段生火1210121083550连轧机热轧带钢温度优化设计 - 1

1、学 号: 1210121083 毕 业 论 文（设 计） 课 题 550连轧机热轧带钢温度控系统 的优化设计 学生姓名 段生火 院 别 机械工程学院 专业班级 2012级材料成型及控制工程2班 指导教师 郭蓓蓓 二 一 六 年 六 月目 录摘 要.IAbstract.II第1章 绪论.11.1 550连轧机热轧带钢生产线简介.11.2 热轧带钢需要控制的温度及意义.11.3本课题研究内容.2第2章 热轧带钢生产工艺.32.1热轧带钢近几年的发展.32.2热轧带钢轧机工艺.3第3章 具体的温度优化的方法.53.1加热炉的温度优化控制.53.1.1加热炉的温度优化的意义.53.1.2加热炉的温度优

2、化设计.53.2终轧温度的控制.53.2.1终轧温度优化的意义及传统的方法.63.2.2终轧温度的控制优化.63.3冷却均匀性的控制.63.3.1带钢纵向温度均匀性.73.3.2微加、减速度来减少带钢温度梯度.73.3.3宽度方向均匀性分析.83.4卷取温度的控制.93.4.1控制卷曲温度的意义.93.4.2卷曲温度的优化设计.93.5 前馈反馈控制方法.103.6轧件的具体跟踪.103.7温度返红.113.8控制的精度分析.13总 结.14参考文献.15致 谢.16 插图清单图1-1 550mm热连轧机组生产流程图.1图2-1 热轧带钢轧机工艺流程图.3图2-2 热轧工艺流程图.4图3-1带

3、钢的物理分段控制示意图.10图3-2 层流冷却前馈控制系统结构图.13图3-3 与PY302测温仪器距离.14图3-4 沿带钢长度方向测量.15图3-5 实测卷曲温度与目标卷曲温度偏差.16 550连轧机热轧带钢温度控制系统的优化设计 摘 要 自从中国改革开放以来，钢铁轧制技术一直在不停的进步。通过不断的学习，引进外国先进技术，再加上一些自主创新，中国在不知不觉中也位列于轧制技术发达之列了。尽管如此，一些核心技术还是掌握在一些欧美发达国家手里，因此开发热带过程控制技术显得尤为重要，尤其是温度这一块的控制。这对于热轧带钢的发展显得特别的有意义。同时对于国家而言竞争力的提高就是产品质量的提高，那么

4、产品性能的优越更是质量范畴的重中之重。所以，对于我们而言，如何才能对产品的各方面性能进行优化设计控制，是我们值得重点去探索的话题，产品性能的控制方法有很多，在这里的话我们从温度这一块去探讨该如何通过控制温度来控制金属的性能，温度的控制对于钢的性能各方面有着至关重要的作用，要想能够控制产品的组织与性能，所以我们必须严格控制生产过程中的温度，对于传统的热轧带钢生产过程主要包括扎前的准备，加热，粗轧，精轧，冷却以及卷曲等工序。本文我们就以550连轧机热轧带钢为例，对带钢的生产过程中温度控制进行优化。关键词：热轧；终轧温度；冷却；优化 Abstract Since China's reform

5、 and opening up,Iron and steel rolling technology has been constantly progress。Through continuous learning, the introduction of foreign advanced technology, coupled with some independent innovation, Chinese imperceptibly also position in advanced country,in spite of this,some core technology is stil

6、l in the hands of some developed countries in Europe and America,So it is very important to develop the control technology of the tropical process,especially the control of the temperature.This is particularly meaningful for the development of hot rolled strip.At the same time,the improvement of the

7、 competitiveness of the country is the improvement of the quality of products,Then the superior product performance is the most important quality category.So,for us,how to optimize the performance of all aspects of the product design and control,it is worthy of our focus to explore the topic,the pro

