CN1974041A - 一种带钢卷取温度控制方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种带钢卷取温度控制方法及其装置，属于轧钢卷取温度的控制技术领域。包括喷水集管组成的冷却区和计算机控制系统，特征在于冷却区沿带钢的运行方向分布主冷段和精冷段两个冷却段并分别设置三处测温装置，用以检测带钢温度，并作为计算机控制系统的前馈参数，计算机控制系统将前馈参数与设定值进行比较并补偿，从而调整喷水集管的喷水量以及带钢的卷取速度控制带钢的卷取温度。应用该带钢卷取温度控制方法的装置其冷却区长度缩短，测温点减少，有效减少了其它因素对带钢冷却的影响，提高了带钢卷取温度的控制精度，有效的提高了带钢产品的机械性能，同时也大大减少了带钢在线的抽样数量。

Description

一种带钢卷取温度控制方法及其装置
技术领域
本发明属于轧钢卷取温度的控制技术领域，尤其涉及一种热轧带钢的卷取温度控制方法，以及应用该方法进行带钢卷取温度控制的装置。
背景技术
在热轧带钢生产过程中，热轧带钢的卷取温度对热轧带钢的组织结构和机械性能有着重要的影响。热轧带钢在离开精轧机后，进入卷取机之前，需要对热轧带钢进行快速冷却和精确控制，以实现理想的带钢卷取温度。
目前所采用的热轧带钢冷却系统均为上部层流集管和下部喷射集管组成的水冷却装置，该装置冷却的方法是利用多个测温点测得带钢卷取中的不同温度，通过对系统冷却曲线的模拟，控制上部层流集管和下部喷射集管的喷淋速度和喷水量，完成整个冷却过程。但现有的带钢卷取温度控制方法及其装置存在喷水冷却区过长、测温点过多、结构复杂而成本较高的缺点。
如2005年7月20日公开的中国专利申请200410021048.7提供了一种带钢层流冷却装置及其控制冷却方法，该装置主要由上层流集管和下喷射集管组成的冷却区所构成，边部设有侧吹机构，所述冷却区包括一个主冷段Z和一个精冷段J，主冷段Z和精冷段J均由多个上部层流集管组和相应数量的下部喷射集管组组成，主冷段Z上部集管组的每根集管上都设有一个控制阀门，下部集管组每两根集管设有一个控制阀门，精冷段J的上、下部集管组都是一根集管一个控制阀门，其特征在于该冷却装置由个带有各自的主冷段Z和精冷段J的冷却区，即前冷却区A和后冷却区B串接而成，其结构形式为：主冷段Z+精冷段J+主冷段Z+精冷段J。该冷却装置的控制冷却方法由计算机通过设定计算和反馈、前馈计算来完成。控制方法主要过程是：根据控制方式的要求进行模型计算，通过二级层流模型计算再经过一级模型计算后，控制冷却设备的动作结束设定计算的过程；分置于冷却区的四处测温装置将实际温度值回馈给一级模型，反复修正冷却方案，以保证设定值的实现。
该冷却装置虽然能够实现带钢卷取温度的计算机控制，但是由于冷却区过长，计算机冷却控制系统复杂反而增加了冷却因素的不确定性，另一方面测温点过多，这不仅增加了运行和控制成本，也相应的增加了控制难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有主冷段和精冷段的冷却区和三个测温点的带钢卷取温度控制方法及其装置，通过精短的冷却区和精确的控制方法实现带钢卷取点温度的精确控制，误差小，精确度高。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种带钢卷取温度控制方法，包括喷水集管组成的冷却区和计算机控制系统，其特征在于冷却区沿带钢的运行方向分布主冷段和精冷段两个冷却段，在喷水冷却区分别设置三处测温装置，用以检测带钢温度，并作为计算机控制系统的前馈参数，计算机控制系统将前馈参数与设定值进行比较并补偿，从而调整喷水集管的喷水量以及带钢的卷取速度控制带钢的卷取温度。
