CN103611739A - 一种热轧层流侧喷优化计算方法 - Google Patents

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单修迎
郭立平
曹金生
郭占武
侯续廷
田佳歌
孙辉
谢声琳
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Abstract

本发明公开了一种热轧层流侧喷优化计算方法，它包括以下步骤：A.采集层流侧喷上、下喷嘴高度和散射角角度参数；B.建立上、下喷嘴喷射位置与角度、高度对应的几何关系；C.根据上、下喷嘴几何关系，计算侧喷水覆盖带钢宽度时，上、下喷嘴的对应的角度与高度曲线；D.根据实际喷嘴高度，计算喷嘴高度与实际喷嘴高度最接近的一组上、下喷嘴角度作为优化结果。本发明通过建立上、下喷嘴喷射位置与角度对应的几何关系，计算了侧喷水覆盖带钢宽度时，上、下喷嘴的对应的角度与喷嘴高度的对应曲线，利用该曲线与实际上、下喷嘴位置相比较，选择上、下喷嘴最优喷射角，从而减小带钢由于表面带水引起的质量问题。

Description

一种热轧层流侧喷优化计算方法
技术领域
本发明涉及一种热轧层流系统优化计算方法，具体地说是一种热轧层流侧喷优化计算方法。
背景技术
带钢轧后的冷却控制是热轧生产的一个重要环节，对板带加工性能、力学性能、物理性能有着重要影响，层流冷却是带钢轧后冷却控制最常用手段，是当前热连轧线上的重要设备之一。层流冷却过程中，由于带钢高速运动，带钢上表面出冷却区后往往还带有一部分水，为了消除表面带水对冷却的影响，层流冷却除了配备上下集管外，一般还配备有侧喷，侧喷位于层流侧挡板上，同一位置一般安装上下两个喷嘴，喷射方向与带钢运动方向垂直，从侧面吹扫带钢表面带水。如果侧喷吹扫效果不好，带钢上表带水较多，则影响带钢冷却的均匀性，进而会带来附加残余应力，如果附加残余应力过大，带钢则发生屈曲变形，出现起鼓、瓢曲、浪形等板形问题。层流侧喷精度的高低对最终成品的板形质量有着重要的影响，现场侧喷调整往往以经验为主，缺乏精确理论的指导，使用效果难以达到最优。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种热轧层流侧喷优化计算方法，通过建立侧喷喷嘴的几何关系模型，利用计算分析结果确定了侧喷喷嘴最优喷射角度，使侧喷在层流侧喷压力不变的条件下，喷出的水都打到带钢上，并且能均匀覆盖整个带钢宽度，提高侧喷的吹扫效果。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种热轧层流侧喷优化计算方法，其特征是，包括以下步骤：
一种热轧层流侧喷优化计算方法，该方法包括下述的步骤：
A、采集层流侧喷上、下喷嘴高度和散射角角度参数；
B、建立上、下喷嘴喷射位置与角度、高度对应的几何关系；
C、根据上、下喷嘴几何关系，计算侧喷水覆盖带钢宽度时，上、下喷嘴的对应的角度与高度曲线；
D、根据实际喷嘴高度，计算喷嘴高度与实际喷嘴高度最接近的一组上、下喷嘴角度作为优化结果。
上述的步骤B中，建立上、下喷嘴喷射位置与角度、高度对应的几何关系，上喷嘴几何关系如式（1）～式（3）所示，下喷嘴几何关系如式（4）～式（6）所示，
                                                          
