[發明專利]一種層流冷卻的自學習方法及裝置

有效

• 申請號: 201810040503.X
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN107999547B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 王強;何茂松;馬濤;張偉;崔席勇
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪電氣技術有限公司
• 主分類號: B21B37/76
• 分類號: B21B37/76;B21B38/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種層流冷卻的自學習方法及裝置，屬于熱軋帶鋼生產領域。該裝置包括層流冷卻區高溫計I、層流冷卻區高溫計II、基礎自動化系統和層流冷卻控制系統；層流冷卻區高溫計I位于層流冷卻區下游出口處，層流冷卻區高溫計II位于層流冷卻區下游出口處至卷取機之間；在兩個高溫計之間構建一個空冷區域，基礎自動化系統將采集到的層流冷卻區高溫計I和層流冷卻區高溫計II的實測值上傳到層流冷卻控制系統，通過數值計算求解等效的輻射散熱系數，并用于層流冷卻區的空冷散熱量的計算。本發明僅需要在傳統熱軋生產線上增加一處測溫點，對帶鋼生產過程中的空冷散熱能力進行實時準確求解，用于提升層流冷卻模型在后續計算時的預報精度。

技術領域

本發明屬于熱軋帶鋼生產領域，涉及一種層流冷卻的自學習方法及裝置。

背景技術

在熱軋帶鋼生產過程中，層流冷卻控制系統的控制精度直接影響著成品帶鋼的產品性能。在精軋機出口到卷取機之間的輸出輥道上，通常設置若干個冷卻段，每個冷卻段由設置在輥道上下兩側的若干噴水集管構成。從精軋機軋出的帶鋼在經過輸出輥道時，通過開啟一定數量的集管，使帶鋼長度方向上的各點在運行至卷取入口高溫計時，達到目標的卷取溫度。集管的開啟數量由層流冷卻模型計算確定。

為了掌握帶鋼在層流冷卻區入口和出口的實際溫度，通常在層流冷卻區入口和出口設置有高溫計，一些生產線還會在層流冷卻區中間位置另外設置高溫計，用于檢測帶鋼在冷卻區中間位置的實際溫度。冷卻區入口的實測溫度還作為層流冷卻模型的輸入數據，用于層流冷卻模型的設定計算。

帶鋼在輸出輥道上的冷卻過程可分為兩類：水冷溫降和空冷溫降。同時還包含有帶鋼和層冷輥道之間的傳導散熱，但由于難以準確計算，通常將其等效至水冷溫降和空冷溫降之中。水冷溫降主要由帶鋼與冷卻水之間的換熱引起，其換熱能力的大小由傳熱系數表示。空冷溫降主要由輻射散熱和對流散熱引起，由輻射散熱系數表示。

層流冷卻模型具備自學習功能，通過收集帶鋼上的樣本點在兩個高溫計之間的冷卻歷程和實測溫度，通過一定的自學習邏輯，對設定計算時使用的水冷換熱參數進行修正，用于提高后續計算的預報精度。基于已知條件，在兩個高溫計之間僅能構建一個非線性方程，難以同時求解水冷換熱系數和輻射散熱系數，因此在解方程時，輻射散熱系數設置為固定值，僅對水冷換熱系數進行求解。

在模型調試中，輻射散熱系數通常采用空冷實驗的方法進行分析確定，隨后各鋼種在生產中即采用此實驗分析值。通過對生產數據的分析來看，采用實驗分析值并不夠精確，帶來較大的誤差。

采用空冷實驗分析輻射散熱系數的方法，將影響實驗帶鋼的產品性能，成本高；對生產的各個鋼種都進行空冷實驗分析輻射散熱系數，成本高，不具有可操作性；空冷實驗分析出的輻射散熱系數具備時效性，隨著外部環境的改變，輻射散熱系數將發生改變，從而影響模型預測精度。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種層流冷卻的自學習方法及裝置，僅需要在傳統熱軋生產線上增加一處測溫點，對帶鋼生產過程中的空冷散熱能力進行實時準確求解，用于提升層流冷卻模型在后續計算時的預報精度。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種層流冷卻的自學習裝置，該裝置包括層流冷卻區高溫計I、層流冷卻區高溫計II、基礎自動化系統和層流冷卻控制系統；

所述層流冷卻區高溫計I位于層流冷卻區下游出口處，層流冷卻區高溫計II位于層流冷卻區下游出口處至卷取機之間；在兩個高溫計之間構建一個空冷區域，基礎自動化系統將采集到的層流冷卻區高溫計I和層流冷卻區高溫計II的實測值上傳到層流冷卻控制系統，通過數值計算求解等效的輻射散熱系數，并用于層流冷卻區的空冷散熱量的計算。

進一步，所述層流冷卻區高溫計I與卷取機之間還包括若干個高溫計。

一種層流冷卻的自學習方法，該方法包括以下步驟：