热轧带钢层流冷却设定模型的开发与实现

分析了热轧带钢层流冷却的传热过程,基于传热过程给出了冷却控制的空冷和水冷温降计算模型,该模型为线性回归模型,不同于理论的指数温降模型,回归数据取自于现场,更具有实用性,具有模型结构简单、精度高的特点·对层流冷却的设定计算(预设定和修正设定计算)的程序实现方法进行了详细描述,讨论了层流冷却系统中的组别划分,并给出了冷却控制系统的数据流程·本系统的冷却能力强,具有较宽的冷却速率调整范围,运行情况以及使用控制效果良好,能满足现场生产以及新品种开发的要求·     

热轧带钢轧后冷却控制及其自学习方法

热轧带钢轧后冷却过程中卷取温度的控制精度是保证带钢表面质量和板形良好的一个关键因素,因此温度控制精度的核心是冷却过程控制模型的建立,同时新的数学模型应该具有自学习功能以提高控制精度.以此为出发点,建立了具有非线性结构特征的热轧带钢冷却过程控制的数学模型,并对新模型的自学习能力进行了研究,使该模型能够不断地修正其关键参数以提高温度控制精度,从而增强了模型的自适应性.通过对该冷却过程数学模型的现场实际应用,验证了该冷却数学模型的卷取温度控制能够达到较高的精度,为提高带钢产品质量奠定了基础.     

热轧带钢精轧温度的设定策略

为了提高热轧带钢头部终轧温度命中率,以及确定合理的机架间喷水冷却制度,结合带钢热轧过程温度数学模型,开发了精轧区温度模拟计算软件·对多种不同规格产品进行了离线模拟计算,模拟计算结果与实测结果吻合较好,表明模型具有较高的精度·在温度模拟计算的基础上,给出了终轧温度设定策略·对两种截然不同的机架间喷水冷却阀门开启逻辑做了计算分析,结果表明,逆向开启机架间喷水冷却阀门,顺向关闭阀门,能以较少的喷嘴开启数达到终轧温度目标范围,并且可以节约能耗·     

卷取后冷却速度对高强度热轧带钢组织的影响

采用拉伸实验、电镜观察、能谱分析和硬度测试等方法,研究了700MPa级高强度钢热轧钢卷组织性能分布不均的特点,对造成其组织性能不均的原因进行了分析. 结果表明,钢卷纵向力学性能分布不均,分布规律为成卷后钢卷的中部>内部>外部,内部和外部相差不大. 沿钢卷纵向,中部试样和外部试样的金相组织、碳氮化物析出状态均存在着明显差异,这是造成钢卷力学性能不均的主要原因. 卷取后的冷却速度对金相组织、碳氮化物析出状态有着重要影响.     

热轧带钢轧后冷却控制系统优化

为提高热轧带钢超快冷出口温度和卷取温度控制精度,针对超快冷生产调试过程中出现的问题,对轧后冷却控制系统进行了优化.针对超快冷出口纵向温度偏差较大的问题,提出超快冷换热系数多点自学习方法;采用有限差分方法,分析带钢超快速冷却后的返红现象,并在此基础上提出一种超快冷出口返红补偿方法;提出了对进入冷却区的带钢样本段进行温度再计算的方法,来消除速度波动对轧后冷却温度控制精度的影响.现场应用结果表明,优化后超快冷出口温度和卷取温度控制精度均明显提高.     

热轧带钢卷取温度控制中的自适应律

通过对一个实际的热轧带钢卷取温度控制系统长时间地观察和采样,归纳出一套适用面广、适应性强的自适应律。首先利用温度计算模型,结合目标与实测值得到自适应律的初值,经自适应计算后再去修正原简化模型进而提高模型计算精度,经过多次改进后,在现场使用效果良好。     

热轧带钢卷取温度过程前置控制

提出了过程前置控制的基本思想,对难于用精确数学模型描述的复杂不确定过程控制进行了探索,并将过程前置控制用于热轧带钢卷取温度控制的精确预测。     

热轧带钢层流冷却温度优化控制策略研究

在热轧带钢生产过程中,卷取温度是影响成品带钢性能的重要参数之一,其精度的高低对带钢质量至关重要.为保证产品具有良好的性能,采用层流冷却装置对热轧后的板带进行冷却控制,喷水系统的设定是层流冷却过程控制的关键.在冷却过程中带钢的温度不能在线连续检测,其过程具有强非线性和时变性,而且在冷却过程中存在相变,因此难以建立精确的数学模型去描述这一冷却过程.随着带钢厚度,精轧出口温度和轧制速度的变化,单独的前馈/反馈控制很难满足高精度的温度控制需要.在本文的研究中,一系列层流冷却控制策略被采用,包括前馈/反馈控制,自适应算法,以及控制带钢整体温度的均匀性策略.实践应用表明这些控制策略得到很好的检验,能有效地提高卷取温度的控制精度和均匀性.     

