CN109604355A - 热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法 - Google Patents

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董庆玮
周恩会
黄森
余成刚
范礼松
陈浩
周伟军
黄芳
李万军
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Zhangjiagang Hongchang Steel Plate Co Ltd
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Jiangsu Shagang Group Co Ltd
Zhangjiagang Hongchang Steel Plate Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，其具体步骤如下：(1)、目标标定：标定需要流量对应的变频器升速阶段的目标频率和供水升速阶段调节阀的目标位置；(2)、待机：水泵以固定的待机频率运行，待机频率由变频器性能和能耗统计数据确定；(3)、信息获取：轧机咬住热轧带钢瞬间，泵站控制***从超快速冷却***获取信息，并进行供水模式选择；(4)、升速：泵站控制***控制水泵从待机频率开始升速至目标频率，并将调节阀设定至目标位置；(5)、放水：热轧带钢头部到达超快速冷却***，超快速冷却***的集管开阀放水，并投入PID闭环控制；(6)、当热轧带钢尾部离开超快速冷却***，变频器降速至待机频率。

Description

热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法
技术领域
本申请属于钢铁加工制造技术领域，特别是涉及一种热轧带钢超快速冷却泵站恒压供水控制方法。
背景技术
超快速冷却主要依靠冷却水与带钢表面进行热交换，达到冷却的目的，而冷却水的压力、流量，以及密度等参数，对冷却效果都有非常重要的影响。为了保证超快速冷却出口处的温度控制精度，超快速冷却***要求各集管出口处压力恒定，依据工艺可对集管出口处的流量进行调节。如何消除生产过程中，因为冷却水的压力和流量等参数的波动对超快冷出口温度精度控制的影响，是供水***控制策略首要需解决的问题。目前各带钢生产线的超快速冷却供水普遍采用的是全流程PID控制，头部压力波动大，，可达目标压力的-50％-180％。某热轧生产线超快速冷却全程PID闭环控制供水实测压力曲线见图2(图中直线为设定压力，曲线为实际测量压力)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，其具体步骤如下：
(1)、目标标定：在需求的恒定压力下，设定一个需求流量，超快速冷却***的供水管各支路开闭阀打开，手动控制调节阀位置和变频器频率，当实际流量达到设定流量时，快速冷却***自动记录下此时的变频器频率和调节阀位置，并将此时的变频器的频率作为当前设定流量的变频器升速阶段目标频率，调节阀位置作为超快冷供水升速阶段调节阀的目标位置；
(2)、待机：高压变频水泵以固定的待机频率运行，待机频率由变频器性能和能耗统计数据确定；
(3)、信息获取：轧机咬住热轧带钢瞬间，泵站控制***从超快速冷却***获取供水压力和流量、热轧带钢头部运行速度和加速度、变频器的目标频率和调节阀的目标位置信息，并进行供水模式选择(即供水压力值选择)；
(4)、升速：泵站控制***控制水泵从待机频率开始分段匀升速至目标频率，并将调节阀设定至目标位置，泵站控制***控制水泵分段方式匀升速采用时间分段，每1秒钟为一段，通过公式(1)求出每秒钟的升速频率，即升速刻度γ，计算公式为：
其中，hp—变频器升速阶段的目标频率(Hz)；h0—变频器的初始频率(Hz)，t—变频器升速时间(s)，计算公式为：
其中，t—变频器升速时间(s)；v0—轧机咬钢瞬间热轧带钢头部运行速度(m/s)；av—板坯头部运行平均加速度(m/s2)；s—常量，轧机到超快速冷却***第一根集管的距离(m)；将公式(2)带入公式(1)可得：
得到升速刻度γ的值。；
(5)、放水：热轧带钢头部到达超快速冷却***，超快速冷却***的集管开阀放水，并投入PID闭环控制；
(6)、当热轧带钢尾部离开超快速冷却***，变频器降速至待机频率，等待下一块热轧带钢，并重复步骤(3)～(6)。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明所述的热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，在轧制间隙期间，水泵低频待机，具有节能效果；在高压变频水泵升速阶段，采用分段升速，可降低升速期间对管路的冲击；头部分段升速配合目标频率提前标定的方式，可降低阀门打开瞬间压力剧烈波动导致的冷却温度精度降低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明具体实施例中热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法的流程图。
图2所示为现有技术中超快速冷却全程PID闭环控制供水实测压力曲线。
图3所示为本发明具体实施例中供水实测压力曲线。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
结合图1所示，本发明具体实施例所述的热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法包括以下步骤：
(1)、目标标定：在需求的恒定压力下，设定一个需求流量，超快速冷却***的供水管各支路开闭阀打开，手动控制调节阀位置和变频器频率，当实际流量达到设定流量时，快速冷却***自动记录下此时的变频器频率和调节阀位置，并将此时的变频器的频率作为当前设定流量的变频器升速阶段目标频率，调节阀位置作为超快冷供水升速阶段调节阀的目标位置；
(2)、待机：高压变频水泵以固定的待机频率运行，待机频率由变频器性能和能耗统计数据确定；
(3)、信息获取：轧机咬住热轧带钢瞬间，泵站控制***从超快速冷却***获取供水压力和流量、热轧带钢头部运行速度和加速度、变频器的目标频率和调节阀的目标位置信息，并进行供水模式选择；
(4)、升速：泵站控制***控制水泵从待机频率开始分段匀升速至目标频率，并将调节阀设定至目标位置，调节阀的位置可以在步骤(1)中确定后保持不动，泵站控制***控制水泵分段方式匀升速采用时间分段，每1秒钟为一段，通过公式(1)求出每秒钟的升速频率，即升速刻度γ，计算公式为：
其中，hp—变频器升速阶段的目标频率(Hz)；h0—变频器的初始频率(Hz)，t—变频器升速时间(s)，计算公式为：
其中，t—变频器升速时间(s)；v0—轧机咬钢瞬间热轧带钢头部运行速度(m/s)；av—板坯头部运行平均加速度(m/s2)；s—常量，轧机到超快速冷却***第一根集管的距离(m)；将公式(2)带入公式(1)可得：
得到升速刻度γ的值。；
(5)、放水：热轧带钢头部到达超快速冷却***的第一根集管，超快速冷却***的集管开阀放水，并投入PID闭环控制；
(6)、当热轧带钢尾部离开超快速冷却***的最后一根集管，变频器降速至待机频率，按照此方法实现的升速阶段开环的恒压供水控制方法实际供水压力曲线见图3，图中直线为设定压力，曲线为实际测量压力，从图中可以看出，整个供水阶段的压力都很稳定，可以满足生产工艺的要求。
图3曲线为调试阶段轧制的某块钢种为Q235的带钢，设定压力为0.4MPa，设定需求流量为2500m3/h，标定频率即升速阶段的目标频率hp＝37Hz，变频器的初始频率即待机频率h0＝15Hz，带钢头部平均加速度av＝1.51m/s2，轧机到超快冷第一根集管的距离S＝23m，带钢头部初速度v0＝2.1m/s，计算的升速刻度γ＝5.1Hz。实际生产中，标定阶段需对不同流量需求，不同压力需求对目标频率进行分别标定，带钢轧制阶段会通过索引方式依据需求流量和需求压力和标定结果确定目标频率，但是因为实际轧制速度等其它参数会因为现场实际情况不尽相同，所以在轧制每块钢(含同钢种同规格的带钢)时的计算升速刻度也不尽相同。
综上所述，本发明所述的热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，在轧制间隙期间，水泵低频待机，具有节能效果；在高压变频水泵升速阶段，采用分段升速，可降低升速期间对管路的冲击；头部分段升速配合目标频率提前标定的方式，可降低阀门打开瞬间压力剧烈波动导致的冷却温度精度降低的问题。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (5)