8、duct performance of the control method has a lot of,Here we go from the temperature to discuss how to control the properties of the metal by controlling the temperature,The control of temperature has an important effect on the properties of steel.To be able to control the organization and performanc

9、e of the product,so we must strictly control the production process of the temperature.The traditional hot strip rolling production process including rolling preparation,heating,rolling and cooling and rough rolling.In this paper, we take 550 hot strip mill just as an example, the production process

10、 of the strip temperature control optimization。Keywords:：Hot rolling；finishing temperature；burial；optimization I铜陵学院毕业论文（设计） 第1章 绪论1.1 550连轧机热轧带钢生产线简介 550热轧带钢连轧机在2011年年初的时候就已经开始投产的，对于机组采用的是半连续式的布置，针对于粗轧机而言，我们采用的是三辊可逆轧机。为了能够对来料进行一个连续的轧制，在精轧区间有二立辊和八平辊相结合。对来料进行一个持续的轧制，先是带钢经过精轧机组末机架，接着带钢会经过三岔区、然后是平板链，最后

11、一步才会进入到立式卷取机进行相应的卷取操作。在现代精轧的过程中，前面的四机架为短应力轧机，后面四机架为相应的四辊轧机，同时配置了相应的液压 AGC技术，目的是为了获取高厚度高精度的优质窄带钢。 在热轧厂钢坯原料的主要规格有两种： 150*150*6000; 165*280*6000。 产品的系列可分为145，183，232三种。首先板坯经过称重以后进入到加热炉进行加热，根据生产品种以及工艺的差别，使得板坯加热温度在11001270之间， 板坯加热完了以后，接下来会通过出炉辊道被送到三辊粗轧机从而进行相应的轧制。 对于板坯，先在三辊粗轧机上被轧制成相应的5-7道，把板坯轧制成为25 m m 左右

12、的厚度的中间坯， 紧接着我们将会使用相应的升降台把轧件从下的轧制线运到相应的上轧制线上面。只有能够通过三辊粗轧机轧制后出来的合格中间坯，才会由中间辊道然后进入到相应的精轧区。同时为了控制宽带，在精轧区我们设置两架立辊（其中包含强力立辊1台）。这当中精轧机组设置包含了7个活套，统一都是电动自动化的。如此反复，中间坯变成成品要经过8道次的连续的轧制。 就目前的生产线而言，我们对精轧机配有功能齐全的液压厚度自动控制系统（AG C）。这对于控制代钢的精度要求起着非常重要的作用。当带钢从精轧机轧出后会先经过送料辊、然后是夹送辊、接着是扭转导槽，接着会通过相应的平板运输链等一项项生产设备来一步步的进入到立

13、式卷取机进行相应最后的卷取。如下图图1-1，显示的是整个生产的流水线。 图1-1 550mm热连轧机组生产工艺流程图1.2热轧带钢需要控制的温度及意义 对于热轧带钢而言，其中最主要的就是如何控制扎后冷却的速度和卷曲的温度，能够准确的估算出各个环节的温度的变化对带钢各方面性能来说非常的重要， 首先对于热轧带钢而言，带钢的终扎温度可以直接决定轧机的负荷大小，还会对产品尺寸的精确度产生很大的影响，因此我们要想提高钢铁的最终质量，就必须能够准确的控制热轧带钢的过程中在不同位置上的温度.为了能够控制板坯的出炉温度，我们得学会控制这个过程中加热炉的温度，还有终轧温度和卷取温度。很多时候对于终轧温度能否很好

14、的控制，主要还是会受到板坯温度的高低以及均匀程度的直接影响。在另外一方面，终轧温度还会直接影响到轧制过程的顺利进行。对于钢板组织和性能，对它影响最大的因素之一便是温度，要想能够控制带钢的组织和性能，我们就必须首先在生产中学会如何去控制温度。尤其是对于窄带钢，由于本身尺寸较小，在轧制的过程中温降肯定会更快，并且相对而言头尾的温差也会更大一些。在这两年社会发展的过程中，带钢性能以及厚度各方面的要求都不合格的问题越来越突出。这其中很大的程度上是由于轧制温度的不合理以及头尾温度不均匀所造成的。综上所述，在轧制过程中的学会控制温度就真的是非常非常的重要。 对连轧机热轧带钢的温度控制其实最主要是对精轧机组

