CN104138911B - 一种中厚板中间坯快速水冷却控温的方法 - Google Patents

一种中厚板中间坯快速水冷却控温的方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种中厚板中间坯快速水冷却控温的方法，该方法涉及的装置包括有轧机的控轧控冷***，其特征在于在控轧控冷工艺中，第一次轧制结束后，中间坯进入层流冷却区进行冷却控制；水冷结束后，将中间坯从层流冷却区传送到待温区等待；当中间坯表面温度与心部温度恢复均匀进入第二阶段轧制。水冷控温工艺与空冷控温相比可大幅地降低待温时间，根据实验得知，采用水冷控温时间只有2-3分钟，而空冷则长达7-8分钟，厚一点的冷却时间可达10多分钟。这一技术极大地提高生产效率，具有极高社会经济效益。

Description

一种中厚板中间坯快速水冷却控温的方法
技术领域
本发明涉及到数学模型在热轧板带轧机过程控制计算机上的应用，尤其是涉及一种中厚板中间坯快速水冷控温的方法。
背景技术
为了适应市场的激烈竞争，开发新品，提高产品质量是众多中厚板生产企业提高竞争能力的必要途径，其控制生产工艺中的控轧控冷工艺是其关键的工艺，它直接影响着生产成本、效率和质量。控轧控冷工艺中的技术难点是控冷技术。现有的中厚板控轧工艺在控冷阶段主要采用空冷的方式进行冷却，当中间坯较厚时空冷时间太长，一般冷却时间在7-8分钟，厚一点的冷却时间可达10多分钟，而如此长的控温时间严重的影响了生产节奏和产量。现有的控冷阶段均采用有限元方法模型进行控制，其主要用于控制扎后冷却的，冷却模式是层流冷却，但是这一模型不能用于中间坯的控制。而市场需求的钢板80％以上需要进行控制轧制，因此必须采取不同的冷却方式和控冷方法降低控温时间，如何对中间坯快速控温，与控轧工艺结合，尽量减少轧后钢板的温差是众多钢厂一直在寻求解决的难题之一。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种冷却效率快、效率高的使中间坯快速水冷控温的方法。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种中厚板中间坯快速水冷控温的方法，该方法涉及的装置包括有轧机的控轧控冷***，其特征在于在控轧控冷工艺中，第一阶段轧制结束后，中间坯进入层流冷却区进行冷却控制；水冷结束后，将中间坯从层流冷却区传送到待温区等待；当中间坯表面温度与心部温度恢复均匀进入第二阶段轧制。
本发明采用的进一步技术方案为：
进一步的，所述轧机的控轧控冷***包括有轧机一级控制***、轧机二级控制***，所述轧机二级控制***的模型包括中间坯数据模型，层流冷却模型；所述中间坯数据模型是对中间坯实现分段检测，在控轧板第一阶段最后一道咬钢时将中间坯各分段控制点的实测温度、厚度、速度及中间坯终冷目标控制温度发送到层流冷却模型；同时所述层流冷却模型接收中间坯数据模型发送来的中间坯相关数据，并对中间坯进行分段跟踪，对每一段中间坯的水冷目标温度分别计算设定，同时触发层流冷却模型计算层流集管的设定数据。
进一步的，所述中间坯厚度数据为在厚度方向上分七层进行有限差分计算设定。
进一步的，所述触发层流冷却模型计算出层流集管设定数据为层流冷却模型计算出水冷到目标温度需要开启的集管组数、开启集管的方式以及水冷后表面温度恢复时间，同时由层流冷却模型自动计算预留1-2分钟，使中间坯表面温度恢复到与心部温度相近，温度差不超过20℃。
进一步的，所述当中间坯表面温度与心部温度恢复均匀为实测的中间坯表面温度不再升高。
进一步的，所述中间坯分段控制点间的间距为1至2米。
进一步的，所述中间坯分段控制点间的间距为1.5米。
本发明的有益效果是：水冷控温工艺与空冷控温相比可大幅地降低待温时间，根据实验得知，采用水冷控温时间只有2-3分钟，而空冷则长达7-8分钟，厚一点的冷却时间可达10多分钟。这一技术极大地提高生产效率，具有极高社会经济效益。
附图说明
图1为中间坯在机前辊道示意图；
图2为中间坯进入层流区示意图。
具体实施方式
