热轧带钢机架间冷却设计控制计算模型

1、热轧带钢精轧机架间冷却设定控制模型轧制技术及连轧自动化国家重点实验室State Key Lab. of Rolling and Automation RAL主要内容 1.功能概述 2.控制过程描述 3.主要功能描述 4.设备方案 5.数学模型 6.FTC模型的应用&State Key Lab. of Rolling and Automation 一、 功能概述&以调节水量为主，实现高精度终轧温度控制以调节速度为辅(应对速度设定不合理等特殊情况)不改变原FSU模型，不改变速度曲线，不增加服务器调试周期短，见效快State Key Lab. of Rolling and Automation 有缝

2、接入 无缝运行轧线上关键温度点的控制精度对于轧件的组织性能有重要意义机架间冷却FTC目的和任务热带机架间冷却控制软件包括预设定计算、自适应和修正设定三个部分，分别完成相应任务，与基础自动化级共同完成热带终轧温度控制。目的：通过动态设定机架间冷却水量，保证实现目标温度。任务：1) 穿带阶段的机架间水冷设定；2) 初始温降计算和自适应，调整模型参数；3) 机架间冷却修正设定，控制通带温度；4) 终轧温度的反馈控制：水量-速度(应CTC请求的停止加速功能)；5) 冷却阀的自动开闭;6) 流量与开度的闭环控制。1 功能概述1.1 FTC与其它功能的关系可以使用现有服务器和网络可以使用现有远程柜和网络1

3、.2 设定和控制方法 预设定计算修正设定计算自适应计算1) 预设定计算： 初始阀态计算。2) 修正设定计算：按精轧入口样本温度计算喷嘴组态。3) 自适应计算： 修正文件模型系数。1.3 FTC控制方式运行模式描 述自动方式 修正设定和反馈投入使用，或者二者投入其一。开关阀与水量调节均自动完成。半自动方式由操作工指定机架间冷却水流量。开关阀动作由基础自动化完成。手动方式由操作工指定机架间冷却水流量和开关阀动作。二、控制过程描述总体流程触发事件触发点&State Key Lab. of Rolling and Automation 1 终轧温度过程控制概述精轧温度控制通过主动的过程设定和被动的事件

4、触发控制相结合来达到精轧温度控制的目的。三、主要功能模块预设定计算修正设定反馈计算自适应计算State Key Lab. of Rolling and Automation 测温仪测温仪3 FTC主要功能模块3.1 预设定精轧设定完成后运行，穿带阶段设定冷却水水量不必改变原FSU模型高精度初始水量设定有缝接入 无缝运行TVD曲线精轧过程中，带钢速度会发生几次变化，带钢穿带时，采用较低的速度，以保证穿带正常进行；穿带后，带钢以恒速依次经过各机架；带钢头部到达出口高温计之后，开始进行一般加速，以达到卷取机咬入速度；卷取机咬入之后，保持一段恒速时间，如果出口温度以及带钢长度允许，转入高加速；高加速段

5、结束后，带钢进行一般加速，然后转入高速平台；当带钢尾部离开第一有效机架时，开始尾部减速，并达到抛钢速度。带钢尾部以抛钢速度依次离开各机架。 可选功能3.2 修正设定计算轧制过程中按样本长度触发调节机架间喷嘴状态，使带钢样本温度在当前加速度和速度下达到目标温度。判断轧机条件及其它条件，对带钢FTC的异常情况作出处理。 加速轧制时有喷水和无喷水的终轧温度曲线对比1) 精轧机出口温度计算值。根据 以下数据预测精轧机出口温度：（1）FME测温仪的实测温度；（2）带钢在精轧除鳞箱入口时， 预测的带钢温度。2) 精轧机出口目标温度；3) 预先要求的主喷嘴状态；5) 带钢厚度；6) 带钢材料号；8) 水温；

6、9) 水压。3.3 样本划分和冷却控制单元沿轧制方向划分等长样本将精轧区域划分为冷却控制单元样本的机架间位置微跟踪3.4 反馈控制反馈控制根据精轧出口测温仪实测数据进行下游微调喷嘴水量的实时调节。 测温仪测温仪&State Key Lab. of Rolling and Automation 四、设备方案F2 F3后集管主要用于前馈调节F6后集管用于反馈调节五、主要数学模型&State Key Lab. of Rolling and Automation 5.1带钢纵向温度分布曲线和模型组成变形温升 摩擦温升和接触温降机架间水冷和空冷空冷温降模型带钢黑度；热辐射常数；带钢温度；带钢密度；带钢比

7、热；带钢厚度；空冷时间；空冷后温度。水冷温降模型带钢黑度；水冷换热系数；带钢温度；带钢密度；带钢比热；带钢厚度；水冷时间；水冷温降。变形区温度计算模型变形温升模型摩擦温升模型接触温降模型表面温度和平均温度换算模型导热系数随温度递增凸抛物线形式导热系数随温度递减凹抛物线形式简化的线性公式，只与带钢厚度有关6 机架间冷却模型的应用考核主要针对Q235B、Q345B、X60及以下牌号钢的不同厚度规格(小于3.0至10.0mm)进行，每个厚度规格随机选取50卷钢进行数据统计，温度偏差在25之内合格率大于97.96%，大于目标合格率(95%)。考核结果数据见表1.厚度规格3.0mm3.55.0mm5.07.0mm7.010.0mm合格率%99.3399.7597.9698.39首钢京唐1580目前正在准备过钢已完成详细设计审查单卷带钢的机架间冷却曲线轧制技术及连轧自动化国家重点实验室谢谢各位专家带钢的热物性系数ASM. Metals Handbook Ninth Edition 控制终轧温度的手段恒速轧制头尾互换 带钢长度方向温度均匀性 FTSFeedback穿带速度冷却初态加速轧制加速轧制 带钢长度方向温度均匀性 预设