15、温度的控制，在这过程中我们不仅仅要求带钢头部满足相应所需要的温度。我们要保证的是整条带钢的温度是均匀的，所以至少要保证整条带钢全长终轧温度的均匀性。首先对于带钢头部而言，我们会通过设定精轧出后的速度来保证终轧温度，而对于整条带钢而言，要想控制温度的均匀性，必须依靠准确的控制机组的加速度和机架间的喷水量。就现在的水准而言，我们大致上可以保持整带温度的均匀，终轧温度也相应的能够控制在上下10 -15左右。在终轧的温度确定的时候，我们就相当于是去控制整个的冷却速度。很多的时候伴随着带钢轧制速度的提高，对于轧后冷却的能力我们也必须相应的去加强，特别是当带钢厚度较厚时，在这个时候冷却速度经常会达不到我们

16、实际的生产要求，如果在这个时候我们不去采取任何强化冷却的措施，冷却能力将会在很大程度上限制轧制速度的提高，除此之外，我们不仅很严格的去要求带钢的冷却速度，在实际生产中很多时候也要根据实际情况来变化，因为不仅仅是依板的厚度、钢种以及板宽的不同会相应的影响到冷却速度，甚至是同一卷带钢，只要在轧制速度发生相应的变化，它所需要的冷却速度也肯定不同。因此对于冷却系统设计而言，首先我们应该具备能够去适应多种冷却速度的，灵活的层流冷却方法，另外再加上相应的计算机控制技术，这样的话我们将尽量去达到这个目的。1.3本课题研究内容 本课题以550连轧机为例，研究热轧带钢温度的优化设计，从加热炉到精扎，到层流冷却，

17、到最后的卷曲，我们采用各种方法来优化温度的控制，一方面能够节约相应的能源，更重要的是能够更好的达到目标钢铁的相应属性，能符合当代社会的需要。 第2章 热轧带钢生产工艺2.1热轧带钢近几年的发展 其实在中国，热轧带钢这一块技术的起步相对比较晚，尽管近几年我国钢铁产业发展非常迅速， 但是在很多重点的技术上，热轧带钢工艺这一块仍然与国外发达国家有很大差距，目前， 国外的窄带钢发展暂时呈现出了一个停滞的局面，因为不管是在产量还有质量均偏低， 关于窄带钢这一块的需求更多的时候我们是采用的是将宽带纵切，但是这样成本会大大偏高. 就我国目前情况而言，大部分的带钢都是从国外进口而来，在供给量这一块仍旧存在着很

18、大的缺口。另外的话带钢带来的利润每年都有在增加，这其中的话就具有着很大的市场潜力，对于将来带钢的生产发展前景将是一片光明，但是我国目前在资源的配置和实际的生产过程中依然存在着很多不合理的地方。正因为如此我们要充分去发挥窄带钢的优势，为了去提高产品的质量，我们会去对产品结构进行相应的调整以及技术的改造。以能够在这个基础上开拓出新的符合生产的应用领域。2.2热轧带钢轧机工艺 在实际的生产中，对于热轧带钢的生产线，很多时候热轧带钢的生产工艺和工艺布置是紧密相联的，下面我们将以550连轧机热轧带钢的生产线为例给大家介绍一下整个热轧带钢的大致生产工艺流程，如下面图2.1所示。 图2-1热轧带钢轧机工艺流