本实施例一种中厚板中间坯快速水冷控温的方法：该方法涉及的装置包括有轧机的控轧控冷***，控轧控冷***包括有轧机一级控制***、轧机二级控制***，轧机二级控制***模型包括中间坯数据模型，层流冷却模型；中间坯数据模型是对中间坯实现分段检测，在控轧板第一阶段最后一道咬钢时将中间坯各分段控制点的实测温度、厚度、速度及中间坯终冷目标控制温度发送到层流冷却模型；中间坯厚度数据为在厚度方向上分七层进行有限差分计算设定。同时层流冷却模型接收中间坯数据模型发送来的中间坯相关数据，并对中间坯进行分段跟踪，中间坯分段控制点间的间距为1.5米。对每一段分别计算设定数据，触发层流冷却模型计算出层流集管设定数据。层流集管设定数据为层流冷却模型计算出水冷到目标温度需要开启的集管组数、开启集管的方式以及水冷后表面温度恢复时间，同时由层流冷却模型自动计算预留1-2分钟，使中间坯表面温度恢复到与心部温度相近，温度差不超过20℃。
修改一级控制软件，使中间坯在第一次轧制结束后，进入层流冷却区进行冷却控制；水冷结束后，将中间坯从层流冷却区传送到待温区等待；当中间坯表面温度与心部温度恢复均匀进入第二阶段轧制。
下面以生产15mm的X65管线钢为例，如图1至2所示：将经过加热炉1、除磷机2后的钢坯，温度为1200℃，由辊道送入轧机3，轧制到目标厚度的4倍，即60mm厚结束粗轧。在粗轧即第一轧最后一道咬钢时，轧机二级控制***的中间坯数据模型将中间坯的温度、厚度、速度、钢种、轧制方式、中间坯目标终冷温度等参数发送到层流冷却模型，层流冷却模型将根据钢种、轧制方式、厚度等不同参数自动计算出中间坯水冷目标温度，一般为比中间坯目标终冷温度高30-80℃。
同时触发层流冷却模型计算出层流冷却区4集管开启组数和开启方式。当层流入口高温计探测到钢板头部时，冷却模型将启动分段跟踪功能，每段段长为1.5米，对进入层流冷却区4的每一段钢板采用实时数据分别计算集管开启方式和组数。并对层流冷却区的各段钢板进行实时跟踪。水冷结束后，钢板有辊道送到机前辊道摆动冷却，当表面温度回升到略高于930℃，温度开始停止升高，然后开始下降，当表面温度下降到930度后，辊道将中间坯送到轧机开始精轧阶段的轧制，直至轧制到目标厚度15mm。
通过对软件、模型的更改实现了模型的前馈、反馈闭环控制，同时实现对钢板中间坯的分段跟踪，沿长度方向每1.5米为一段，对每一段分别计算设定数据。对钢板温度在厚度方向上分七层进行有限差分计算，从而保证温度计算的精度。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种中厚板中间坯快速水冷却控温的方法，该方法涉及的装置包括有轧机的控轧控冷***，在控轧控冷工艺中，第一阶段轧制结束后，中间坯进入层流冷却区进行冷却控制；水冷结束后，将中间坯从层流冷却区传送到待温区等待；当中间坯表面温度与心部温度恢复均匀进入第二阶段轧制；其特征在于：所述轧机的控轧控冷***包括有轧机一级控制***、轧机二级控制***，所述轧机二级控制***的模型包括中间坯数据模型、层流冷却模型；所述中间坯数据模型是对中间坯实现分段检测，在控轧板第一阶段最后一道咬钢时将中间坯各分段控制点的实测温度、厚度、速度及中间坯终冷目标控制温度发送到层流冷却模型；同时所述层流冷却模型接收中间坯数据模型发送来的中间坯相关数据，并对中间坯进行分段跟踪，对每一段中间坯的水冷目标温度分别计算设定，同时触发层流冷却模型计算出层流集管设定数据。
2.根据权利要求1所述的一种中厚板中间坯快速水冷控温的方法，其特征在于：所述中间坯的厚度数据为在厚度方向上分七层进行有限差分计算设定。
3.根据权利要求2所述的一种中厚板中间坯快速水冷控温的方法，其特征在于：所述触发层流冷却模型计算出层流集管设定数据为层流冷却模型计算出水冷到目标温度需要开启的集管组数、开启集管的方式以及水冷后表面温度恢复时间，同时由层流冷却模型自动计算预留1-2分钟，使中间坯表面温度恢复到与心部温度相近，温度差不超过20℃。
4.根据权利要求3所述的一种中厚板中间坯快速水冷控温的方法，其特征在于：所述当中间坯表面温度与心部温度恢复均匀为实测的中间坯表面温度不再升高。
5.根据权利要求4所述的一种中厚板中间坯快速水冷控温的方法，其特征在于：所述中间坯的分段控制点间的间距为1至2米。
6.根据权利要求5所述的一种中厚板中间坯快速水冷控温的方法，其特征在于：所述中间坯的分段控制点间的间距为1.5米。
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