[发明专利]一种压力喷射冷却过程中降低钢板头尾过冷段的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于轧钢自动化技术领域，一种钢板长度方向目标温度控制的方法，特别是中厚板轧后冷却头尾温度命中率的控制方法。 

背景技术

冷却过程中的温度均匀性控制是中厚板冷却过程中的重要问题。特别是钢板头部和尾部，一般都存在着头尾过冷的问题。头尾过冷段的存在会造成钢板长度方向的温度不均匀以及性能不均匀，严重影响轧钢生产的成材率。 

分析钢板产生头尾过冷的原因如下： 

1． 钢板在冷却过程中，主要包括内部的热传导过程和钢板表面与外界的对流和辐射换热过程。由于长度方向上的散热量远远小于厚度和宽度方向上的散热量，可忽略长度方向上的热传导，而将传热过程视为沿钢板厚度和宽度方向上的二维传热过程。但是钢板头部和和尾部却存在长度方向的对流和辐射换热过程，因此钢板出轧机后进入冷却时即存在头尾过冷段。

2． 根据超快冷设备（ADCOS-PM）形式的特点，钢板头部在进入冷却时，由于大部分喷嘴喷射的方向是顺着钢板的运行方向，加上钢板头尾部分的排水效果好于其他位置（在钢板冷却过程中，钢板表面存在大量的冷却水，严重影响钢板的换热效果），所以头尾部分的冷却效果强于其他位置的冷却效果，造成钢板头尾过冷。 

3． 下喷嘴的冷却水喷射高于辊道面许多，一般情况钢板进入冷却前时，下集管水已经打开，因此当钢板头尾部分经过冷却区时，截留了大量的下喷嘴冷却水（喷射高于辊道面的部分），造成钢板头尾部分过冷。 

目前中厚板轧后冷却系统常用的降低头尾过冷段的方法，一般是通过头尾水量遮蔽控制方法实现。根据控制阀组配置不同，分为头尾切水控制和头尾流量控制两种。头尾切水控制可通过调整集管开启时间实现，当钢板头部通过冷却水喷射区间后集管才喷水，同样当尾部到达冷却水喷射区间时便停止集管喷水。头尾切水控制依赖于准确的微跟踪、开闭阀的快速响应等措施配合。头尾流量控制可通过调整钢板头尾通过冷却水喷射区间时的集管流量实现，根据钢板头部低温段的长度和温度设定遮蔽系数（遮蔽长度和遮蔽流量），头尾流量控制依赖于流量调节阀的精确快速响应。同时以上两种控制方式对供水系统的稳定性要求较高，如果轧后冷却系统采用高位水箱（或者高位水塔）供水，供水压力比较稳定，此时若采用快速响应的开闭阀或者流量调节阀，则采用以上两种方式可一定程度上实现头尾遮蔽，但是遮蔽的精度（遮蔽段长度和温度精度）却难以保证。 

目前还未见国内外有相关采用调整头尾经过冷却区的速度进行头尾过冷段控制的方法的报道。 

发明内容

本发明的目的是提供一种压力喷射冷却过程中降低钢板头尾过冷段的控制方法，通过对钢板头尾通过冷却区时的速度调整，提高喷射流的钢板头尾温度命中率。 

本发明的这种压力喷射冷却过程中降低钢板头尾过冷段的控制方法，包括轧线上设置水冷却设备和在轧线上配置对轧线控制的自动化控制系统，冷却区长度为8m，共设9组喷嘴，初始段为强冷区；其特征在于对钢板头尾通过冷却区实行单独的速度控制，以快速通过而缩短钢板头部和尾部的冷却时间；在控制程序中将冷却区划分为若干区，设计的各冷却区钢板通过速度由过程控制系统执行，A区为头部速度遮蔽段，钢板速度由1.4m/s进入冷却区后，开始减速至1.138m/s，B区为过渡区域，起到头部遮蔽段和正常冷却段之间衔接的作用，从1.138m/s减速至0.826m/s，C区为正常冷却段（非头尾速度遮蔽段），D区为尾部速度遮蔽段，从正常冷却的0.879m/s升速至1.23m/s。 

由于压力喷射过程中的水稳时间较长，低于控制响应要求，因此从另一方面采用调整钢板头尾部分冷却时间的方法降低头尾过冷段。 

钢板冷却过程时，进入冷却区前过程控制系统将冷却规程（喷嘴开启模式、喷嘴流量、钢板通过冷却区的辊道速度等）发送至基础自动化控制，基础自动化控制系统在冷却设备上实现冷却规程。在冷却过程中，喷嘴的开启模式即开启的数量和位置以及喷嘴的水量由于受水系统的制约一般不会发生改变，因此降低钢板头尾过冷段冷却温降的方法只有调整冷却时间，即调整钢板头尾通过冷却区时的速度。在中厚板冷却过程中，为了实现钢板全长方向的均匀冷却，一般为初始温度和一个辊道加速度，而本发明在于头尾的单独的速度控制，即头尾段的通过冷却区的速度与钢板其他位置无关。 

附图说明

图1为钢板通过冷却区时的速度曲线； 

图2为未投入头尾遮蔽时的温度分布情况；

图3为投入头尾遮蔽时的温度分布情况；

图4为钢种X70冷却钢板PDI参数。

具体实施方式