19、程图 对于整个生产工艺流程，我们是先将连铸坯存放于板坯库里面，然后把板坯原料通过装料辊道推送到相对应的推钢式加热炉跟前，紧接着会通过推钢机进入到加热炉，等到加热至实际指定的温度以后再出炉，然后的话板坯会经过高压水除鳞， 接着将由相对应的辊道送往轧机工作辊道会进行第一步的粗轧，等到粗轧结束了以后，紧接着的话会进入到相对应的传输辊道，然后带钢会经过飞剪切头，接着为了能够除磷，带钢会通过相应的除鳞箱，最后转入到精轧阶段。生产过程中精轧机组的前两架为相应的除磷喷嘴装置，目的是为了可以去除二次氧化铁皮。带钢经过精轧后，然后会通过机后的对应的层流冷却系统来进行控制冷却，紧接其后轧件将会进入到卷取机进行最后

20、的卷取，接着再经过一些简单的工序后运到最后的成品库。在这个过程中最典型的生产工艺流程如下图图2-2所示。 图2-2 热轧工艺流程图 第3章 具体的温度优化的方法3.1加热炉的温度优化控制3.1.1加热炉的温度优化的意义 对于加热炉而言，它是整个热轧带钢走的第一步，同时的话它整个生产流程中消耗能源最多的一步。加热炉的目的是能够获得想要的符合要求的钢胚。在这个过程中，对于我们而言要尽量去减少加热炉的不必要的能量损耗、还有减少钢坯的相应烧损，在实际的生产过程中，工作人员经常会为了能够减小加热炉的控制精度较低对钢坯加热产生的影响，经常的话会人为去相应的提高钢坯的出炉温度以此来保证钢坯表面的温度分布情况

21、，但是这样就会忽略了加热炉的各项能耗指标以及钢坯本身的相应损耗。所以，对我们而言，为了使能源的消耗最少，不仅仅要通过改造加热炉的相关设备以此来提高整个设备的控制水平，更重要的是不断去优化钢坯炉内的相应升温曲线。这对于在达到轧钢生产的总体产量的基础上，既能够提高产品的总体质量、同时的话又能够降低能源的消耗和金属烧损率等有着非常重要的现实意义，这将是我们应该共同努力的目标。3.1.2加热炉的温度优化设计 在我们无法改变加热炉、轧机和其它固定设备的情况下。对于钢坯的种类、规格尺寸、轧制节奏参数都已经确定时，对于炉内的钢坯加热而言，这时肯定是存在且唯一的一条最佳的加热曲线。为了控制变量，我们假设炉内钢

22、坯通过每个炉段的速度是不变的，在这个时候的话被加热的钢坯的温度与时间肯定会满足一个相应的函数关系，此时加热炉的燃料消耗量便决定了相应的温度水平。随着钢坯的重量以及运行速度的变化，炉温也会发生相应的变化。我们可以得到相应的预热段和加热段炉温的分布如式(2.1)和式(2.2).对于其中的预热段，有: 针对加热段，有: G1,G2 一一预热段和各加热段的燃料消耗量; 一一预热段和各加热段的空间位置函数;式(2.1)中的意义如下: (2.3) 上式中的表征了预热段和各加热段的相互影响程度，其中ml量对名义值的正常偏差;m2为各加热段内钢坯质量对名义值的正常偏差;数。为预热段内钢坯质b, bz是相关程度

23、系数， (2.4)参数在很大程度上面考虑到了钢坯炉内运动速度的相应变化对炉温相应的要求，在式中v表示为钢坯的名义推进速度;b表示的是按照钢坯质量计算的推进速度系数。 我们以某一速度、(t)通过加热炉的N块钢坯序列。假设第i块钢坯的厚度S=，初始位置为x, r.，则其在时刻t的位置x, O由式(2.5)确定: 式中，为钢坯在加热炉内的停留时间。 当控制函数给定时，利用(2.1一(2.5)式，就可求得第i块钢坯经过加热炉内各段的温度值 加热段内的钢坯温度: 预热段内的钢坯温度: 由上述可知，求解钢坯在加热炉内的最优加热温度的问题归结为求解下述泛函的极小值: 式中，f (G(t)是反映加热炉燃料消耗

