CN102397887B - 抑制带钢在层流冷却中尾部温度波动的方法 - Google Patents

Abstract

一种抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法，所述方法包括：当进行抛钢时，确定在层流冷却的粗调段开启的集管组数和在精调段开启的集管的根数；在层流冷却的出口连续检测多个温度值，并计算其平均值；计算所述平均值与最终冷却目标温度之间的温度差；当温度差大于补水温差时，开启精调段的至少一根集管；当温度差小于停水温差时，关闭精调段的至少一根集管；当温度差小于等于补水温差并大于等于停水温差时，确定在层流冷却的出口是否对带钢的温度检失；当确定在层流冷却的出口对带钢的温度检失时，结束所述方法；当确定在层流冷却的出口对带钢的温度没有检失时，重复检测温度的步骤。根据本发明的方法可以有效地减低尾部温度波动。

Description

抑制带钢在层流冷却中尾部温度波动的方法

技术领域

本发明涉及轧钢控制技术领域。更具体地讲，涉及一种抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法。

背景技术

层流冷却是热轧板带生产的关键环节之一，精确控制卷取温度对带钢获得理想的组织性能具有十分重要的意义。其控制机理是：让带钢表面覆盖一层最佳厚度的水层，然后利用热交换原理，使带钢迅速冷却到所需的卷取温度。在冷却过程中必须保证带钢具有变形强化和相变强化，达到提高带钢强度，改变其韧性和塑性。

层流冷却控制主要由基础自动化与过程自动化协同控制来完成，并且其控制过程分为两个部分(如图1所示)。第一部分：带钢在精轧机轧制过程中，这个时候层流冷却的组态及流量控制主要是通过温度检测仪PY302及PY401进行温度检测，由过程自动化层冷模型动态调整并把相关信息下发到基础自动化，由基础自动化完成控制。第二部分：带钢在精轧末端机架F6抛钢后，其尾部温度控制由基础自动化根据过程自动化计算的每组集管的温降值及温度检测仪PY401检测的温度情况进行温度控制。

抛钢前粗调段采用温度检测仪PY302检测的温度值与目标温度控制值及每组集管冷却能力确定集管开关组数，不够一组的采用精调段进行补正，而抛钢后，则是由基础自动化根据收到来自过程自动化的集管冷却系数计算粗调段开关组数，不够一组的由精调段进行补正，同时由温度检测仪PY401检测的温度进行反馈调整。抛钢后粗冷段不能动态调整，只能通过温度检测仪PY401检测的情况进行反馈调整，由于检测点到控制开关水点之间有一定长度，同时阀门关闭及信号传递需要一定的时间，导致带钢尾部温度波动比较大，时常出现偏离达到30℃以上，对这种出现温度偏差极大的带钢，传统处理都是采取切除或是降级处理，严重影响成材率和产品效益。

因此，需要一种能够有效抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法。

本发明的一方面提供一种抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法，所述方法包括步骤：(a)当进行抛钢时，确定在层流冷却的粗调段开启的集管组数和在精调段开启的集管的根数；(b)在层流冷却的出口连续检测多个温度值，并计算所述多个温度值的平均值T_n；(c)计算所述平均值T_n与最终冷却目标温度T₀之间的温度差ΔT；(d)当温度差ΔT大于补水温差Tm时，开启精调段的至少一根集管；(e)当温度差ΔT小于停水温差Tk时，关闭精调段的至少一根集管；(f)当温度差ΔT小于等于补水温差Tm并大于等于停水温差Tk时，确定在层流冷却的出口是否对带钢的温度检失；(g)当确定在层流冷却的出口对带钢的温度没有检失时，进行步骤(b)；(h)当确定在层流冷却的出口对带钢的温度检失时，结束所述方法。

根据本发明的另一方面，在执行步骤(d)之后，确定在层流冷却的出口是否对带钢的温度检失。

根据本发明的另一方面，在执行步骤(e)之后，确定在层流冷却的出口是否对带钢的温度检失。

根据本发明的另一方面，计算所述多个温度值的平均值T_n的步骤(b)包括：删除所述多个温度值中的最高值和最低值，并计算剩余的温度值的平均值。

根据本发明的另一方面，关闭精调段的至少一根集管的步骤包括：将紧邻当前关闭的集管的一根开启的集管关闭。

根据本发明的另一方面，开启精调段的至少一根集管的步骤包括：将紧邻当前开启的集管的一根关闭的集管开启。

根据本发明的另一方面，带钢轧制目标厚度越大，则补水温差Tm越小。

根据本发明的另一方面，带钢轧制目标厚度越大，则停水温差Tk越大。

根据本发明的另一方面，步骤(a)包括：根据集管的喷水量、喷水温度计算粗调段的每组集管的热流密度；根据计算的热流密度计算与每组集管相应的温降Δk；根据温降Δk、最终冷却目标温度T₀、层流冷却的入口温度Tj，计算在粗调段需要开启的集管组数p，其中，对m进行向下取整获得p，m＝(Tj-T₀)/Δk；当m-p不大于零时，结束步骤(a)；当m-p大于零时，计算在精调段需要开启的集管的根数n，其中，n＝(m-p)/(Δk/f)，其中，f是每组集管的根数。

