熱軋帶鋼機(jī)架間冷卻設(shè)計(jì)控制計(jì)算模型.ppt

1、2010.3,熱軋帶鋼精軋機(jī)架間冷卻設(shè)定控制模型,龔殿堯 軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （東北大學(xué)）,State Key Lab. of Rolling and Automation ,2010.3,主要內(nèi)容,1.功能概述 2.控制過程描述 3.主要功能描述 4.設(shè)備方案 5.數(shù)學(xué)模型 6.FTC模型的應(yīng)用, 6) 流量與開度的閉環(huán)控制。,1 功能概述,2010.3,1.1 FTC與其它功能的關(guān)系,可以使用現(xiàn)有服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò),可以使用現(xiàn)有遠(yuǎn)程柜和網(wǎng)絡(luò),2010.3,1.2 設(shè)定和控制方法,預(yù)設(shè)定計(jì)算,修正設(shè)定 計(jì)算,自適應(yīng)計(jì)算,1) 預(yù)設(shè)定計(jì)算： 初始閥態(tài)計(jì)算。,2) 修正設(shè)定計(jì)算：按精軋

2、入口樣本溫度計(jì)算噴嘴組態(tài)。,3) 自適應(yīng)計(jì)算： 修正文件模型系數(shù)。,2010.3,1.3 FTC控制方式,2010.3,二、控制過程描述,總體流程 觸發(fā)事件 觸發(fā)點(diǎn),&,State Key Lab. of Rolling and Automation ,2010.3,1 終軋溫度過程控制概述,精軋溫度控制通過主動(dòng)的過程設(shè)定和被動(dòng)的事件觸發(fā)控制相結(jié)合來達(dá)到精軋溫度控制的目的。,2010.3,三、主要功能模塊,預(yù)設(shè)定計(jì)算,修正設(shè)定,反饋計(jì)算,自適應(yīng)計(jì)算,State Key Lab. of Rolling and Automation ,測(cè)溫儀,測(cè)溫儀,2010.3,3 FTC主要功能模塊,3.1

3、預(yù)設(shè)定 精軋?jiān)O(shè)定完成后運(yùn)行，穿帶階段設(shè)定冷卻水水量,不必改變?cè)璅SU模型 高精度初始水量設(shè)定,有縫接入 無縫運(yùn)行,2010.3,TVD曲線,精軋過程中，帶鋼速度會(huì)發(fā)生幾次變化，帶鋼穿帶時(shí)，采用較低的速度，以保證穿帶正常進(jìn)行；穿帶后，帶鋼以恒速依次經(jīng)過各機(jī)架；帶鋼頭部到達(dá)出口高溫計(jì)之后，開始進(jìn)行一般加速，以達(dá)到卷取機(jī)咬入速度；卷取機(jī)咬入之后，保持一段恒速時(shí)間，如果出口溫度以及帶鋼長(zhǎng)度允許，轉(zhuǎn)入高加速；高加速段結(jié)束后，帶鋼進(jìn)行一般加速，然后轉(zhuǎn)入高速平臺(tái)；當(dāng)帶鋼尾部離開第一有效機(jī)架時(shí)，開始尾部減速，并達(dá)到拋鋼速度。帶鋼尾部以拋鋼速度依次離開各機(jī)架。,可選功能,2010.3,3.2 修正設(shè)定計(jì)算,軋制

4、過程中按樣本長(zhǎng)度觸發(fā) 調(diào)節(jié)機(jī)架間噴嘴狀態(tài)，使帶鋼樣本溫度在當(dāng)前加速度和速度下達(dá)到目標(biāo)溫度。判斷軋機(jī)條件及其它條件，對(duì)帶鋼FTC的異常情況作出處理。,加速軋制時(shí)有噴水和無噴水的終軋溫度曲線對(duì)比,1) 精軋機(jī)出口溫度計(jì)算值。根據(jù) 以下數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)精軋機(jī)出口溫度： （1）FME測(cè)溫儀的實(shí)測(cè)溫度； （2）帶鋼在精軋除鱗箱入口時(shí)， 預(yù)測(cè)的帶鋼溫度。 2) 精軋機(jī)出口目標(biāo)溫度； 3) 預(yù)先要求的主噴嘴狀態(tài)； 5) 帶鋼厚度； 6) 帶鋼材料號(hào)； 8) 水溫； 9) 水壓。,2010.3,3.3 樣本劃分和冷卻控制單元,沿軋制方向劃分等長(zhǎng)樣本,將精軋區(qū)域劃分為冷卻控制單元,樣本的機(jī)架間位置微跟蹤,2010.3,

5、3.4 反饋控制,反饋控制根據(jù)精軋出口測(cè)溫儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行下游微調(diào)噴嘴水量的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。,測(cè)溫儀,測(cè)溫儀,2010.3,&,State Key Lab. of Rolling and Automation ,四、設(shè)備方案,F2 F3后集管主要用于前饋調(diào)節(jié) F6后集管用于反饋調(diào)節(jié),2010.3,五、主要數(shù)學(xué)模型,&,State Key Lab. of Rolling and Automation ,2010.3,5.1帶鋼縱向溫度分布曲線和模型組成,變形溫升 摩擦溫升和接觸溫降 機(jī)架間水冷和空冷,2010.3,空冷溫降模型,帶鋼黑度； 熱輻射常數(shù)； 帶鋼溫度； 帶鋼密度； 帶鋼比熱； 帶鋼厚度； 空

6、冷時(shí)間； 空冷后溫度。,2010.3,水冷溫降模型,帶鋼黑度； 水冷換熱系數(shù)； 帶鋼溫度； 帶鋼密度； 帶鋼比熱； 帶鋼厚度； 水冷時(shí)間； 水冷溫降。,2010.3,變形區(qū)溫度計(jì)算模型,變形溫升模型,摩擦溫升模型,接觸溫降模型,2010.3,表面溫度和平均溫度換算模型,導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度遞增 凸拋物線形式,導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度遞減 凹拋物線形式,簡(jiǎn)化的線性公式，只與帶鋼厚度有關(guān),2010.3,6 機(jī)架間冷卻模型的應(yīng)用,考核主要針對(duì)Q235B、Q345B、X60及以下牌號(hào)鋼的不同厚度規(guī)格(小于3.0至10.0mm)進(jìn)行，每個(gè)厚度規(guī)格隨機(jī)選取50卷鋼進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，溫度偏差在25之內(nèi)合格率大于97.96%，大于目標(biāo)合格率(95%)。考核結(jié)果數(shù)據(jù)見表1.,首鋼京唐1580目前正在準(zhǔn)備過鋼,已完成詳細(xì)設(shè)計(jì)審查,2010.3,單卷帶鋼的機(jī)架間冷卻曲線,2010.3,軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,謝謝各位專家,2010.3,帶鋼的熱物性系數(shù),ASM. Metals Handbook Ninth Edition,2010.3,控制終軋溫度的手段,恒速軋制,頭尾互換 帶鋼長(zhǎng)度方向溫度均勻性,FTS,Feedback,穿帶速度 冷卻初態(tài),加速軋制,加速軋制 帶鋼長(zhǎng)度方向溫度均勻性,預(yù)設(shè)定,Feedback,修正設(shè)定,邊部加熱 帶鋼寬度方向溫度均勻性,帶鋼樣本微跟蹤,生產(chǎn)率要