Figure 2013105996777100002DEST_PATH_IMAGE001
以上式中：h1、h2分别为上、下喷嘴与带钢上下表面的高度，
θ1、θ2分别为上、下喷嘴的散射角，
α1、α2分别为上、下喷嘴喷射角，
hs、Ls分别为带钢的厚度和宽度，
L1、L2分别为上、下喷嘴上下喷嘴覆盖的带钢宽度，
Ld为带钢安装侧喷一侧带钢端部与侧导板的距离；
C、根据上、下喷嘴几何关系，计算侧喷水覆盖带钢宽度时，上、下喷嘴的对应的角度与高度曲线；
D、根据实际喷嘴高度，计算喷嘴高度与实际喷嘴高度最接近的一组上、下喷嘴角度作为优化结果。
本发明的有益效果是，本发明通过建立上、下喷嘴喷射位置与角度对应的几何关系，计算了侧喷水覆盖带钢宽度时，上、下喷嘴的对应的角度与高度曲线，利用该曲线与实际上、下喷嘴位置相比较，选择上、下喷嘴最优喷射角，从而减小带钢由于表面带水引起的质量问题。
附图说明
图1为层流侧喷示意图；
图2为本发明的方法流程图；
图3（a）为本发明计算的上喷嘴覆盖不同区域时的喷嘴角度曲线；
图3（b）为本发明计算的下喷嘴覆盖不同区域时的喷嘴角度曲线；
图4（a）为本发明计算的上喷嘴覆盖不同区域时的喷嘴高度曲线；
图4（b）为本发明计算的下喷嘴覆盖不同区域时的喷嘴高度曲线；
图5为本发明实施后的典型产品板形状态。
具体实施方式
 下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。
一种热轧层流侧喷优化计算方法，该方法包括下述的步骤：
A、采集层流侧喷上、下喷嘴高度和散射角角度参数；
B、建立上、下喷嘴喷射位置与角度、高度对应的几何关系；
上喷嘴几何关系如式（1）～式（3）所示，下喷嘴几何关系如式（4）～式（6）所示，
              
Figure 506202DEST_PATH_IMAGE001
以上式中：h1、h2分别为上、下喷嘴与带钢上下表面的高度，
θ1、θ2分别为上、下喷嘴的散射角，
α1、α2分别为上、下喷嘴喷射角，
hs、Ls分别为带钢的厚度和宽度，
L1、L2分别为上、下喷嘴上下喷嘴覆盖的带钢宽度，
Ld为带钢安装侧喷一侧带钢端部与侧导板的距离；
C、根据上、下喷嘴几何关系，计算侧喷水覆盖带钢宽度时，上、下喷嘴的对应的角度与高度曲线；
D、根据实际喷嘴高度，计算喷嘴高度与实际喷嘴高度最接近的一组上、下喷嘴角度作为优化结果。
通过采用本发明所提出的一种热轧层流侧喷优化计算方法,对某1700mm热连轧机层流侧喷进行了计算分析。上喷嘴高度为220 mm、下喷嘴高度为160 mm，喷嘴散射角为15°。根据本实施例的计算方法，计算了上、下喷嘴覆盖不同区域时的喷嘴角度和高度曲线，分别如图3和图4所示，对比图中曲线，上、下喷嘴角度分别在75°和80°左右时，计算的喷嘴高度与实际喷嘴高度较接近，因此将其作为优化结果。优化结果应用后，板形缺陷大幅减少，图5为实施后的典型产品板形状态。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种热轧层流侧喷优化计算方法，其特征在于，该方法包括下述的步骤：
A、采集层流侧喷上、下喷嘴高度和散射角角度参数；
B、建立上、下喷嘴喷射位置与角度、高度对应的几何关系；
C、根据上、下喷嘴几何关系，计算侧喷水覆盖带钢宽度时，上、下喷嘴的对应的角度与高度曲线；
D、根据实际喷嘴高度，计算喷嘴高度与实际喷嘴高度最接近的一组上、下喷嘴角度作为优化结果。
2.如权利要求1所述的一种热轧层流侧喷优化计算方法，其特征在于，所述的步骤B中，建立上、下喷嘴喷射位置与角度、高度对应的几何关系，上喷嘴几何关系如式（1）～式（3）所示，下喷嘴几何关系如式（4）～式（6）所示，
Figure 623120DEST_PATH_IMAGE001
以上式中：h1、h2分别为上、下喷嘴与带钢上下表面的高度，
θ1、θ2分别为上、下喷嘴的散射角，
α1、α2分别为上、下喷嘴喷射角，
hs、Ls分别为带钢的厚度和宽度，
L1、L2分别为上、下喷嘴上下喷嘴覆盖的带钢宽度，
Ld为带钢安装侧喷一侧带钢端部与侧导板的距离。
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