[發明專利]一種用于熱軋層流冷卻的動態段冷卻控制方法

有效

• 申請號: 201210560288.9
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103878185A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 朱健勤;榮鴻偉;王東升;高志玲
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明涉及冶金熱軋控制領域，具體地，本發明涉及熱軋過程中的層流冷卻溫度控制方法，更具體地，涉及層流冷卻的控制功能的正確執行，或者說確定噴水閥門的個數與帶鋼實際速度之間的真實性關系。根據本發明，根據各帶鋼段的段長、速度變化及帶鋼的目標冷卻溫度，得到各帶鋼段需要的溫降，然后通過包括空冷模型、水冷模型等在內的冷卻模型，計算得到各帶鋼段需要的冷卻水量及各帶鋼段所需開啟的噴水閥門數，進行預冷卻、主冷卻及精冷卻對層流冷卻閥門進行控制。

背景技術

在冶金熱軋領域，熱軋層流冷卻控制的主要任務是調節冷卻噴水閥門，從而將帶鋼從某一終軋溫度冷卻到要求的卷取溫度。

由于卷取溫度對帶鋼的物理性能影響很大，因此，卷取溫度必須控制在目標卷取溫度的公差范圍內。對于一些特殊帶鋼，除了控制卷取溫度外，還需要使用稀疏噴水方式進行冷卻以控制其冷卻速率，因為，如果帶鋼的表面與中心溫差太大，則其晶體的結構會受到影響。

在層流冷卻的控制中，關鍵是確定噴水閥門的個數。然而，由于帶鋼的速度是隨時間變化的，因而帶鋼在噴水閥門下的滯留時間不是常數，其變化規律可以用一個速度運行圖來預測（參見圖2）。只有當帶鋼的實際運行情況和預計算的帶鋼運行圖相吻合時，層流冷卻的控制功能才能被正確地執行，因此帶鋼實際速度的真實性至關重要，如果帶鋼速度的實際值不準確，那么帶鋼層流冷卻的控制精度就會受到很大的影響。

在實際生產過程中，當帶鋼尾部拋鋼以后，實測速度的跟蹤就由精軋F7機架切換到卷取機的夾送輥，然而卷取機夾送輥的跟蹤精度和效果遠不如精軋F7機架，常常造成跟蹤錯位而使帶鋼拋鋼后的設定閥門（噴水閥門）偏少或偏多，引起帶鋼尾部卷取溫度控制的異常。此外，不同規格的帶鋼長度不同，當帶鋼厚度較薄、長度較長時，其軋制速度比較快，部分段的實測速度會因為實際值采集不充分而引起異常，導致噴水閥門設定偏差，冷卻水不對引起溫度異常），導致前饋和反饋控制的超調（超調意為調節過量引起控制的不穩定和振蕩）。

通過對現有層流冷卻溫度控制技術的分析發現，目前情況下，對于實際采集的卷取溫度值，在經過平均值處理以后，均作為層冷前饋或反饋控制的依據，這在帶鋼拋鋼前跟蹤正常和軋制速度不快實際值采集充分時是沒有問題的，但在拋鋼后由卷取夾送輥跟蹤或溫度實際值采集異常時就不合適了。

例如，在專利號為“CN02144825.6”、發明名稱為“熱軋帶鋼中間坯層流冷卻方法”中，其核心是在粗軋機出口處安裝2～5組層流冷卻裝置，形成長度為L的層流冷卻區，通過計算中間坯每一點經過層流冷卻區的時間t1和一塊中間坯經過層流冷卻區的總時間t2，按照中間坯的鋼種和規格計算出為使該中間坯冷卻到所要求溫度的冷卻水流量Q，該方法主要適用于各種類型的熱軋帶鋼廠的中間坯控溫軋制。

又，在專利號為“CN200410021048.7”、發明名稱為“一種帶鋼層流冷卻裝置及其控制冷卻方法”中，把層流冷卻區域劃分為兩個冷卻區，同時具有強冷功能的帶鋼層流冷卻裝置及其控制冷卻方法。其裝置部分主要由上層流集管和下噴射集管組成，冷卻區包括主冷段和精冷段兩部分，主冷段和精冷段均由多個上部層流集管組和相應數量的下部噴射集管組組成。其控制冷卻方法是由計算機通過設定計算和反饋、前饋計算實現的。以達到卷取溫度控制和冷卻速度控制要求。

再有，在專利號為“CN02132975.3”、發明名稱為“熱軋帶鋼三段層流冷卻工藝”的發明專利提供了一種熱軋帶鋼三段層流冷卻工藝。該工藝技術上采用計算機對層流冷卻控制，其特征在于將帶鋼設為三段進行冷卻，第一段是長為30m的頭部段，第二段是帶鋼的中間段，第三段是長為20m的尾部段，三段的冷卻溫度分別控制在：中間段等于目標卷取溫度，頭部段大于目標卷取溫度20～50℃，尾部段大于目標卷取溫度20～40℃。該發明熱軋帶鋼三段層流冷卻工藝可改善鋼帶的性能均勻性，解決了頭部溫度低帶來熱軋帶鋼生產薄規格易卡鋼、生產厚規格易攤鋼的難題，同時由于鋼帶性能均勻性的改善更好地滿足了下道工序的要求。

然而，上面的技術描述的一種在層流冷卻控制中，結合帶鋼的不同位置，進行分段的溫度控制，而本發明涉及的是一種動態帶鋼段長冷卻控制，與上述以往技術存在根本的不同。

另外，上述以往技術主要在粗軋出口進行冷卻控制，且主要對中間坯進行冷卻，未涉及對帶鋼成品進行冷卻。