1.一种热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，，其特征在于具体步骤如下：(1)、目标标定：标定需要流量对应的变频器升速阶段的目标频率和供水升速阶段调节阀的目标位置；(2)、待机：水泵以固定的待机频率运行，待机频率由变频器性能和能耗统计数据确定；(3)、信息获取：轧机咬住热轧带钢瞬间，泵站控制***从超快速冷却***获取信息，并进行供水模式选择；(4)、升速：泵站控制***控制水泵从待机频率开始分段匀升速至目标频率，并将调节阀设定至目标位置；(5)、放水：热轧带钢头部到达超快速冷却***，超快速冷却***的集管开阀放水，并投入PID闭环控制；(6)、当热轧带钢尾部离开超快速冷却***，变频器降速至待机频率。
2.根据权利要求1所述的热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，其特征在于：步骤(1)中变频器升速阶段的目标频率和供水升速阶段调节阀的目标位置的标定方法：在需求的恒定压力下，设定一个需求流量，超快速冷却***的供水管各支路开闭阀打开，手动控制调节阀位置和变频器频率，当实际流量达到设定流量时，快速冷却***自动记录下此时的变频器频率和调节阀位置，并将此时的变频器的频率作为当前设定流量的变频器升速阶段目标频率，调节阀位置作为超快冷供水升速阶段调节阀的目标位置。
3.根据权利要求1所述的热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，其特征在于：步骤(2)中所述水泵采用高压变频水泵。
4.根据权利要求1所述的热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，其特征在于：步骤(3)中所述泵站控制***从超快速冷却***获取的信息至少包括供水压力和流量、热轧带钢头部运行速度和加速度、变频器的目标频率和调节阀的目标位置。
5.根据权利要求1所述的热轧带钢超快速冷却泵站的恒压供水控制方法，其特征在于：步骤(4)中所述泵站控制***控制水泵的升速刻度为γ，计算公式为：
其中，hp—变频器升速阶段的目标频率(Hz)；h0—变频器的初始频率(Hz)，t—变频器升速时间(s)，计算公式为：
其中，t—变频器升速时间(s)；v0—轧机咬钢瞬间热轧带钢头部运行速度(m/s)；av—板坯头部运行平均加速度(m/s2)；s—常量，轧机到超快速冷却***第一根集管的距离(m)；将(2)带入(1)可得：
得到升速刻度γ的值。
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