北台1780mm热连轧终轧温度过程控制模型研究

《北台1780mm热连轧终轧温度过程控制模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北台1780mm热连轧终轧温度过程控制模型研究【摘要】针对北台1780mm热连轧精轧温度控制系统，分析研究了现有精轧机组模型设定计算温度的控制过程，给出了相关温度计算的数学模型，提出了基于现场实际情况优化温度控制的策略，提高了精轧出口目标温度控制精度，改善了换钢种、换厚度规格温度控制的效果。【关键词】热轧带钢模型终轧温度设定计算自学习0.前言带钢温度是热连轧生产过程中几个最重要的工艺参数之一，由于温度将直接影响到热连轧各机架轧制力，因此精确预报精轧机组各机架的轧制温度是保证厚度、板形及宽度数学模型命中率的关键[1]。带钢全长上温度分布的均匀性将直接影响到产品的厚度、板形和宽度的均匀性，控制

2、温度使其在带钢全长上的均匀，可确保带钢全长的质量控制，同时可改善AGC，ASC，AWC的控制效果。1.热轧带钢温度控制的数学模型数学模型是实现生产过程计算机控制的基础。热轧带钢的数学模型按照机理性模型和经验统计模型，根据现场实际温升、温降情况定义，主要包括带钢在中间辊道以及精轧穿带过程中的辐射温降、精轧入口的除鳞温降、带钢与轧辊的接触温降、带钢轧制变形温升以及摩擦温升，即三种温降、两种温升方式[2]。北台1780mm热轧生产线模型是从美国IPSS公司引进的，其温升、温降的主要数学模型如下：1.1辐射温降数学模型式（1）中：Tr--带钢在空气中的辐射温降；Kr--带钢表面辐射温降模型系数；K

3、e--带钢辐射系数；Sb--Stefan-Bolzmann辐射常数5.67*10-14；H--带钢厚度；W--带钢宽度；T--带钢温度；Ta--环境温度；Cp--带钢比热系数；D--带钢密度；dTim--带钢辐射温降时间。1.2喷水温降数学模型式（2）中：Ts--带钢喷水温降；Ks--带钢喷水温降系数；Fs--机架间喷水流量；Ps--喷水压力；Te--带钢未经喷水前的温度；Tw--水温；Cp--带钢比热系数；H--喷水时的带钢厚度；53D--带钢密度；V--工作辊线速度。1.3轧辊接触温降数学模型式（3）中：Tc--带钢与轧辊接触温降；Kc--带钢接触温降系数；Te--轧辊咬钢时的带钢温度

4、；Tr--工作辊温度；Havg--机架入口、出口的带钢平均厚度；Th--带钢导热系数；L--接触弧长；PI--∏；Cp--带钢比热系数；D--带钢密度；V--工作辊线速度。1.4带钢轧制变形温升数学模型式（4）中：Td--带钢轧制变形温升；Kd--带钢变形温升系数；P--带钢轧制功率；L--接触弧长；V—工作辊线速度；Cp--带钢比热系数；D--带钢密度；Havg--机架入口、出口的带钢平均厚度；W--带钢宽度。1.5带钢轧制摩擦温升数学模型式（5）中：Tf—带钢轧制摩擦温升；Kf--摩擦温升系数；F--轧制力；Cp--带钢比热系数；D--带钢密度；Havg--机架入口、出口的带钢平均厚度

5、；W--带钢宽度。带钢经过每个机架出口温度变化值（Tout）都按照以上5个温降温升模型进行温降计算，即：根据精轧入口温度逐个计算各机架入口、出口的带钢温度变化值，最终获得精轧出口温度值。532.终轧温度控制相关设备简介北台1780mm热连轧生产线设有一系列测温点，包括钢坯出炉温度、粗轧区内及粗轧出口处温度，精轧入口及精轧出口处温度等。这些测量点所能测到的仅是轧件表面温度，由于表面氧化铁皮影响或除鳞后表面温度过低以及轧件厚度过大，内部温度不均等原因无法测量到轧件的实际温度（平均温度）。表1北台1780mm热连轧生产线终轧温度控制相关设备设备位置高温计高压除鳞水带钢冷却水上、下喷嘴轧辊冷却水机

6、架F1前2个，取高值3组×F1√F1-F2之间×预留1组√F2√F2-F3之间×预留1组√F3√F3-F4之间××√F4√F4-F5之间××√F5√F5-F6之间××√F6√F6-F7之间××√F7√机架F7后2个，取高值×××备注精轧入口区（F1）前有热卷箱目前条件较好的测量点为粗轧区出口及精轧出口处，这两个点由于轧件刚从轧机轧出，表面状态好，所测温度能较好地反映带钢表面温度。精轧入口区域的温度测量点虽然会受到带钢表面氧化铁皮的影响，但由于精轧入口区域的温度测量点距离精轧机组较近，粗轧出口到达精轧入口区域时带钢表面生成的氧化铁皮对温度测量值的影响也较为稳定，根据其测得的带钢表面温度通过相

7、应的计算也可得到带钢实际的平均温度。根据现场实际情况可选择粗轧区出口或精轧区入口的实测温度作为计算精轧各机架入、出口以及精轧出口处温度的依据。模型采用精轧出口高温计的实测温度进行设定计算自学习，纠正模型设定计算误差，提高模型控制精度。3.终轧温度控制终轧温度控制精度包括带钢头部温度的命中率以及带钢全长温度的均匀性，精轧机组温度设定的目的是把带钢的头部温度控制在所要求的范围内；基础自动化级以带钢头部终轧实测温度或目标温度为