热轧带钢层流冷却控制方法的优化研究

发布时间：2017-04-29 02:04

  本文关键词：热轧带钢层流冷却控制方法的优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：热轧带钢层流冷却过程影响其卷曲温度,而带钢卷取温度控制精度直接影响带钢的力学性能和其组织性能,是确保带钢的质量和板形的决定性因素。所以,层流冷却过程控制系统的分析和研究具有重要意义。在本文中,以朝阳钢铁热轧厂层流冷却系统为背景,对怎样提高带钢卷取温度的控制精度从控制方法上进行深入的分析和研究。研究了带钢的冷却机理,研究了带钢传热的基本方式(热辐射、对流、热传导),并对朝阳钢铁热轧厂层流冷却过程中的数学模型进行了详细的分析。空冷模型和水冷模型是此模型的主要构成部分,而热流密度是模型中影响冷却效果的重要参数,因此,热轧带钢层流冷却控制模型的确立对提高卷取目标温度的控制精度意义深远。对国内热轧厂层流冷却控制系统的控制策略进行了研究分析,并详细分析了朝阳钢铁热轧厂的层流冷却过程控制策略的各项功能。在具体实践过程中,可以看出层流冷却过程控制是一个以预设定计算和动态修正计算为主,反馈控制为辅的综合控制系统,并分析评价了该系统在实际生产中的应用。带钢卷取温度控制精度较低的主要原因在于前馈和反馈计算都放在基础自动化系统中进行,且只使用经验公式计算的方式精度较差;卷取温度控制模型不管是预设定还是前馈、反馈计算都假定厚度方向温度是均匀的来进行。朝阳钢铁热轧厂将前馈和反馈计算都放在过程控制系统中进行,并在长度方向上将带钢划分成若干样品段,对每个样品段都进行前馈控制,对尽可能多的样品段进行反馈控制,同时自适应温度偏差按长度方向分前后段计算;我们沿带钢厚度方向上分层计算其温度,涵盖了带钢在厚度方向上各层之间的热传导,对带钢在降温过程中任意点的温度进行了计算,提高了热轧带钢卷取温度的控制精度。重点描述了朝阳钢铁热轧厂热轧带钢的温度分层计算,分样品段前馈、反馈和自适应控制及变目标温度控制等方法。
【关键词】：热轧带钢 层流冷却 控制模型 过程控制 卷取温度
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG334.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 层流冷却简介11-16
• 1.2.1 冷却技术的发展过程11-12
• 1.2.2 层流冷却的工作原理12
• 1.2.3 层流冷却控制系统简介12-13
• 1.2.4 层流冷却控制的关键点13-15
• 1.2.5 本文的主要内容及安排15-16
• 2 层流冷却的控制策略16-26
• 2.1 层流冷却的冷却策略16-17
• 2.1.1 前段冷却模式16
• 2.1.2 后段冷却模式16
• 2.1.3 均匀冷却模式16-17
• 2.2 朝阳钢铁层流冷却的控制模式17-21
• 2.2.1 层流冷却三种模式17-19
• 2.2.2 控制脉冲长度19
• 2.2.3 冷却能力比19-20
• 2.2.4 带钢头、尾部目标卷取温度的分段控制20
• 2.2.5 对于带钢头部存在特别要求冷却的控制信息20-21
• 2.3 层流冷却控制系统功能描述21-25
• 2.3.1 脉冲计数器及带钢分区跟踪21-22
• 2.3.2 数据读取及带钢速度预测22
• 2.3.3 冷却水段的编辑输出及实际数据的收集22-24
• 2.3.4 反馈控制的启动及阀数量的确定24-25
• 2.3.5 正常冷却区阀模式的确定25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 层流冷却的设备情况及冷却机理26-34
• 3.1 层流冷却设备布置26
• 3.2 数学模型基础理论26-29
• 3.2.1 热传导27-28
• 3.2.2 对流换热28
• 3.2.3 辐射换热28-29
• 3.3 层流冷却控制系统的数学模型29-33
• 3.3.1 空冷降温模型30-31
• 3.3.2 水冷降温模型31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 层流冷却过程控制系统及功能的实现34-52
• 4.1 概述34
• 4.2 层流冷却的控制系统设计34-38
• 4.2.1 系统的功能范围34
• 4.2.2 过程计算机系统的特点34-35
• 4.2.3 层流冷却系统控制结构35-36
• 4.2.4 层流冷却控制逻辑36-38
• 4.3 CTC模型功能38-46
• 4.3.1 CTC预设定计算功能38-41
• 4.3.2 CTC动态控制设定功能41-45
• 4.3.3 卷取自适应45-46
• 4.4 模型实现46-49
• 4.4.1 温度计算模块46-48
• 4.4.2 冷却水量设定模块48-49
• 4.5 层流冷却系统控制实例49-51
• 4.6 本章小结51-52
• 5 结论52-53
• 参考文献53-55
• 致谢55-56
• 作者简介56-57

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本文编号：333965