CN116689513A - 一种热轧带钢的层流冷却控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧带钢的层流冷却控制方法，其特征在于：包括有温度前馈控制的双调节模式、自学习模块、修正设定模块、层流冷却区和喷水阀门组成，分为以下步骤：步骤一，精轧机咬钢；步骤二，模型与设定；步骤三，带钢跟踪；步骤四，动态设定；步骤五，精调控制；步骤六，层冷后高温计测量；步骤七，反馈控制；步骤八，模型自学习。本发明乳化炸药地面站基质仓残药控制方法通过热轧板带在出精轧后，带钢层流冷却过程中温度控制方法的开发及应用，通过将精调区划分成三段，在中间段增设一个高温计，控制策略区别于其他热轧板带卷取温度控制模式，实现了温降超出300℃以上钢种控制精度的提升，有利于低温卷取带钢的性能均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及热轧带钢生产技术领域，具体为一种热轧带钢的层流冷却控制方法。
背景技术
热轧机组根据产品大纲设计要求，厚度1.2-19mm，宽度900-1630mm，品种覆盖冷轧原料、汽车结构用钢、船用钢、集装箱用钢、高强钢、管线钢等60多个品种产品。热连轧生产线带钢产品的力学性能是冶金工作者高度关注的重要方面之一，其与带钢在冷却辊道上经历的冷却过程密切相关。离开最后一个精轧机架F7的带钢，经过一段喷水冷却区的强制水冷后被卷取机咬入并卷取，冷却区中上下对称布置了21组喷水架，前18组喷水架为精调区，每组有4个喷水集管，每个上集管有2排U型管，后3组喷水架为微调区，每组有8个喷水集管，每个上集管有2排U型管，辊道上部喷水集管流出的水落到带钢表面上，以层流水的形式进行带钢冷却。带钢两侧面布置有23组侧喷集管，用于清除上组集管落到带钢表面的冷却水。
经检索，专利公告号为CN112404148A热轧带钢层流冷却装置及其控制方法，包括中间冷却段和末端侧喷水组，所述中间冷却段用于对钢带进行冷却，所述末端侧喷水组也用于对钢带进行冷却；所述末端侧喷水组包括在钢带输送方向的侧面设置的至少一个喷水嘴，所述喷水嘴的吹扫角度大于或者等于所述钢带的宽度，所述喷水嘴的喷水方向偏向所述钢带输送方向或者偏向所述钢带输送方向的反方向，且所述喷水嘴的喷水方向和左右方向呈锐角现有的热轧带钢的层流冷却控制方法存在的缺陷：
层流冷却的控制必须根据生产工艺的要求，采用不同的冷却模式，满足不同产品的要求，实现带钢冷却温度高精度控制。控制热轧带钢卷取温度最常用的冷却模式有前段主冷、稀疏冷却、后段主冷等冷却模式，对于工艺制度要求精轧温度890℃以上，冷却温度低于590℃以下，这种温降超出300℃以上，需要喷水量大的钢种，例如双相钢，采用上述三种冷却模式后，冷却精度控制偏低，卷取温度命中率低，经常出现前部精调段喷水量大或不足情况，微调段参与反馈控制弥补程度不足，同时对微调区后的测温计造成干扰，无法实现卷取温度反馈后的闭环精准控制，造成卷取温度命中率偏低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热轧带钢的层流冷却控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种热轧带钢的层流冷却控制方法，包括有温度前馈控制的双调节模式、自学习模块、修正设定模块、层流冷却区和喷水阀门组成，分为以下步骤：步骤一，精轧机咬钢；步骤二，模型与设定；步骤三，带钢跟踪；步骤四，动态设定；步骤五，精调前端与后端控制；步骤六，层冷后高温计测量；步骤七，反馈控制；步骤八，模型自学习；
其中上述步骤一中：第一台精轧机咬钢时，基础自动化控制给过程自动化控制发送事件信号，启动层流冷却控制系统的L2级作预设定；
其中上述步骤二中：计算机将在卷取温度预报模型的基础上选择带钢的冷却策略；
其中上述步骤三中：当预设定完成后，将上述预设定结果传送给基础自动化控制级计算机进行预设定控制，随后进行带钢的头部跟踪；
