CN102125937B - 热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法，根据带钢尾部的信号，确认带钢尾部到达精轧飞剪进入切尾状态；通过最高速减速点的动态控制，确保带钢尾部的抛钢温度恒定；根据带钢尾部的抛钢温度以及卷取温度，设定带钢以最高速通过层流冷却区域时的最大冷却能力，计算出第一个冷却阀门开启的位置；根据实际带钢的抛钢速度，以及所述的终轧温度和卷取温度的差值，修正冷却阀门的开启数量，使其符合带钢尾部的卷取温度。由于对最高速减速抛钢采取了动态的控制方式，使得抛钢减速点的位置得到了很好的定位，继而保证了带钢尾部抛钢时的终轧温度保持恒定，最终确保带钢在卷取时的卷取温度在合理的公差范围之内。

Description

热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法

技术领域

本发明涉及热轧带钢抛钢过程中的温度控制领域，更具体地说是涉及一种热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法。 

背景技术

在热轧工艺技术中，对于精轧后的带钢冷却主要采用层流冷却的方式，使得带钢从较高的终轧温度冷却到要求的卷取温度。由于卷取温度对带钢的性能有很大的影响，因此卷取温度必须控制在温度的公差范围内。目前，层流冷却主要采用阀门喷水的方式，通过调节阀门的数量使冷却水对热轧后的带钢进行降温冷却。 

请参阅图1所示的热轧带钢抛钢过程，带钢10从粗轧出口处穿带至精轧飞剪1进入精轧区域(精轧第一机架2与精轧最后机架3之间)对带钢10进行轧制，然后对轧制后的带钢10进行抛钢，使带钢10穿越整个层流冷却装置5到达卷取机8，由卷取机8对带钢10进行卷取。为了保证带钢10在卷取时能够在需要的温度范围之内，现在采用的方法主要是控制带钢抛钢时的终轧温度4并使其保持恒定，在上述条件下，只要控制带钢10的抛钢速度，就可以保证带钢10在卷取时能够在需要的卷取温度7范围之内。 

再请参阅图2至图4所示，为目前精轧区域轧制状态下三种带钢的抛钢运行制定图，其中图2为最高速减速抛钢运行图，图3为一次加速抛钢运行图，图4为二次加速抛钢运行图，图中Vo为穿带速度，V1为一次加速后最高速度，V2为二次加速后最高速度，V3为实际带钢抛钢速度，Vma×为精轧过程中的最高轧制速度，Vmout为精轧后的层流冷却可接受的最大抛钢速度。to为穿带时间，t1为一次加速时间，t2为二次加速时间，t3为抛钢时间。从上述三种带钢的运行制定图可见，在轧制过程中，图3、图4 中实际带钢的抛钢速度V3并没有超过Vmout并且采用的是稳定的加速度，因此，层流冷却装置的控制系统可以在一个稳定性较佳的状态下根据实际带钢抛钢速度V3确定层流冷却的阀门数量，保证带钢在卷取时能够在需要的温度范围之内。只有在带钢进入精轧区域时的温度较低，为保证轧制后的带钢温度，才需要采用如图2所示的抛钢运行制定图，即最高速减速抛钢，但是最高速减速抛钢由于涉及带钢的加速点、减速点、减速度等不稳定性因素的影响，导致实际带钢抛钢速度不能得到很好的控制，致使终轧温度不能保持恒定，同时层流冷却的冷却效果也不能保证冷却后的带钢温度在卷取所需的范围之内，在这种情况下，尤其是针对带钢运行到尾部时的抛钢，温度如果不能很好的控制在卷取所需的范围之内，会导致如下的结果：1)在厚板卷取时，易造成带钢尾部卷取过程中，卷取机的跳电。2)在薄板卷取时，易发生松卷，影响到其后的运输。同时，对于带钢尾部温度控制的好坏，还将直接影响到带钢尾部的性能。 

发明内容

针对现有技术中存在的带钢尾部在最高速减速抛钢运行状态下不能很好的保证抛钢温度的问题，本发明的目的是提供一种热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法，使得带钢在卷取时能够在需要的温度范围之内。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法，该温度控制方法的具体步骤为： 