24、量的函数。 对于(2. 8)式的极值问题，我们可以采用变分法来求出。在泛函的极小值已经确定时，相应的计入到钢坯平均温度以及的初始值和最终值。除此此外的话我们还应该引入轧制工艺对钢坯出炉温度和断面温差的相应要求: 按照上述各式，对于给定工况条件下的钢坯加热(入炉钢坯参数一定)，就可以确定钢坯经过炉内各段时的最佳温度。3.2终轧温度的控制3.2.1终轧温度优化的意义及传统的方法 我们在控制带钢温度的整个流程中，最重要的一步就是如何控制终轧温度。对于终轧温度而言，在很多的时候它不仅仅会影响带钢厚度以及轧制力。其实针对于我们传统的恒速轧制带钢而言，热带终轧温度控制技术确实是非常的落后。 这个时候如果说

25、仅仅依靠最基础自动化的计算去控制整个复杂的通条终轧温度确实是不现实的。在这个时候我们为了去缩小带钢的头尾温差，另一方面为了提高生产效率，当带钢的头部穿带过后我们可以适当去对带钢轧制的速度相应的提高。在目前精轧机基本采用加速轧制的情况下，很多时候我们为了能够控制终轧温度，我们会去把设定和反馈相结合。 实际生产过程中的很多时候中间胚温度会降低，我们为了减少带钢在整个精轧区域的温度的降低，将会适当的去提高相应的轧制速度。有的时候我们甚至会去停止加速，比如在中间胚温度下降时，遇到这种情况其实要想保持精轧出口温度的均匀，我们仅仅需要依靠带钢自身的温降。针对于如何控制带钢终轧温度，我们目前的话有两种方法，

26、一是去控制带钢轧制的速度大小，二是和带钢通过调节机架间喷嘴状态，很多时候当方法一无法满足目标轧制温度的精度方面要求，这个时候将会自动转为两种方法相结合。3.2.2终轧温度的控制优化 很多时候在我们实际生产的过程当中，要想能够控制精轧机组温度的稳定，其实要求的不仅仅是带钢头部能够达到实际要求的温度。更重要的是去保持整个带钢的全长终轧温度保持相应的一致，当然也只有这样我们才能保证整条带钢的机械性能以及相应厚度的均匀性，只有这样才能真正符合社会生活中的需要。对于如何保证头部的终轧温度，一般来说我们都会通过正确设定精轧出口的速度，另外一方面我们去依靠正确的控制机组加速度以及机架间的喷水量，以此达到能够

27、保证整带的温度均匀。对于目前轧制技术而言，已经基本能够控制终轧温度精度在10-15上下，在整带温度均匀性上也基本达到。 带坯从粗轧末架出口的温度到精轧出口的温度。这中间包括了两个部分的温降，第一部分是带钢在中间辊道上温度的降低，第二部分是从精轧入-口到精轧出口的温度降低，我们可以通过下式来求出精轧入口的温度，对于精轧的开轧温度 <3-1)式中 6斯抵芬波茨常数，对于绝对黑体 :材料的等价热辐射率，可由实测的及(即之绝对温度）统计反算求得，表面不光洁时取大值; :在该段运输过程中所需的时间; 一钢的比热， 钢的比重， 粗轧出口带坯的厚度(mm)及实测粗轧出口绝对温度 要求终轧温度。在很多的

28、情况下我们为了确定终轧温度与各相关因素的一个定量关系，当然也可采用一些相关的理论公式来计算出假定轧制时金属变形所产生的热量和热传导所损失的热量。结果发现其实两者互相近似的可以去抵消。对于机架间喷水冷却和辐射冷却其实我们可以把它们合并看成一个当量冷却系统，设相应的等价传热系数为凡则由传热的基本公式版带辐射面积为系数包括到中) 得积分后，代入，则得<3-2)式中金属温度及冷却水温度; 带坯头部的精轧入口温度及出口温度推算值; 带坯宽度、单位时间内移送长度及精车L区间带坯头部移送时间; L-一一精轧区间入口测温仪到出口测温仪的总距离，其中入口测温仪至第一架的距离，考虑高压水应乘以系数; 一出末

