热轧带钢机架间冷却设计控制计算模型.ppt

1、2010.3,热轧带钢精轧机架间冷却设定控制模型,龚殿尧 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室 （东北大学）,State Key Lab. of Rolling and Automation ,2010.3,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, 6) 流量与开度的闭环控制。,1 功能概述,2010.3,1.1 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,2010.3,1.2 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

2、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。,2010.3,1.3 FTC控制方式,2010.3,二、控制过程描述,总体流程 触发事件 触发点,&,State Key Lab. of Rolling and Automation ,2010.3,1 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触发控制相结合来达到精轧温度控制的目的。,2010.3,三、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,2010.3,3 FTC主要功能模块,3.1

3、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,2010.3,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,2010.3,3.2 修正设定计算,轧制

4、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； 9) 水压。,2010.3,3.3 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,2010.3,

5、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,2010.3,&,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,2010.3,五、主要数学模型,&,State Key Lab. of Rolling and Automation ,2010.3,5.1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,2010.3,空冷温降模型,带钢黑度； 热辐射常数； 带钢温度； 带钢密度； 带钢比热； 带钢厚度； 空

6、冷时间； 空冷后温度。,2010.3,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。,2010.3,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,2010.3,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,2010.3,6 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.,首钢京唐1580目前正在准备过钢,已完成详细设计审查,2010.3,单卷带钢的机架间冷却曲线,2010.3,轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,谢谢各位专家,2010.3,带钢的热物性系数,ASM. Metals Handbook Ninth Edition,2010.3,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,FTS,Feedback,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,预设定,Feedback,修正设定,边部加热 带钢宽度方向温度均匀性,带钢样本微跟踪,生产率要