A.根据带钢尾部的信号，确认带钢尾部到达精轧飞剪进入切尾状态； 

B.通过最高速减速点的动态控制，确保带钢尾部的抛钢温度恒定； 

C.根据带钢尾部的抛钢时的终轧温度以及卷取温度，设定带钢以最高速通过层流冷却区域时的最大冷却能力，计算出第一个冷却阀门开启的位置； 

D.根据实际带钢的抛钢速度，以及所述的终轧温度和卷取温度的差值，修正冷却阀门的开启数量，使其符合带钢尾部的卷取温度； 

所述步骤B中最高速减速点的动态控制的具体步骤为： 

B1.根据不同带钢的最高速减速抛钢运行图，获得相应的二次加速后最高速度以及实际带钢抛钢速度； 

B2.通过查表获得对应的抛钢减速度； 

B3.通过计算抛钢的减速时间，获得带钢最高速减速点至带钢抛钢时的轧制长度； 

B4.通过段长控制方式确定最高速减速点的具体位置； 

所述的步骤B3的具体步骤为： 

B31.通过计算公式T＝(V2-V3)/a，计算出减速时间T； 

B32.通过计算公式S＝(V2+V3)/2*T，计算出带钢最高速减速点至带钢抛钢时的轧制长度S， 

式中，V2为二次加速后最高速度，V3为实际带钢抛钢速度，a为抛钢减速度； 

所述的步骤B4的具体步骤为： 

B41.通过计算公式 

计算出经过不同精轧机架轧制后的带钢长度S_i； 

B42.通过计算公式 

计算出S与不同精轧机架的轧制的带钢长度之和的差值ΔS(m-n-1)； 

B43.通过ΔS(m-n-1)与L(m-n-1)进行比较，直至ΔS(m-n-1)第一次小于L(m-n-1)； 

B44.通过计算公式 

计算出从第(m-n)精轧机架向第(m-n-1)精轧机架前移的距离D，即带钢最高速减速点的实际位置， 

式中，i＝1，2，3......m为精轧机架号，H为经过精轧机架轧制后的带钢的厚度，H(0)为精轧未轧制前带钢厚度，L为相邻两台精轧机架的距离，n＝0，1，2，......m-1为从最后一台精轧机架起反向计算的精轧机架号。 

所述的步骤C中的抛钢温度的取值采用带钢进入层流冷却区后至第一个冷却阀门开启的位置时带钢表面温度TH(Z)，具体计算公式为 

TH(Z)＝TU+(TE-TU)×e^-P×Z

式中，z为带钢进入冷却区时间，TU为环境温度，TE为终轧温度，P为时间常数的倒数，e为常数。 

与现有技术相比，采用本发明的一种热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法，根据带钢尾部的信号，确认带钢尾部到达精轧飞剪进入切尾状态；通过最高速减速点的动态控制，确保带钢尾部的抛钢温度恒定；根据带钢尾部的抛钢温度以及卷取温度，设定带钢以最高速通过层流冷却区域时的最大冷却能力，计算出第一个冷却阀门开启的位置；根据实际带钢的抛钢速度，修正冷却阀门的开启数量，使其符合带钢尾部的卷取温度。在不改动现有的设备装置情况下，由于对最高速减速抛钢采取了动态的控制方式，使得抛钢减速点的位置得到了很好的定位，继而保证了带钢尾部抛钢时的终轧温度保持恒定，最终确保带钢在卷取时的卷取温度在合理的公差范围之内。不改动现有的设备装置，利用本技术方案可以达到改善带钢尾部温度精度的目标。 

附图说明

图1是热轧带钢抛钢的装置结构示意图； 

图2是热轧带钢在最高速减速抛钢时的运行图； 

图3是热轧带钢在一次加速抛钢时的运行图； 

图4是热轧带钢在二次加速抛钢时的运行图； 

图5是图1中精轧区域的结构示意图； 

图6是本发明的一种热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法的流程示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 

请参阅图6所示，本发明的一种热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法，包括以下步骤： 

A.根据带钢尾部的信号，确认带钢尾部到达精轧飞剪进入切尾状态。 

B.通过最高速减速点的动态控制，确保带钢尾部的抛钢温度恒定。 

C.根据带钢尾部的抛钢时的终轧温度以及卷取温度，设定带钢以最高速通过层流冷却区域时的最大冷却能力，计算出第一个冷却阀门开启的位置。 

D.根据实际带钢的抛钢速度，以及所述的终轧温度和卷取温度的差值，修正冷却阀门的开启数量，使其符合带钢尾部的卷取温度。 

所述步骤B中最高速减速点的动态控制的具体步骤为： 

首先，根据不同带钢的最高速减速抛钢运行图(可以参考图2所示)，获得相应的二次加速后最高速度以及实际带钢抛钢速度，其次通过查询速度制度表(见表1)获得对应的抛钢减速度，抛钢减速度在表1中允许的最大抛钢减速度范围之内。 

速度制度表(表1) 

带钢厚度  (毫米)	最低穿带速度  (米/秒)	最大速度限制  (米/秒)	最高穿带速度  (米/秒)	最大抛钢减速度  (米/秒2)
					1.2-2.0	9	19	14.5	-0.5
2.01-2.5	8	19	14.5	-0.5
					2.51-3.0	7.5	18	13	-0.4
3.01-3.5	7	18	12	-0.3
					3.51-4.0	6.5	15	12	-0.2
4.01-6.0	4.5	13	11	-0.1
					6.01-8.0	2.5	10	10	0
8.01-12.0	2	8	6	0
					≥12.01	2	5	3.5	0

然后通过计算抛钢的减速时间，获得带钢最高速减速点至带钢抛钢时的轧制长度，具体计算方法如下：通过计算公式T＝(V2-V3)/a，计算出减速时间T，通过计算公式S＝(V2+V3)/2*T，计算出带钢最高速减速点至带钢抛钢时的轧制长度S，其中，V2为二次加速后最高速度，V3为实际带钢抛钢速度，a为抛钢减速度。最后通过段长控制方式确定最高速减速点的具体位置。 