其中上述步骤四中，启动动态修正，修正由于终轧速度、终轧温度和终轧厚度对开阀数的影响，动态修正计算是控制系统的前馈控制；
其中上述步骤五中：用精轧出口高温计的测量值来控制精调前段的冷却，使带钢在经过中间空冷段前就消化掉终轧出口温度、速度、厚度波动带来的影响，得到一个较为稳定的目标中间温度；
其中上述步骤六中：用中间段高温计的测量值来控制精调后段的冷却。由于是在一个比较稳定的温度基础上进行微量调整，而且相对于精调前段，是个较短的工艺流程，因此成功地规避了反馈控制的“时滞性”，得到了理想的控制结果；
其中上述步骤七中：当有带钢段出层流区的高温计时，L2级会进行带钢段之间的自适应，对模型计算进行修正，带钢段之间的自适应是控制系统的反馈控制；
其中上述步骤八中：自学习功能分为长期自学习和短期自学习。其中短期自学习系数直接用于下一块同组别带钢长期自学习系数存储于带钢长期自学习系数表中，供换组别轧制首块钢时调用。
优选的，所述步骤四中动态修正设定模块是一个不断进行的周期计算过程可根据精轧出口温度和速度的变化情况计算与此变化相对应的集管组态，并实现冷却区上所有控制点的集管组态编辑输出。
优选的，所述步骤五中对层流冷却区的前后段精调，使层流冷却区成功地规避了反馈控制的“时滞性”，得到了理想的控制结果。
优选的，所述步骤六中的高温计检测的数据与预设定目标温度比对，根据比对结果开启精调后段冷却集管组数的喷水阀门，提升了装置的准确性。
优选的，所述步骤八中，自学习模块功能分为长期自学习和短期自学习。其中短期自学习系数直接用于下一块同组别带钢长期自学习系数存储于带钢长期自学习系数表中，供换组别轧制首块钢时调用，提升了装置的功能性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将精调区划分成三段，在中间段增设一个高温计，控制策略区别于其他热轧板带卷取温度控制模式，实现了温降超出300℃以上钢种控制精度的提升，命中率指标较以往提高5％以上，有利于低温卷取带钢的性能均匀性；改善了钢卷由于冷却不均导致的后续开卷后容易出现的板形缺陷。
附图说明
图1为本发明的层流冷却工艺布置图示意图；
图2为本发明的双调节模式控制过程示意图；
图3为本发明的双调节冷却模式流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1，本发明提供的实施例：一种热轧带钢的层流冷却控制方法，包括有温度前馈控制的双调节模式、自学习模块、修正设定模块、层流冷却区和喷水阀门组成，分为以下步骤：步骤一，精轧机咬钢；步骤二，模型与设定；步骤三，带钢跟踪；步骤四，动态设定；步骤五，精调前端与后端控制；步骤六，层冷后高温计测量；步骤七，反馈控制；步骤八，模型自学习；
其中上述步骤一中：第一台精轧机咬钢时，基础自动化控制给过程自动化控制发送事件信号，启动层流冷却控制系统作预设定；
其中上述步骤二中：计算机将在卷取温度预报模型的基础上选择带钢的冷却策略；
其中上述步骤三中：当预设定完成后，将上述预设定结果传送给基础自动化控制级计算机进行预设定控制，随后进行带钢的头部跟踪，当判断带钢进入层流冷却区时，考虑阀门的开启延时，提前打开阀门，在整个带钢的头部通过层冷区时，会依次按照预设定的结果开阀；
其中上述步骤四中：L2级启动动态修正，修正由于终轧速度、终轧温度和终轧厚度对开阀数的影响，动态修正计算是控制系统的前馈控制，当L1级的尾部跟踪程序跟踪到带钢的尾部进入层冷区时，会依次关闭阀门；当尾部离开层流区时，L2级启动带钢之间的自学习；
其中上述步骤五中：用精轧出口高温计的测量值来控制精调前段的冷却，使带钢在经过中间空冷段前就消化掉终轧出口温度、速度、厚度波动带来的影响，得到一个较为稳定的目标中间温度；
其中上述步骤六中：用中间段高温计的测量值来控制精调后段的冷却。由于是在一个比较稳定的温度基础上进行微量调整，而且相对于精调前段，是个较短的工艺流程，因此成功地规避了反馈控制的“时滞性”，得到了理想的控制结果；