29、架的带钢厚度及速度由上式即可求反算出为保证终轧温度所需的精轧出口速度(3-3 ) 由此可见，为了能够去调整带钢的终轧温度，我们可以去控制轧机的速度，在轧制的过程中因为带坯头部和尾部肯定是不可能同时进入轧机，而且在生产中粗轧末机架的精轧入口速度一般都会相应的小于出口速度，因此会导致尾部轧制温度会比头部低一些，所以为了减少尾部在轧制前的停留时间，我们经常会采用“加速轧制”的方法。主要是来减少热量方面的损失，从而可以相应的补偿其温降，保持其头部和尾部温度保持的一致性，另一方面速度的升高不仅仅会减少相应的热损失，而且塑性变形热会相应的得到增加。因此升速如果过快的时候也不符合生产的要求，这样会造成带钢的

30、温度过高。所以说对于加速度的大小，我们是根据实验来最终确定的。在正常的情况下我们为了保持终轧温度的恒定，加速度基本保持在0.050.2 m / s2就可以了。在最近几年发展过程中，人们开始渐渐去采用一些新的控制方案，采用一些新的控制方法，比如之前是速度主要控制终轧的温度，现在变成了相应的机架间喷水量。同时的话在另外一方面我们为了提高带钢的一个总体产量，会相应的采用大的加速度。另一方面为了控制整个带钢全长终轧温度的均匀性这一块的话，我们会去改变机架间的喷水量。3.3冷却均匀性的控制3.3.1带钢纵向温度均匀性 在正常的情况下，板带的头部和尾部终轧温度会相应的偏低，而中部温度相应偏高.在很多的时候

31、由于时间这一块肯定会有所延迟，而板带的头部又不能进行相应的反馈控制，而且尾部的反馈能力也确实是非常的弱，这样的话将会导致卷取温度曲线呈现一个两头低中间高的状态.对于同一块板带而言此时的温差确实是太大，如果这样的话将直接对带钢的力学性能和板带的形状造成很大的影响，降低成材率。我们为了能够保证带刚纵向温度的一个整体均匀性，针对这整条带钢的控制，我们采用的是沿着长度的方向按照既定的样本对长度实施一个分段控制的方法，如下图3.1所示. 图3-1带钢的物理分段控制示意图 我们首先对板带从头部到尾部进行相应的物理分段。与此同时的话为了能够用于模型的相关计算和实现冷却的控制，我们将会分别去检测每一段的信号，

32、然后我们会根据目标温度的偏差进行分别的模型计算，这样我们就可以求出喷水模式以及集管的组成方式。 3.3.2微加、减速度来减少带钢温度梯度 实际生产过程中，在板带纵向方向上除了头尾两端以外，正常情况下温度的递减变化如图（a)所示。为了能够保证纵向上温度的均匀性，我们需要逆向来变化控制相应的目标终冷温度，这就是所谓的渐进冷却，同时为了能够去实现纵向温度的均匀一致。很多时候会去相应的调整辊道速度，我们采用如图(b)所示的辊道速度形式. 3.3.3宽度方向均匀性分析 在生产过程中，就针对板带宽度方向这一块而言，在冷却之前的相关温度分布一般是呈略中凸形，对于边部而言的话温度会相对偏低。与此同时冷却水又会

33、从边部流出来，紧接着回落到钢板的两边，这样的话就会增加了板带宽度方向温度的不均匀性。在相应热轧的过程中，由于边部减薄的存在，会相应的导致带钢边部和相应中部的冷却条件有差别。造成带钢两边的强度明显高于中间，而温度却明显低于中间温度。这样的话将会对我们展开后续工序带来非常不良的影响。另外在实际生产中由于边部冷却不均将极易造成板形的缺陷.我们为了保持宽度方向的均匀性，可以去采用边部遮蔽的方法。然后依靠上部集管采用横向不均匀的水量分布来调节相应的横向温度均匀性，比如我们可以利用集管直径变化或者是间距的变化.这个时候会形成一个中凸形的水量分布，用这种方法也可以控制温度的均匀性。3. 4卷取温度的控制3.