请参阅图5所示，将精轧飞剪1与精轧第一机架2之间，以及各精轧机架之间划分为不同的段长L0至L6，通过计算公式 

$\mathrm{Si}=L(i-1)*\frac{H(i-1)}{\mathrm{Hi}},$

计算出经过不同精轧机架轧制后的带钢长度Si，从精轧区域最后一台精轧机架开始计算将经过不同机架轧制后的带钢长度进行累计，并与S进行比较，通过计算公式 

$\mathrm{\ΔS}(m-n-1)=S-\underset{i=m}{\overset{m-n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Si},$

计算出S与不同精轧机架的轧制的带钢长度之和的差值ΔS(m-n-1)，然后将ΔS(m-n-1)与对应的精轧机架段长L(m-n-1)进行比较，直至ΔS(m-n-1)第一次小于L(m-n-1)。最后通过计算公式 

$D=\mathrm{\ΔS}(m-n-1)*\frac{H(m-n)}{H(m-n-1)},$

计算出从第(m-n)精轧机架向第(m-n-1)精轧机架前移的距离D，即带钢最高速减速点的实际位置，其中，i＝1，2，3......m为精轧机架号，H为经过精轧机架轧制后的带钢的厚度，，H(0)为精轧未轧制前带钢厚度，L为相邻两台精轧机架的距离，n＝0，1，2，......m-1为从最后一台精轧机架起反向计算的精轧机架号。 

由于从卷取温度4至第一个冷却阀门前是单纯的空冷，会造成一定的温降，为保证带钢真正进行冷却的初始温度比较准确，可以将抛钢时的终轧温度的取值采用带钢进入层流冷却区后至第一个冷却阀门开启的位置时带钢表面温度TH(Z)来替代，具体的计算公式为 

TH(Z)＝TU+(TE-TU)×e^-P×Z

式中，z为带钢进入冷却区时间，TU为环境温度，TE为终轧温度，P为时间常数的倒数(模型因子)，e为常数(自然对数＝2.71828)。 

Claims (2)

1.一种热轧带钢尾部抛钢过程中的温度控制方法，其特征在于，

该温度控制方法的具体步骤为：

A.根据带钢尾部的信号，确认带钢尾部到达精轧飞剪进入切尾状态；

B.通过最高速减速点的动态控制，确保带钢尾部的抛钢温度恒定；

C.根据带钢尾部的抛钢时的终轧温度以及卷取温度，设定带钢以最高速通过层流冷却区域时的最大冷却能力，计算出第一个冷却阀门开启的位置；

D.根据实际带钢的抛钢速度，以及所述的终轧温度和卷取温度的差值，修正冷却阀门的开启数量，使其符合带钢尾部的卷取温度；

所述步骤B中最高速减速点的动态控制的具体步骤为：

B1.根据不同带钢的最高速减速抛钢运行图，获得相应的二次加速后最高速度以及实际带钢抛钢速度；

B2.通过查询速度制度表获得对应的抛钢减速度；

B3.通过计算抛钢的减速时间，获得带钢最高速减速点至带钢抛钢时的轧制长度；

B4.通过段长控制方式确定最高速减速点的具体位置；

所述的步骤B3的具体步骤为：

B31.通过计算公式T＝(V2-V3)/a，计算出减速时间T；

B32.通过计算公式S＝(V2+V3)/2*T，计算出带钢最高速减速点至带钢抛钢时的轧制长度S，

式中，V2为二次加速后最高速度，V3为实际带钢抛钢速度，a为抛钢减速度；

所述的步骤B4的具体步骤为：

B41.通过计算公式

计算出经过不同精轧机架轧制后的带钢长度S_i；

B42.通过计算公式计算出S与不同精轧机架的轧制的带钢长度之和的差值ΔS(m-n-1)；

B43.通过ΔS(m-n-1)与L(m-n-1)进行比较，直至ΔS(m-n-1)第一次小于L(m-n-1)；

B44.通过计算公式计算出从第(m-n)精轧机架向第(m-n-1)精轧机架前移的距离D，即带钢最高速减速点的实际位置，

式中，i＝1，2，3......m为精轧机架号，H为经过精轧机架轧制后的带钢的厚度，H(0)为精轧未轧制前带钢厚度，L为相邻两台精轧机架的距离，n＝0，1，2，......m-1为从最后一台精轧机架起反向计算的精轧机架号。

2.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，

所述的步骤C中的终轧温度的取值采用带钢进入层流冷却区后至第一个冷却阀门开启的位置时带钢表面温度TH(Z)，具体计算公式为

TH(Z)＝TU+(TE-TU)×e^-P×Z

式中，Z为带钢进入冷却区时间，TU为环境温度，TE为终轧温度，P为时间常数的倒数，e为自然对数。

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