熱軋帶鋼層流冷卻策略研究及其應(yīng)用.pdf

1、本文以攀枝花新鋼釩股份公司1450mm熱軋板廠三期改造和四川川威950mm熱連軋中寬帶層流冷卻項目為背景，以帶鋼層流冷卻策略為研究對象，從帶鋼溫度控制、冷卻速度控制和力學性能均勻性控制出發(fā)，建立了現(xiàn)場使用的層流冷卻策略。自投產(chǎn)以來，層流冷卻系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，卷取溫度控制精度高；具有多種冷卻形式，能夠按照給定的冷卻速度進行控制；能夠?qū)т擃^部和尾部進行U型冷卻控制，改善鋼卷整體力學性能的均勻性。本文的主要研究內(nèi)容如下： (1)為

2、層流冷卻系統(tǒng)建立了一種新的速度補償策略。在實際的冷卻控制過程中，控制模型不但可以根據(jù)精軋出口實測的帶鋼分段終軋溫度、速度、厚度進行修正設(shè)定計算，還能夠?qū)σ烟幱诶鋮s區(qū)的帶鋼段考慮速度波動對冷卻的影響，進行精細速度補償。在線控制過程中，既涉及到每一帶鋼分段(樣本)水閥組態(tài)計算，又需要對單個樣本進行多次再設(shè)定，每一時刻層冷區(qū)水閥的實時組態(tài)是多個樣本組態(tài)的編集結(jié)果。這種速度補償策略豐富了層流冷卻過程的前饋控制，減輕了反饋負荷，解決了精軋機組帶有

3、加減速的熱帶軋制過程，提高卷取溫度控制精度的一個關(guān)鍵問題。 (2)開發(fā)了冷卻路徑控制技術(shù)并在現(xiàn)場得到應(yīng)用，不僅可對卷取溫度進行單目標控制，還可以對卷取溫度、中間目標溫度和根據(jù)CCT曲線制定的冷卻速度進行多目標控制，豐富了層流冷卻控制模式。新的卷取溫度控制模型不但可以進行前段主冷(集管沿著軋制線方向依次開啟)、后段主冷(集管逆著軋制線方向依次開啟)、以集管組為單位的稀疏冷卻控制，還可以按照給定的中間目標溫度和冷卻速度進行冷卻路徑控

4、制，為鋼種開發(fā)、冷卻工藝優(yōu)化提供了強有力的技術(shù)手段。 (3)分析了終軋溫度、精軋出口速度、帶鋼厚度、秒流量和集管開啟順序等因素對帶鋼冷卻速率的影響，通過對單根層流冷卻集管冷卻能力的計算，得到了各個鋼種規(guī)格的帶鋼在冷卻區(qū)的最大冷卻速度，同時也獲得集管開啟順序與冷卻區(qū)冷卻速度之間的關(guān)系，為進行冷卻速度控制和冷卻路徑控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)。 (4)基于虛擬儀表的思想和軟測量技術(shù)開發(fā)了虛擬測溫儀，利用實測輔助變量和在線學習糾偏

5、相結(jié)合的方法提高溫度的軟測量精度。這種虛擬測溫儀能夠?qū)恿骼鋮s區(qū)域中特定位置的帶鋼溫度實施在線軟測量。既可以對輸出輥道上沒有中間測溫儀的軋后冷卻提供中間溫度控制的軟測量信息，也可以為帶有中間測溫儀的層流冷卻控制系統(tǒng)進行異常數(shù)據(jù)的輔助處理。 (5)通過分析熱軋鋼卷整體性能不均的原因，明確了對于深沖鋼、管線鋼等質(zhì)量要求嚴格的鋼種實施帶鋼全長卷取溫度均勻性控制并不是最佳的辦法。通過分析帶鋼卷取過程和卸卷冷卻過程溫度場，制定了使整卷帶鋼

6、力學性能均勻的U型冷卻工藝，即對帶鋼頭部和尾部的一定長度在實際卷取過程中要求卷取溫度高于帶鋼中部。 (6)成功地完成了攀鋼熱軋板廠層流冷卻三期改造和川威新建的中寬帶鋼廠軋后冷卻項目，建立了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的成套帶鋼控制冷卻系統(tǒng)的模型和軟件，實現(xiàn)了帶鋼層流冷卻過程的自動溫度控制、冷卻速度控制、冷卻路徑控制和帶鋼全長力學性能均勻性控制。自投入在線應(yīng)用以來，程序控制穩(wěn)定，設(shè)備運行良好，產(chǎn)品的各項性能指標均達到或超過規(guī)定的指標，具有