利用神经网络提高热轧带钢卷取温度的控制精度

针对热轧带钢层流冷却过程的复杂性,以国内某热轧厂层流冷却系统为例,分析了层流冷却系统的组成以及相应的空冷和水冷数学模型.采用神经网络与数学模型相结合的方法,对带钢实测卷取温度与目标值的偏差进行了预报,证明利用神经网络能较好预测卷取温度的偏差值,进而对数学模型中的参数进行调整,实现高精度的卷取温度控制.结果表明,卷取温度比传统数学模型控制的标准差降低了21.94%.     

带钢卷取温度高精度预报模型的研究与开发

针对传统卷取温度模型的固有缺陷，为了提高卷取温度的控制精度，提出一种将人工神经网络和数学模型相结合的新方法，用于热轧带钢卷取温度的预报。离线仿真表明，采用本文所述的方法，能够较准确地预报带钢的卷取温度。     

变速轧制下超快冷系统工艺温度在线实时修正策略

结合某现场超快速冷却系统,具体分析了带钢运行速度变化对轧后冷却过程换热系数与冷却时间的影响规律.根据速度运行机制,开发了速度在线修正计算策略,实现了轧后冷却区带钢速度计算值与实际值的吻合;并在此基础上开发的工艺温度在线循环计算策略,消除了速度波动对温度控制的影响,提高了温度控制精度.将该温度在线实时修正策略应用于现场,实现了超快冷出口温度与卷取温度的精确控制,工艺温度命中率在96%以上,有效消除速度对温度波动的影响,完全满足新产品、新工艺的工业化试制及大批量生产.     

带钢控冷过程温度计算二次曲线方法分析与应用

考虑带钢导热系数是温度的线性函数,由厚度方向一维导热方程,推导出能够表征二次曲线凸凹形式的厚向温度分布方程,得出导热系数随温度的变化增减趋势的不同,决定了温度分布二次曲线凸凹形式不同的结论.针对不同的温度分布形式,推出相应的平均温度与表面温度间的转换关系.该关系解决了热带钢轧后控冷过程中,较厚规格产品利用传统的二次曲线近似拟合厚度方向实际温度曲线时,选取凸凹形式不同的二次曲线导致平均温度的计算结果不同的问题.并将此关系应用于现场实际,提高了在线卷取温度控制模型的设定精度.     

热轧带钢X80超快冷出口温度高精度控制方法

针对X80管线钢超快冷生产过程,基于传热学基本理论,建立了超快冷温度控制模型.通过对带钢超快冷过程温度场模拟,开发了X80管线钢超快冷控制策略,得出超快冷以均匀模式开启初始组态并采用正向增开策略有利于超快冷精度的提高及带钢芯表温差的减小.针对工艺条件波动对控制精度的影响,开发了超快冷自适应系统,实现了带钢超快冷出口温度实时及卷间修正.现场应用取得良好效果,为控冷工艺的实施提供支撑.     

钢筋轧后控制冷却的数学模型

通过对热轧棒材进行在线热处理既可以提高强度，又可以降低成本，是近年来发展较快的一项新工艺，通常被称为热芯回火工艺，也称为穿水冷却工艺。介绍了穿水冷却控制过程，并对这一控制过程的核心问题冷却数学模型进行了探讨。根据螺纹钢筋轧后冷却过程中的热交换特点，从理论上进行分析与推导，并利用数学方法进行简化，得到结构简单实用的两个数学模型：始冷温度预报模型和冷却水量模型。该模型对现场环境变化适应性强，有自学习能力实用于现场控制。     

热轧板带钢的超快速冷却控制系统

对热轧板带钢超快速冷却设备作了简要介绍.通过带钢轧制过程参数耦合控制及冷却水精度设定,使冷却水流量快速调节实现目标值±0.5m3/h的偏差.根据热轧生产工艺制度要求,对超快速冷却过程建立温度计算数学模型.通过控制系统功能间的最优化设计,采取合理的冷却策略,使中间温度及卷取温度控制精度达到目标值±15℃范围之内,使热轧板带钢超快速冷却工艺逐步稳定合理.系统投入使用后,具有高稳定性、高可靠性、高温度命中率,显著提高了带钢产品的质量和性能.