根据本发明的另一方面，将带钢轧制目标厚度h分为多个区间，每个区间对应于一个补水温差Tm和一个停水温差Tk。

根据本发明的另一方面，当h≤5.0mm时，Tm＝20，Tk＝-18；当5.0mm＜h≤8.0mm时，Tm＝16，Tk＝-14；当8.0mm＜h时，Tm＝13，Tk＝-11。

根据本发明的另一方面，在层流冷却的出口以预定时间间隔连续检测多个温度值。

根据本发明的另一方面，所述预定时间间隔为50ms。

根据本发明的抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法，由于根据带钢厚度设定了不同的补水条件，能保证不同规格的带钢在表层温度冷却的同时，心部温度也能得到相应程度的降温，保证了带钢的质量和性能稳定，另一方面通过快速采集多个温度值并进行相应的处理，有效避免有水斑和氧化铁皮的点被采集，使得开关层冷集管的准确，保证带钢长度方向上温度波动精确、稳定可控，带钢长度方向性能稳定。此外，通过本发明，在保证带钢尾部温度受控外，还可有效保证带钢整体性能稳定，提高热轧产品的成材率。

将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出现有技术的层流冷却控制的示图；

图2示出根据本发明实施例的抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法流程图；

图3示出根据本发明的确定在层流冷却的粗调段开启的集管组数和在精调段开启的集管的根数的一个示例。

具体实施方式

以下，将参照附图更充分地描述本发明的示例性实施例，示例性实施例在附图中示出。然而，可以以许多不同的形式实施示例性实施例，并且不应被解释为局限于在此阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例从而本公开将会彻底和完整，并将完全地将示例性实施例的范围传达给本领域的技术人员。

图2示出根据本发明实施例的抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法流程图。

在步骤201，当进行轧制(例如，精轧)抛钢时，确定在层流冷却的粗调段开启的喷水集管组数和在精调段开启的喷水集管的根数。可基于现有技术来实现步骤201，不再详述。

在步骤202，在层流冷却的出口连续检测(例如，以预定时间间隔(例如，50ms)连续检测)多个温度值(例如，8个)，并计算所述多个温度值的平均值T_n。

可选地，为了避免有水斑和氧化铁皮的点被采集，删除所述多个温度值中的最高值和最低值，并计算剩余的温度值的平均值作为T_n。

在步骤203，计算所述平均值T_n与最终冷却目标温度T₀之差ΔT＝T_n-T₀。

在步骤204，确定温度差ΔT是否大于补水温差Tm。补水温差Tm由带钢轧制目标厚度h确定。

当在步骤204确定温度差ΔT大于补水温差Tm时，在步骤205，开启精调段的至少一根集管。

优选地，将紧邻当前开启的集管的一根关闭的集管开启(即，开启当前未喷水的集管中最靠前的一根集管，使其喷水)。

随后，进行步骤208，确定在层流冷却的出口是否对带钢的温度检失。换句话说，确定带钢是否离开检测范围。

当在步骤208确定检失时，结束处理过程。

当在步骤208确定没有检失时，进行步骤202。。

当在步骤204确定温度差ΔT不大于补水温差Tm时，在步骤206，确定温度差ΔT是否小于停水温差Tk。

当在步骤206确定温度差ΔT小于停水温差Tk时，在步骤207，关闭精调段的至少一根集管。随后，进行步骤208。

优选地，将紧邻当前关闭的集管的一根开启的集管关闭(即，关闭当前喷水的集管中最靠后的一根集管，使其停止喷水)。

当在步骤206确定温度差ΔT不小于停水温差Tk时，进行步骤208。

由于带钢厚度不同，其内部热焓量不同，相同温度条件下，厚度越厚，则热焓量大，则在表层低温区与内部高温区温差大传热快，能较快速补充表层的热量，使得表层温度较高，需要用更多的水量来进行冷却。因此，带钢轧制目标厚度h越大，则补水温差Tm越小，补水温差Tm大于零；带钢轧制目标厚度h越大，则停水温差Tk越大，停水温差Tk小于零。