所述计算机控制系统的控制过程是：计算机控制系统中根据所需要冷却带钢进行冷却区初始参数的计算模型设定，该初始参数包括冷却区中主冷段和精冷段每个冷却区的喷水集管的喷水量大小以及热轧带钢的卷取速度；在进行冷却时，带钢依次通过主冷段和精冷段并通过分别设置在主冷段前端、主冷段和精冷段连接处、精冷段末端的测温装置依次测量冷却前的温度、中间温度和精调冷却后的温度，该温度值作为计算机控制系统的前馈参数，然后与设定模型进行比较并补偿，同时调整喷水集管的喷水量以及带钢的卷取速度。
所述冷却区由上部层流集管和下部喷射集管组成，主冷段前端、主冷段和精冷段连接处、精冷段末端分别设置测温装置。
所述的冷却区由十七组上部层流集管和同等数量的下部喷射集管组成，所述主冷段包含八组上部层流集管和下部喷射集管，精冷段由另九组上部层流集管和下部喷射集管组成，上部层流集管和下部喷射集管的喷水量沿带钢运行方向依次减小。
采用该带钢卷取温度控制方法的带钢卷取温度控制装置，包括冷却区和计算机控制系统，所述冷却区由上部层流集管和下部喷射集管组成，其特征在于，冷却区分为主冷段和精冷段，主冷段前端、主冷段和精冷段连接处、精冷段末端设置分别设置测温装置。
更进一步的讲，所述的冷却区由十七组上部层流集管和同等数量的下部喷射集管组成，所述主冷段包含八组上部层流集管和下部喷射集管，精冷段由另九组上部层流集管和下部喷射集管组成。
所述的主冷段沿带钢运行方向分为强冷区、次强冷却区和低强冷却区三个冷却区，第一、二组上部层流集管和下部喷射集管组成强冷区，第三和第四组组成次强冷却区，第五至第八组上部层流集管和下部喷射集管组成低强冷却区。
所述的测温装置与计算机控制系统的前馈系统相联接，计算机控制系统还与上部层流集管和下部喷射集管的喷水控制装置和带钢卷取驱动装置相联接。
该带钢卷取温度控制方法中仅采用两个冷却段和三个测温点，可以有效减少计算机控制系统的复杂程度，同时也能有效缩短冷却区的总长度，这也有效的将必然存在的外界因素的冷却效果的影响力大大减小，提高了温度控制的精确度。该带钢卷取温度控制装置通过少量的喷水集管对带钢进行降温，同时将带钢的卷取速度也作为有效的补偿参数，改善了补偿参数少造成了带钢降温控制精确度差的缺陷。
该带钢卷取温度控制装置设置在精轧机后端，带钢呈水平进入该卷取温度控制装置的冷却区，主冷段的前端，即带钢入口处设置有一测温装置，对带钢的初始温度进行测定，沿带钢的运行方向，依次分布有主冷段的强冷区、次强冷区和低强冷区，强冷区第一、二组上部层流集管和下部喷射集管的喷水量和喷水速度最大，即管径最大，次强冷区和低强冷区的上部层流集管和下部喷射集管的喷水量和喷水速度依次减小。精冷段的上部层流集管和下部喷射集管的喷水量和喷水速度最小，其主要用于精细调整，用于对主冷段的结果进行微调。
本发明的有益效果在于，该带钢卷取温度控制装置的冷却区长度缩短，测温点减少，温度控制方法简单精确，有效减少了其它因素对带钢冷却的影响，提高了带钢卷取温度的控制精度，经过该带钢卷取温度控制装置冷却的带钢实际卷取温度与目标温度的偏差控制在20℃以内，命中率在99.5％以上，有效的提高了带钢产品的机械性能，同时也大大减少了带钢在线的抽样数量。
附图说明
下面参考附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明实施例中温度控制装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中温度控制过程和温控装置的结构原理示意图。
具体实施方式
该带钢卷取温度控制方法是沿带钢的运行方向设置冷却区，依次分布主冷段和精冷段两个冷却段，在喷水冷却区分别设置三处测温装置，用以检测带钢温度，并作为计算机控制系统的前馈参数，计算机控制系统将前馈参数与设定值进行比较并补偿，从而调整喷水集管的喷水量以及带钢的卷取速度控制带钢的卷取温度。