34、4.1控制卷曲温度的意义在精轧温度无法改变的时候，如果把卷取温度相应地去提高，就会导致再结晶晶粒变大,抗拉强度和屈服极限相应降低.。我们在实际的热轧带钢的生产过程中，控制好卷取温度确实也是非常的重要。它不仅会影响到材料的相应的延伸性能，还会直接影响到轧件的强度和硬度。在实际的操作过程中我们很多的时候主要是通过控制精轧机后的层流冷却从而来控制热轧带钢的卷取温度。所以说要想控制整条带钢卷取温度的精准度，我们必须控制好相应的冷却系统。在很多的时候针对带钢头部而言，尤其是对于薄规格带钢将会很大程度上影响在输出辊道上运行的整个的一个稳定性。3.4.2卷曲温度的优化设计实际生产中，带钢在正式进入到卷取机之

35、前，因组织等方面有所要求，所以一定要让它能够迅速的冷却到实际所需温度。一般情况下从精轧机到卷取机这之间运输辊道的长度为一百米左右，而就目前的热连轧机出口速度一般为2030 m / s，为了让带钢能够在515 S内可以由850快速冷却至600左右，一定要对带钢进行强制性冷却，所以在运输辊道的7080 m附近我们会设有相应的喷水装置。在实际生产过程中我们经常采用空冷的方式，这个方法在很多时候确实是不符合生产的要求，特别是在一些快节奏的生产过程中将会造成很多的质量问题，比如产品的性能达不到实际的要求，轧后还会再生氧化铁皮等。对此我们相应的去改进了卷曲温度控制硬件和系统。首先我们为了提高控制精度，把粗

36、调区改为精调，对层流冷却装置进行相应的改进，同时为了能够将控制周期进一步缩短(1s)，我们会在原来的控制系统上，会增加 1台计算机专门来 用于层流冷却的相应控制。为了能够控制产品的性能，满足实际生产的需要，这就需要一个班组所有人的共同去努力。3.5 前馈反馈控制方法 我们对于前馈的计算，是通过空冷和水冷预测的模型为基础来进行的相应运算，然后我们再根据卷曲温度的差别，在第一步的时候我们可以算出从精轧的出口到带钢的空冷降温阶段，能得到水冷的冷却量。接着我们以集管组为单位，而且在很大程度上可以令带钢在前一集管组出口的温度就等于其后进入后一集管组的入口的温度，可以通过反复的利用水冷预测的模型进行相对应

37、的计算。具体的结构图如图3-2所示，当发生过冷却的时候，可以从后往前逐个的从集管组中。为了控制单个的集管，我们去减少集管数其最小控制单位，在这个时候最优前馈控制量目标的对应 函数为 m in( T- Tn)。对于这个函数表示的是相应的卷曲温度的计算值 T与目标值Tn的最小差值。同时我们会去为了弥补前馈控制的一些不足，去提高控制的精度，控统的设计中也有反馈的控制。在带钢的某一段出了精轧机组之后，我们根据实际测量的一些速度，厚度，还有温度以此来计算该段的阀门的开启状况。在该段穿过热输出轨道的过程中，为了可以得到其在前馈控制中计算的所需要的冷却，我们需要动态控制阀门的开关，以此来得到其在前馈控制中计

