[发明专利]一种热轧带钢卷取温度的流量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热轧带钢卷取温度的流量控制方法，属于轧钢自动化控制技术领域。

背景技术

卷取温度是影响带钢组织性能的重要工艺参数，也是热轧生产控制中的重要指标。在热轧带钢生产中，卷取温度的控制主要依靠层流冷却集管组的组态进行及时的开闭调节，为了得到合格性能的产品，需要对集管组态的数量及流量进行高精度的控制。一般地，层流冷却设备区的各组总阀是气动的开闭阀，对阀门开度及流量的控制是在调试或检修期间人工调节的，并且将各组阀门流量调节大致相平，层流冷却模型的设定是在各组流量相等的假设条件进行的。

王强在2007年5月公开了1780热轧卷取温度控制系统，从设备情况、系统功能和冷却模型等方面对1780热轧的层流冷却系统进行了介绍。为了使不同钢种、不同规格的带钢都能达到较好的冷却效果，层流冷却系统更加钢种吸热特性、厚度和卷曲温度情况，划分不同的层别。当板坯从加热炉中抽出并到达指定的跟踪区域时，执行相应的计算和设定：初始阀门模式设定、动态阀门模式设定、反馈控制和自学习。史锐、尹威、蔡亮在2012年1月公开了1780热连轧带钢卷取温度控制模型研究，讲述了本钢1780热连轧带钢卷取温度控制改造后层流冷却控制模型的数学公式与实际使用效果。卷取温度控制主要有5个组成部分：设定、卷曲温度前馈控制、卷取温度反馈控制(精调)、终轧温度反馈控制、自学习；卷取温度控制模型采用一些数学模型来计算层冷喷水组态。

现有带钢卷取温度控制技术中，生产换规格首块带钢以及厚规格带钢卷取温度的高精度控制仍是难点，卷取温度曲线也不稳定。公开号为102166582的中国专利申请在2011年8月31日公开了一种提高卷取温度控制精度的方法，该方法中采用沿轧制方向递减设置各组集管水流量以及对应选择不同的冷却策略并配比传热系数，来保障前段主冷能力的情况下提高卷取温度控制精度。在各组集管水流量的给定参数中，简单地给定某一范围值，并且某段集管组流量的范围值是一样的，这样的设定对于生产材质规格较多的企业是不合适的，所以需要确定合理的流量给定，以便更好地提高卷取温度控制精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种热轧带钢卷取温度的流量给定控制方法，解决不同材质规格的带钢需要冷却水量给定的不同，从而因集管开闭容易引起卷取温度指标控制不稳定的问题。轧制计划在从薄到厚的逐渐变化过程中，通过确定各组给定流量以及起始阀及冷却策略的给定，既保证前段大流量快速冷却的能力，又使得后段阀门开闭引起的水量波动较小，从而使得卷取温度指标控制稳定，并且提高卷取温度命中率，改善产品质量性能。

本发明是在已有的热轧带钢卷取温度控制模型基础上，根据某热轧现场设备条件及实际生产及实验数据，回归得到带钢冷却温降与不同起始阀下各集管组流量的对应关系，提供了一种热轧带钢卷取温度的流量控制的方法，包含如下步骤：

步骤1，读取板坯PDI数据、设备参数和卷取温度模型参数，提取当带钢到达精轧入口及出口时高温计的实测值；

其中，板坯PDI数据包括板坯号、钢种、板坯规格、产品目标厚度、终轧目标温度和卷取目标温度；

步骤2，确定该材质规格的起始阀及集管组态流量给定；

通过查询与钢种及成品厚度相关的层别表，确定从集管组的第几组第几根作为起始阀。

第i组集管的给定流量Flow_i的计算公式为：

其中，A₀表示第一组上集管给定流量，设定上下集管流量一致，C₀为集管组流量给定系数因子。

末集管组作为反馈精调段，给定流量为阀门开度的35％。

步骤3，根据各组集管给定流量和卷取温度模型，确定各组集管对流换热系数；

步骤4，根据卷取温度模型计算从精轧出口至卷取入口温降所需总流量；

步骤5，确定冷却温降所需的开阀总数，将集管起始阀及开阀数的设定组态发送给一级基础自动化执行；

步骤6，根据实际卷取温度进行反馈计算，调整精调区集管开闭状态，保证目标卷取温度。

本发明通过对各组集管流量给定控制卷取温度，提高了热轧带钢卷取温度命中率，尤其是换规格首块及厚规格带钢的卷取温度曲线在动态设定时由集管开闭引起的温度波动很小，实现了一种卷取温度流量给定的控制方法，本发明与现有方法相比，有如下积极效果：

(1)在现有设备条件下，该方法提出了可对带钢先快冷后续缓冷的策略，卷取温度曲线平稳，保证了带钢的卷取温度及均匀性，并且提高了产品性能；