[发明专利]一种层流冷却的自学习方法及装置

说明书

本发明涉及一种层流冷却的自学习方法及装置，属于热轧带钢生产领域。该装置包括层流冷却区高温计I、层流冷却区高温计II、基础自动化系统和层流冷却控制系统；层流冷却区高温计I位于层流冷却区下游出口处，层流冷却区高温计II位于层流冷却区下游出口处至卷取机之间；在两个高温计之间构建一个空冷区域，基础自动化系统将采集到的层流冷却区高温计I和层流冷却区高温计II的实测值上传到层流冷却控制系统，通过数值计算求解等效的辐射散热系数，并用于层流冷却区的空冷散热量的计算。本发明仅需要在传统热轧生产线上增加一处测温点，对带钢生产过程中的空冷散热能力进行实时准确求解，用于提升层流冷却模型在后续计算时的预报精度。

技术领域

本发明属于热轧带钢生产领域，涉及一种层流冷却的自学习方法及装置。

背景技术

在热轧带钢生产过程中，层流冷却控制系统的控制精度直接影响着成品带钢的产品性能。在精轧机出口到卷取机之间的输出辊道上，通常设置若干个冷却段，每个冷却段由设置在辊道上下两侧的若干喷水集管构成。从精轧机轧出的带钢在经过输出辊道时，通过开启一定数量的集管，使带钢长度方向上的各点在运行至卷取入口高温计时，达到目标的卷取温度。集管的开启数量由层流冷却模型计算确定。

为了掌握带钢在层流冷却区入口和出口的实际温度，通常在层流冷却区入口和出口设置有高温计，一些生产线还会在层流冷却区中间位置另外设置高温计，用于检测带钢在冷却区中间位置的实际温度。冷却区入口的实测温度还作为层流冷却模型的输入数据，用于层流冷却模型的设定计算。

带钢在输出辊道上的冷却过程可分为两类：水冷温降和空冷温降。同时还包含有带钢和层冷辊道之间的传导散热，但由于难以准确计算，通常将其等效至水冷温降和空冷温降之中。水冷温降主要由带钢与冷却水之间的换热引起，其换热能力的大小由传热系数表示。空冷温降主要由辐射散热和对流散热引起，由辐射散热系数表示。

层流冷却模型具备自学习功能，通过收集带钢上的样本点在两个高温计之间的冷却历程和实测温度，通过一定的自学习逻辑，对设定计算时使用的水冷换热参数进行修正，用于提高后续计算的预报精度。基于已知条件，在两个高温计之间仅能构建一个非线性方程，难以同时求解水冷换热系数和辐射散热系数，因此在解方程时，辐射散热系数设置为固定值，仅对水冷换热系数进行求解。

在模型调试中，辐射散热系数通常采用空冷实验的方法进行分析确定，随后各钢种在生产中即采用此实验分析值。通过对生产数据的分析来看，采用实验分析值并不够精确，带来较大的误差。

采用空冷实验分析辐射散热系数的方法，将影响实验带钢的产品性能，成本高；对生产的各个钢种都进行空冷实验分析辐射散热系数，成本高，不具有可操作性；空冷实验分析出的辐射散热系数具备时效性，随着外部环境的改变，辐射散热系数将发生改变，从而影响模型预测精度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种层流冷却的自学习方法及装置，仅需要在传统热轧生产线上增加一处测温点，对带钢生产过程中的空冷散热能力进行实时准确求解，用于提升层流冷却模型在后续计算时的预报精度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种层流冷却的自学习装置，该装置包括层流冷却区高温计I、层流冷却区高温计II、基础自动化系统和层流冷却控制系统；

所述层流冷却区高温计I位于层流冷却区下游出口处，层流冷却区高温计II位于层流冷却区下游出口处至卷取机之间；在两个高温计之间构建一个空冷区域，基础自动化系统将采集到的层流冷却区高温计I和层流冷却区高温计II的实测值上传到层流冷却控制系统，通过数值计算求解等效的辐射散热系数，并用于层流冷却区的空冷散热量的计算。

进一步，所述层流冷却区高温计I与卷取机之间还包括若干个高温计。

一种层流冷却的自学习方法，该方法包括以下步骤：