38、算的所需要的冷却。最后在快抵达卷曲高温计的时候，我们可以根据实际落到带钢上面的水来计算出温度的变化，最终模型的确定是通过测量到的卷曲的温度与预报的卷曲的温度的差异来决定的。这就是所谓的模型反馈系统。综上所述，其实控制系统就是一个前馈加反馈，主要以前期的控制为主，因为带钢终轧出口温度、速度以及厚度是对带钢温度影响最大。反馈控制主要是用应用实际测量的卷取温度和目标卷取温度的差异来相应的调整精调区集管的开或关，以此来保证同板的温差处于要求的目标范围内。 图3-2层流冷却前馈控制系统结构图3.6轧件的具体跟踪 在热轧的过程中，我们通过跟踪检测器发出的信号，根据信号的改变，用计算机来判断轧件所在的位置：

39、 其次我们可以完成相对应的设定或是设备的控制，以此来提高产品相对应的控制精确度，特别是启动层流冷却相对应的进程和一些相关数据的管理程序，目的是为了能够及时的去下发集管喷水的组态。其实归根到底，在带钢的整个冷却系统中，位置跟踪其实才是最重要的。我们只有真正达到对带钢进行精确的微跟踪，才可以去按照带钢段所设定的组态进行相应的喷水冷却。只有这样才可以控制精确度，中间关键就是要记住轧件的组态和相应的位置.第一我们可以采用延时下发的方法。同时我们为了确保每一次下发到基础自动化的集管的组态确实是样本的实际组态，我们需要每时每刻去控制样本集管组态的相应计算出来的结果。这中间不要存在误差。另外当在精轧出口带钢

40、的速度发生较大变化的时候，为使下发到基础自动化的组态符合几个样本组态的组合，而不是单纯的一个，此时我们可以采用集管编辑法。以此来达到软件的微跟踪的目的，从而可以消除掉速度这一块的变化带来的影响。3.7温度返红 很多的时候，我们在热轧带钢冷却过程中，会出现所谓的表面返红现象,这是因为在骤冷后表面与中心存在温差导致轧件内部的热量向表面传递。首先我们会对不同规格的轧件在经历不同冷却条件下的返红情况进行各种模拟，然后可以通过分析钢板表面返红的各种情况。最后确定发生返红的边界条件，从而我们可以得到在不同条件下返红引起的温升量和相应的返红时间的相应关系.图3-3表示的是带钢温降的相应模拟曲线.在图中上面为

41、带钢中心温度曲线。下面是相应的带钢表面温度曲线.从图中我们可以看出，当带钢进入到冷却区间时，它的表面温度会下降的非常快，紧接着心部温度也会相应的降低，这样的话就会慢慢加大表面温度和中心温度的温度差。在空冷这一段区间的话，温度将会迅速的回复.在这个过程中表面与心部温差先是由小慢慢变大，紧接着又会由大逐渐变小。在后期的空冷阶段，这时内部热流相对较大，而表面的热流却很小。这个时候带钢会发生快速返温的现象，相应的会造成带钢内外温度基本上趋于一致.从实验还可以看出，当我们在增大厚度和冷却速度时，水冷后的心表温差会相应的得到增加，同时返红温升量也会相应增大，造成返红时间的增长，我们对温度返红的研究在实际生

42、产过程中也有着非常重要的意义。 图3-3 与PY302测温仪器距离 3.8控制的精度分析 如下面图3-4可以看出，我们通过去比较新旧控制系统的不同控制效果，在采用相应的冷却策略后，确实同板的温差有了相应的减少，基本上同板温差控制在上下10右.然后下面的图3-5显示的是实际卷曲温度与目标卷取温度，从图中可以看出，我们基本可以把目标值与实测值的温差控制在15之内，从而在很大程度上提高了控制精确度。 图3-4沿带钢长度方向测量点 图3-5实测卷曲温度与目标卷曲温度偏差/ 总结 大学时光过的真的是非常的快，转眼间大学就要结束了，有时候想想感觉自己好像才刚刚进入大学，没想到就要离开大学了，作为大学最后一项作业毕业设