[發明專利]一種超快冷熱焓確定方法及裝置

有效

• 申請號: 201610689106.6
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN106269915B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 李鵬程;白春雷;楊海林;戴鵬;張揚;徐浩;鄒志偉;劉亮;王晶;周坤
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司11570
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明屬于熱軋技術領域，尤其涉及一種超快冷熱焓確定方法及裝置。

背景技術

在熱軋過程中，為了更好地控制和改善帶鋼冷卻時的工藝參數，需要確定帶鋼冷卻過程中的冷熱焓。

在普通的層流冷卻系統中，冷卻水通過重力落到帶鋼表面，在冷卻水與帶鋼表面會形成一層蒸汽膜，當前的冷熱焓確定方法只需考慮帶鋼表面與蒸汽膜之間的熱傳遞。

而在超快冷系統中，經過加壓的冷卻水能夠穿透蒸汽膜，直接與帶鋼表面接觸，形成熱對流，故采用當前的冷熱焓確定方法，確定出的冷熱焓不精確，不利于對冷卻過程的反饋控制。

也就是說，現有技術中的冷熱焓確定方法，用于帶鋼的超快冷冷卻時，存在不精確的技術問題。

發明內容

本發明通過提供一種超快冷熱焓確定方法及裝置，解決了現有技術中的冷熱焓確定方法，用于帶鋼的超快冷冷卻時，存在的不精確的技術問題。

一方面，本申請實施例提供了如下技術方案：

一種超快冷熱焓確定方法，其特征在于，包括：

獲取超快冷冷卻過程中冷卻流與帶鋼的相對運動特征；

根據所述相對運動特征，將所述帶鋼分為超快冷區、普通冷卻區和熱輻射區；其中，所述超快冷區為采用高壓使所述冷卻水擊穿蒸汽膜，并直接接觸所述帶鋼表面的區域；所述普通冷卻區為所述冷卻水與所述帶鋼表面通過蒸汽膜進行熱傳導的區域；所述熱輻射區為所述冷卻水氣化后，所述帶鋼以熱輻射形式傳導熱量的區域；

采用熱對流模型確定所述超快冷區的第一超快冷熱焓；采用熱傳遞模型確定所述普通冷卻區的第二超快冷熱焓；采用熱輻射模型確定所述熱輻射區的第三超快冷熱焓。

可選的，所述獲取超快冷冷卻過程中冷卻水與帶鋼的相對運動特征，包括：通過圖像采集單元、壓力傳感器或溫度傳感器獲取超快冷冷卻過程中冷卻水與帶鋼的相對運動特征。

可選的，所述采用熱對流模型確定所述超快冷區的第一超快冷熱焓，包括：根據確定所述超快冷區的第一超快冷熱焓；其中，q_jet為表征所述第一超快冷熱焓的熱流密度；ρ_water為所述冷卻水的密度；C_p,water為所述冷卻水的比熱容；T_boil為所述冷卻水沸騰時的水溫；T_water為所述冷卻水的水溫；ε_max為紊流擴撒率；V_jet為所述冷卻水與所述帶鋼接觸時的速度；w_jet為所述冷卻水的噴射寬度。

可選的，其中，V_valve為所述冷卻水流出水閥時的速度；g為重力加速度；Δh為噴出所述冷卻水的水閥與所述帶鋼表面的高度差。

可選的，所述采用熱傳遞模型確定所述普通冷卻區的第二超快冷熱焓，包括：根據q_film＝Q_film·c_film·f_film·f_jet/water，確定所述普通冷卻區的第二超快冷熱焓；其中，q_film為表征所述第二超快冷熱焓的熱流密度；Q_film為500kW/m²；c_film為水蒸氣比熱容；f_jet/water為與所述冷卻水的水溫相關的第一影響系數；f_film為與所述帶鋼溫度和所述帶鋼移動速度相關的第二影響系數。

可選的，采用熱輻射模型確定所述熱輻射區的第三超快冷熱焓，包括：根據確定所述熱輻射區的第三超快冷熱焓；其中，q_rad為表征所述第三超快冷熱焓的熱流密度；k為波爾茲曼常數；ε為發射率；T_strip為所述帶鋼的溫度；T_env為所述帶鋼所處環境的溫度。

另一方面，提供一種超快冷熱焓確定裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取超快冷冷卻過程中冷卻流與帶鋼的相對運動特征；

分區模塊，用于根據所述相對運動特征，將所述帶鋼分為超快冷區、普通冷卻區和熱輻射區；其中，所述超快冷區為采用高壓使所述冷卻水擊穿蒸汽膜，并直接接觸所述帶鋼表面的區域；所述普通冷卻區為所述冷卻水與所述帶鋼表面通過蒸汽膜進行熱傳導的區域；所述熱輻射區為所述冷卻水氣化后，所述帶鋼以熱輻射形式傳導熱量的區域；