PDF《中厚板轧后冷却的过程控制》

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1 东北大学学报(自然科学版) 第26 卷?1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 后的钢板温度场・ 2.

3 自学习模型 钢板在实际的冷却过程中 ,系统特性会发生 波动[11 ] ・ 层流冷却的数学模型必须能够反映系统 的这种变化 ,对对流换热系数 α进行自学习・ 设 钢板在冷却过程中的温降为 d T , 根据热力学第 一定律有 : c ・ ρ・L ・B ・H ・ d T =

2 ・q ・ d t ・ (8) 式中 , c 为钢板比热容;

ρ为钢板密度;

L , B , H 分 别为钢板的长宽高;

q 为热流密度・ 由式 (8) 可知 , d T∝ q・ 根据牛顿冷却定律 , q∝α ・ 所以 ,d T∝α ・ 设层 流冷却过程中的钢板实际温降为ΔTmes ,计算的温降为Δ Tcalc , 实际的换热系数为 Pmes ,计算的换热系数为 Pcalc ,则有 Pmes = Pcalc * Δ Tmes Δ Tcalc = Pcalc *Pcor ・ (9) 式中 , Pcor为换热系数的修正系数・Pcor的取值采 用如下算法 : Pcor , ( n +1) =α[10 ] ・Pcor , n +α[9 ] * Pcor ,( n - 1) + …+α[2 ] * Pcor , ( n - 8) +α[1 ] Pcor , ( n - 9) ・ (10) 式中 , Pcor , n表示同一规格的第 n 块钢的换热系数 的修正系数 ,α[ i ]为权重 ( i = 1~10) ・ 可以根据 轧制时间的先后为冷却的钢板取权重・ 式(10) 相 当于对最近

10 块钢的修正系数取加权平均得到 下一块钢的换热系数的修正系数・

3 应用效果 首钢层流冷却控制系统自

2003 年3月正式 投入生产后 ,钢板终冷温度可控制在目标终冷温 度的 ±

20 ℃之内 ,合格率在

9615 %以上・ 从图

2 钢板控冷前后的实测温度曲线可以看出 ,尽管控 冷前钢板纵向温度并不均匀 ,但冷却后钢板纵向 图2控冷前后钢板纵向实测温度曲线 Fig.

2 Curve of longitudinal temperature measured of plate specimen before and after cooling control 的温度基本一致・ 从投产后实际应用效果来看 ,对 钢板终冷温度和冷却速度的控制还是比较理想 的 ,生产钢板的质量和效率较原系统都有很大的 提高・

4 结论(1) 中厚板控制冷却系统依靠前馈模型保证 控制精度 ,为了保证前馈控制的实时性和精确性 , 控制冷却系统依靠轧线上的测温仪表触发 PDI 的设定计算 ,一次修正计算和二次修正计算・ (2) 结合首钢中厚板厂控制冷却系统 ,推导 了控制冷却的空冷和水冷数学模型 ,并利用计算 机进行差分方程的求解・ (3) 针对中厚板冷却时轧线上多块钢待冷 ,控 制冷却系统特性变化快的特点 ,提出了水冷换热系 数的求解方法和水冷换热系数的自学习算法・ 参考文献 : [

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