其中上述步骤七中：当有带钢段出层流区的高温计时，L2级会进行带钢段之间的自适应，对模型计算进行修正，带钢段之间的自适应是控制系统的反馈控制；
其中上述步骤八中：自学习功能分为长期自学习和短期自学习。其中短期自学习系数直接用于下一块同组别带钢长期自学习系数存储于带钢长期自学习系数表中，供换组别轧制首块钢时调用。
实施例2
步骤四中根据实测的精轧出口温度、带钢实际速度和实际厚度，为达到目标卷取温度计算集管组态，步骤五中当中间高温计检测到带钢温度时，与预设定目标温度比对，根据比对结果开启精调后段冷却集管组数的喷水阀门，步骤七中整个层流冷却系统就形成了一个前馈控制双调节和反馈控制相结合的控制系统，从而保证了控制系统的精度，步骤八中自学习系数直接用于下一块同组别带钢长期自学习系数存储于带钢长期自学习系数表中，供换组别轧制首块钢时调用；
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
最后所要说明的是：以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种热轧带钢的层流冷却控制方法，包括有温度前馈控制的双调节模式、自学习模块、修正设定模块、层流冷却区和喷水阀门组成，分为以下步骤：步骤一，精轧机咬钢；步骤二，级模型与设定；步骤三，带钢跟踪；步骤四，动态设定；步骤五，精调前端与后端控制；步骤六，层冷后高温计测量；步骤七，反馈控制；步骤八，模型自学习；其特征在于：
其中上述步骤一中：第一台精轧机咬钢时，基础自动化控制给过程自动化控制发送事件信号，启动层流冷却控制系统作预设定；
其中上述步骤二中：计算机将在卷取温度预报模型的基础上选择带钢的冷却策略；
其中上述步骤三中：当预设定完成后，将上述预设定结果传送给基础自动化控制级计算机进行预设定控制，随后进行带钢的头部跟踪，当判断带钢进入层流冷却区时，考虑阀门的开启延时，提前打开阀门，在整个带钢的头部通过层冷区时，会依次按照预设定的结果开阀；
其中上述步骤四中：启动动态修正，修正由于终轧速度、终轧温度和终轧厚度对开阀数的影响，动态修正计算是控制系统的前馈控制，当尾部跟踪程序跟踪到带钢的尾部进入层冷区时，会依次关闭阀门；当尾部离开层流区时，启动带钢之间的自学习；
其中上述步骤五中：用精轧出口高温计的测量值来控制精调前段的冷却，使带钢在经过中间空冷段前就消化掉终轧出口温度、速度、厚度波动带来的影响，得到一个较为稳定的目标中间温度；
其中上述步骤六中：用中间段高温计的测量值来控制精调后段的冷却。由于是在一个比较稳定的温度基础上进行微量调整，而且相对于精调前段，是个较短的工艺流程，因此成功地规避了反馈控制的“时滞性”，得到了理想的控制结果；
其中上述步骤七中：当有带钢段出层流区的高温计时，会进行带钢段之间的自适应，对模型计算进行修正，带钢段之间的自适应是控制系统的反馈控制；
其中上述步骤八中：自学习功能分为长期自学习和短期自学习。其中短期自学习系数直接用于下一块同组别带钢长期自学习系数存储于带钢长期自学习系数表中，供换组别轧制首块钢时调用。
2.根据权利要求1所述的一种热轧带钢的层流冷却控制方法，其特征在于：所述步骤四中根据实测的精轧出口温度、带钢实际速度和实际厚度，为达到目标卷取温度计算集管组态。
3.根据权利要求1所述的一种热轧带钢的层流冷却控制方法，其特征在于：所述步骤五中当中间高温计检测到带钢温度时，与预设定目标温度比对，根据比对结果开启精调后段冷却集管组数的喷水阀门。
4.根据权利要求1所述的一种热轧带钢的层流冷却控制方法，其特征在于：所述步骤七中整个层流冷却系统就形成了一个前馈控制双调节和反馈控制相结合的控制系统，从而保证了控制系统的精度。
5.根据权利要求1所述的一种热轧带钢的层流冷却控制方法，其特征在于：所述步骤八中自学习系数直接用于下一块同组别带钢长期自学习系数存储于带钢长期自学习系数表中，供换组别轧制首块钢时调用。
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