如图，采用该温度控制方法的带钢卷取温度控制装置的冷却区主要由十七组上部层流集管和相应数量的下部喷射集管组成，所述冷却区由主冷段和精冷段两个冷却区串接而成。主冷却区包含有八组喷水集管，喷水集管组a为强冷区，喷水集管组b成为次强冷却区，喷水集管组c成低强冷却区。精冷段由九组喷水集管组成，主要对带钢的卷取冷却温度进行细微的调整，在主冷段前端分别设置测温装置1、主冷段和精冷段连接处设置测温装置2、精冷段末端设置测温装置3，用以检测温度的实际值，该测得的温度值作为前馈参数。该装置还包括一个计算机控制系统，所述的测温装置与该计算机控制系统的前馈系统相联接，计算机控制系统还与上部层流集管和下部喷射集管的喷水控制装置和带钢卷取驱动装置相联接。
所采用的带钢卷取温度控制方法中所采用的温度控制前馈系统。该系统主要包括一内置计算模型的计算机，通过计算机中的内部模型设定计算和前馈计算来完成整个温度控制过程。该控制的实现过程是：计算机控制系统中根据所需要冷却带钢进行冷却区初始参数的计算模型设定，该初始参数包括冷却区中主冷段和精冷段每个冷却区的喷水集管的喷水量大小以及热轧钢的卷取速度；在进行冷却时，带钢依次通过主冷段和精冷段并通过分别设置在主冷段前端、主冷段和精冷段连接处、精冷段末端的测温装置依次测量冷却前的温度、中间温度和精调冷却后的温度，该温度值作为计算机控制系统的前馈参数，然后与设定模型进行比较并补偿，同时调整喷水集管的喷水量以及带钢的卷取速度。

Claims (8)

1.一种带钢卷取温度控制方法，包括喷水集管组成的冷却区和计算机控制系统，其特征在于冷却区沿带钢的运行方向分布主冷段和精冷段两个冷却段，在喷水冷却区分别设置三处测温装置，用以检测带钢温度，并作为计算机控制系统的前馈参数，计算机控制系统将前馈参数与设定值进行比较并补偿，从而调整喷水集管的喷水量以及带钢的卷取速度控制带钢的卷取温度。
2.根据权利要求1所述的一种带钢卷取温度控制方法，其特征在于计算机控制系统的控制过程是：计算机控制系统中根据所需要冷却带钢进行冷却区初始参数的计算模型设定，该初始参数包括冷却区中主冷段和精冷段每个冷却区的喷水集管的喷水量大小以及热轧钢的卷取速度；在进行冷却时，带钢依次通过主冷段和精冷段并通过分别设置在主冷段前端、主冷段和精冷段连接处、精冷段末端的测温装置依次测量冷却前的温度、中间温度和精调冷却后的温度，该温度值作为计算机控制系统的前馈参数，然后与设定模型进行比较并补偿，同时调整喷水集管的喷水量以及带钢的卷取速度。
3.根据权利要求1所述的一种带钢卷取温度控制方法，其特征在于所述冷却区由上部层流集管和下部喷射集管组成，主冷段前端、主冷段和精冷段连接处、精冷段末端设置分别设置测温装置。
4.根据权利要求1所述的一种带钢卷取温度控制方法，其特征在于所述的冷却区由十七组上部层流集管和同等数量的下部喷射集管组成，所述主冷段包含八组上部层流集管和下部喷射集管，精冷段由另九组上部层流集管和下部喷射集管组成，上部层流集管和下部喷射集管的喷水量沿带钢运行方向依次减小。
5.采用权利要求1所述的控制方法的带钢卷取温度控制装置，包括冷却区和计算机控制系统，所述冷却区由上部层流集管和下部喷射集管组成，其特征在于，冷却区分为主冷段和精冷段，主冷段前端、主冷段和精冷段连接处、精冷段末端设置分别设置测温装置。
6.根据权利要求5所述的带钢卷取温度控制装置，其特征在于，所述的冷却区由十七组上部层流集管和同等数量的下部喷射集管组成，所述主冷段包含八组上部层流集管和下部喷射集管，精冷段由另九组上部层流集管和下部喷射集管组成。
7.根据权利要求5所述的带钢卷取温度控制装置，其特征在于所述的主冷段沿带钢运行方向分为强冷区、次强冷却区和低强冷却区三个冷却区，第一、二组上部层流集管和下部喷射集管组成强冷区，第三和第四组组成次强冷却区，第五至第八组上部层流集管和下部喷射集管组成低强冷却区。
8.根据权利要求5所述的一种带钢卷取温度控制装置，其特征在于所述的测温装置与计算机控制系统的前馈系统相联接，计算机控制系统还与上部层流集管和下部喷射集管的喷水控制装置和带钢卷取驱动装置相联接。
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