаратный комплекс.To assess the reliability of the prediction, after rolling along the axial lines of the sheets, 10 samples were cut out for structural studies. The cutting positions were distributed evenly along the length of the rolled product. The structural state was certified using three thin sections corresponding to sections along three planes. Metallographic studies were carried out on a structural analyzer, which includes an inverted light metallographic microscope, a digital camera, and a hardware-software complex.

В результате металлографических исследований выявили, что в усредненных данных в результате реальной прокатки по указанному режиму была сформирована структура с долей верхнего бейнита ~22% и нижнего бейнита ~72%, остальное карбиды и нитриды, МА-составляющая и остаточный аустенит ~6%. Это говорит об адекватности использования расчетного метода определения структурного состояния в процессе реализации способа производства стального проката при условии предварительного получения экспериментальным путем используемых при расчете данных.As a result of metallographic studies, it was revealed that in the averaged data, as a result of real rolling according to the specified mode, a structure was formed with a fraction of upper bainite ~ 22% and lower bainite ~ 72%, the rest carbides and nitrides, MA-component and residual austenite ~ 6%. This indicates the adequacy of the use of the calculated method for determining the structural state in the process of implementing the method for the production of rolled steel, provided that the data used in the calculation are obtained experimentally.

Список литературыList of references

1. RU 25639111.RU 2563911

2. RU 24570542. RU 2457054

3. RU 20161338493. RU 2016133849

4. WO 98189704. WO 9818970

5. Расчет теплоемкости низкоуглеродистой низколегированной стали при моделировании неизотермических фазовых превращений / Д.А. Иванов, Н.В. Куваев, Т.В. Куваева // Теория и практика металлургии, №1-2, 2010. С. 43-48.5. Calculation of the heat capacity of low-carbon low-alloy steel in the modeling of non-isothermal phase transformations / D.А. Ivanov, N.V. Kuvaev, T.V. Kuvaeva // Theory and practice of metallurgy, No. 1-2, 2010. S. 43-48.

Claims (3)

1. Способ производства проката из стали, включающий выплавку стали требуемого химического состава, ее прокатку с фиксацией технологических параметров и определение структурного состояния полученного проката в зависимости от реализованных технологических параметров, при этом температуры слоев стального проката и массовые доли продуктов распада аустенита в слоях определяют расчетно, исходя из измеренной температуры поверхности проката до начала охлаждения, его толщины и реализованного режима отвода тепла с поверхности проката, используя метод конечных разностей для решения задачи теплопроводности для среды с внутренними источниками тепловыделений с виртуальным разбиением толщины проката на слои, при этом за источники тепловыделений принимаются слои проката, в которых согласно расчету происходят процессы распада аустенита по хотя бы одному из типов: ферритному (Ф), феррито-перлитному (Ф+П), перлитному (П), бейнитному (Б), мартенситному (М), тип распада определяют, исходя из температуры слоя и/или скорости охлаждения, и/или удельной мощности отвода тепла от слоя, прирост массовой доли продуктов распада аустенита (∂М/∂τ) определяют исходя из температуры и/или скорости охлаждения, и/или удельной мощности отвода тепла от слоя, величину тепловыделения рассчитывают по уравнению ∂Q=∂М×Q_pi, где ∂Q - теплота, выделившаяся в результате распада аустенита по какому-либо типу, кДж, Q_pi - удельный тепловой эффект распада аустенита по i-му типу, кДж/кг, при этом до начала прокатки на образцах стали идентичного химического состава экспериментально определяют учитываемые при расчете удельные тепловые эффекты и уравнения кинетики распада аустенита для реализующихся в стали данного химического состава типов распада аустенита.1. A method for the production of rolled steel from steel, including smelting steel of the required chemical composition, rolling it with fixing technological parameters and determining the structural state of the resulting rolled products depending on the implemented technological parameters, while the temperatures of the rolled steel layers and the mass fractions of austenite decomposition products in the layers are determined by calculation , proceeding from the measured temperature of the rolled surface before the start of cooling, its thickness and the realized mode of heat removal from the rolled surface, using the finite difference method to solve the problem of thermal conductivity for a medium with internal heat sources with a virtual division of the rolled thickness into layers, while heat sources are taken as layers of rolled products, in which, according to the calculation, austenite decomposition occurs according to at least one of the types: ferrite (Ф), ferrite-pearlite (Ф + П), pearlite (P), bainitic (B), martensitic (M), the type of decomposition is determined based on the temperature oya and / or the rate of cooling, and / or the specific power of heat removal from the layer, the increase in the mass fraction of the decomposition products of austenite (∂М / ∂τ) is determined based on the temperature and / or the rate of cooling, and / or the specific power of heat removal from the layer, the amount of heat release is calculated according to the equation ∂Q = ∂М × Q _pi , where ∂Q is the heat released as a result of the decomposition of austenite by any type, kJ, Q _pi is the specific heat effect of decomposition of austenite by the i-th type, kJ / kg , at the same time, before the start of rolling on steel samples of identical chemical composition, the specific heat effects and equations of the kinetics of austenite decomposition for the types of austenite decomposition realized in steel of a given chemical composition are experimentally determined for the calculation. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диапазоны температур и скоростей охлаждения, соответствующие различным типам распада аустенита, определяют экспериментально путем варьирования скоростей охлаждения образцов стали идентичного химического состава.2. A method according to claim 1, characterized in that the ranges of temperatures and cooling rates corresponding to different types of austenite decomposition are determined experimentally by varying the cooling rates of steel samples of identical chemical composition. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при определении кинетики распада аустенита используют уравнение ∂М/∂τ=k⋅M_A⋅(W/Т), где ∂М - прирост массовой доли продуктов распада аустенита; ∂τ - время, с, k - эмпирический коэффициент, зависящий от типа распада аустенита и химического состава стали, с⋅кг, M_A - массовая доля аустенита, W - удельная мощность отвода тепла от слоя, кВт/кг, Т - температура, °С.3. The method according to p. 1, characterized in that when determining the kinetics of decomposition of austenite use the equation ∂M / ∂τ = k⋅M _A ⋅ (W / T), where ∂M is the increase in the mass fraction of the decomposition products of austenite; ∂τ - time, s, k - empirical coefficient, depending on the type of decomposition of austenite and chemical composition of steel, s ,kg, M _A - mass fraction of austenite, W - specific power of heat removal from the layer, kW / kg, Т - temperature, ° C.