在本发明中，可通过实验或计算的方式来获得补水温差Tm和停水温差Tk。

表1示出带钢轧制目标厚度h与补水温差Tm、停水温差Tk之间的关系的一个示例。

表1

厚度(mm)	补水条件(℃)
		h≤5.0	Tm＝20，Tk＝-18
5.0＜h≤8.0	Tm＝16，Tk＝-14
		8.0＜h	Tm＝13，Tk＝-11

在该示例中，将厚度h分为多个区间，每个区间对应于一个补水温差Tm、停水温差Tk。应该理解，也可以通过实验等方式获得厚度h与补水温差Tm、停水温差Tk之间的拟合关系，根据该拟合关系来确定与厚度h对应的补水温差Tm、停水温差Tk。

此外，应该理解，在图2所示的方法中，步骤204和步骤206的次序可交换或者同时进行。

图3示出根据本发明的确定在层流冷却的粗调段开启的集管组数和在精调段开启的集管的根数的一个示例。

在步骤301，根据喷水集管的喷水量、喷水温度计算粗调段的每组喷水集管的热流密度。

在步骤302，根据在步骤301计算的热流密度计算每组喷水集管的温降Δk。

在步骤303，根据温降Δk、最终冷却目标温度T₀、层流冷却的入口温度Tj，计算在粗调段需要开启的集管组数p。

首先计算m＝(Tj-T₀)/Δk，对m进行向下取整获得p。

在步骤304，确定m-p是否大于零。

如果在步骤304确定m-p不大于零，则结束处理。

如果在步骤304确定m-p大于零，则在步骤305计算在精调段需要开启的集管的根数n。

n＝(m-p)/(Δk/f)，

其中，f是每组集管的根数。

随后，结束处理。

根据本发明的抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法，由于根据带钢厚度设定了不同的补水条件，能保证不同规格的带钢在表层温度冷却的同时，心部温度也能得到相应程度的降温，保证了带钢的质量和性能稳定，另一方面通过快速采集多个温度值并进行相应的处理，有效避免有水斑和氧化铁皮的点被采集，使得开关层冷集管的准确，保证带钢长度方向上温度波动精确、稳定可控，带钢长度方向性能稳定。此外，通过本发明，在保证带钢尾部温度受控外，还可有效保证带钢整体性能稳定，提高热轧产品的成材率。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (12)

1.一种抑制带钢在层流冷却过程中尾部温度波动的方法，所述方法包括步骤：

（a）当进行抛钢时，确定在层流冷却的粗调段开启的集管组数和在精调段开启的集管的根数；

（b）在层流冷却的出口连续检测多个温度值，并计算所述多个温度值的平均值T_n；

（c）计算所述平均值T_n与最终冷却目标温度T₀之间的温度差ΔT；

（d）当温度差ΔT大于补水温差Tm时，开启精调段的至少一根集管；

（e）当温度差ΔT小于停水温差Tk时，关闭精调段的至少一根集管；

（f）当温度差ΔT小于等于补水温差Tm并大于等于停水温差Tk时，确定在层流冷却的出口是否对带钢的温度检失；

（g）当确定在层流冷却的出口对带钢的温度没有检失时，进行步骤（b）；

（h）当确定在层流冷却的出口对带钢的温度检失时，结束所述方法，

其中，步骤（a）包括：

根据集管的喷水量、喷水温度计算粗调段的每组集管的热流密度；

根据计算的热流密度计算与每组集管相应的温降Δk；

根据温降Δk、最终冷却目标温度T₀、层流冷却的入口温度Tj，计算在粗调段需要开启的集管组数p，其中，对m进行向下取整获得p，m=(Tj-T₀)/Δk；

当m-p不大于零时，结束步骤（a）；

当m-p大于零时，计算在精调段需要开启的集管的根数n，

其中，n=（m-p）/(Δk/f)，其中，f是每组集管的根数。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在执行步骤（d）之后，确定在层流冷却的出口是否对带钢的温度检失。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：在执行步骤（e）之后，确定在层流冷却的出口是否对带钢的温度检失。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述多个温度值的平均值T_n的步骤（b）包括：删除所述多个温度值中的最高值和最低值，并计算剩余的温度值的平均值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，关闭精调段的至少一根集管的步骤包括：将紧邻当前关闭的集管的一根开启的集管关闭。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，开启精调段的至少一根集管的步骤包括：将紧邻当前开启的集管的一根关闭的集管开启。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，带钢轧制目标厚度越大，则补水温差Tm越小。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，带钢轧制目标厚度越大，则停水温差Tk越大。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，将带钢轧制目标厚度h分为多个区间，每个区间对应于一个补水温差Tm和一个停水温差Tk。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

当h≤5.0mm时，Tm=20，Tk=-18；

当5.0mm＜h≤8.0mm时，Tm=16，Tk=-14；

当8.0mm＜h时，Tm=13，Tk=-11。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，在层流冷却的出口以预定时间间隔连续检测多个温度值。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述预定时间间隔为50ms。

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