[發(fā)明專利]一種熱軋帶鋼層流冷卻過程控制裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410244700.5
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104070075B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李軍;朱國輝;王科;陳其偉;肖湖福;楊樹寶;葛國軍;胡敏燕;朱恒;楊玉芳;林紅
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中冶設(shè)備研究設(shè)計總院有限公司;安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74
• 代理公司: 北京中安信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11248
• 代理人: 周淑昌

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及軋鋼輔助設(shè)備及計算機(jī)工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種熱軋帶鋼層流冷卻過程控制裝置與方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，熱軋帶鋼層流冷卻過程控制已經(jīng)成為高強(qiáng)度鋼板生產(chǎn)過程控制的重要環(huán)節(jié)之一。為了確保熱軋帶鋼的產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)良，精確的冷卻工藝控制是基本保證。在熱軋帶鋼層流冷卻過程中，冷卻速度控制、冷卻均勻性控制以及卷取目標(biāo)溫度控制是最重要的參數(shù)，影響著板帶產(chǎn)品最終的金相組織和性能。為此，建立層流冷卻控制模型，分析板帶的冷卻速度和組織性能演變規(guī)律以及改進(jìn)控制卷曲溫度的數(shù)學(xué)模型和策略已成為熱軋帶鋼產(chǎn)品的重要研究內(nèi)容，國內(nèi)外對此都有相應(yīng)的研究工作。在層流冷卻溫度控制模型方面，國外的研究大致經(jīng)歷了以下幾個階段：初期研究、數(shù)學(xué)模型的研究、溫度預(yù)報模型的研究、模型集成研究、開發(fā)專家系統(tǒng)和智能控制自動化等階段。目前在國內(nèi)層流冷卻設(shè)備中常用的控制模型主要是溫度控制模型，包括意大利ANSALDO INDUSTRIA公司基于傳熱學(xué)中的常物性、無內(nèi)熱源的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程模型、德國SIMENS公司基于牛頓冷卻公式模型、美國GE公司采用有限差分法模型、日本新日鐵公司基于在冷卻水水閥數(shù)與帶鋼厚度、帶鋼速度、終軋溫度、卷取溫度之間構(gòu)建非線性函數(shù)模型以及日本三菱公司基于史蒂芬-玻爾茲曼定律、傅立葉定律分別建立的空冷模型和水冷模型。但是上述的在線模型只是考慮了層流冷卻過程中的溫度變化，并不能預(yù)報在層流冷卻過程中的組織演變規(guī)律以及最終產(chǎn)品的組織性能。目前在對于層流冷卻過程的組織演變規(guī)律和組織性能預(yù)報，主要是通過相關(guān)的組織性能模型和經(jīng)驗公式進(jìn)行離線預(yù)報。例如，東北大學(xué)的許云波和王國棟等人通過二維有限元方式分析計算了熱軋過程控制軋制和控制冷卻的溫度和組織變化、趙剛等人發(fā)明的“一種預(yù)測熱軋含Nb帶鋼組織及力學(xué)性能的方法”(CN200710052007.8)以及王利明等發(fā)明的“一種熱軋過程帶鋼組織演變與性能預(yù)測的方法”(02109026.2)等等，都是通過經(jīng)驗?zāi)Ｐ突蛘哂邢拊嬎銇韺堉坪屠鋮s過程的組織性能進(jìn)行分析預(yù)報。但是所有這些模型都沒有針對帶鋼沿板寬方向的溫度和組織性能的不均勻性進(jìn)行的分析計算，因此也就不能為生產(chǎn)帶鋼過程中合理采用邊部遮擋工藝提供必要的依據(jù)；而且所有這些模型都是離線模型，沒有與生產(chǎn)過程相結(jié)合，不能實時為生產(chǎn)過程的工藝設(shè)定和優(yōu)化提供在線服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是針對帶鋼生產(chǎn)過程中沿板寬方向的溫度分布和組織性能分布不均勻的問題，提出了利用有限元分析方法分析計算層流冷卻過程中沿板寬方向的溫度時間變化規(guī)律及溫度分布和組織性能分布的均勻性問題，并通過定量分析設(shè)定邊部遮擋工藝來改善帶鋼中心至邊部的組織性能均勻性問題，同時在系統(tǒng)中利用網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)將現(xiàn)場需求與預(yù)報系統(tǒng)相連接，能實現(xiàn)目標(biāo)溫度和目標(biāo)性能的在線工藝設(shè)定和優(yōu)化的熱軋帶鋼層流冷卻過程控制裝置與方法。