一种连退强力水雾冷却系统的温度精确控制方法

技术领域

本发明属于连续退火技术领域，特别涉及一种连退强力水雾冷却系统的温度精确控制方法。

背景技术

强力水雾冷却技术是带钢在连续退火过程中快冷段的主要工艺，强力水雾冷却技术可以满足超高强钢冷却速率的要求，冷却过程中带钢温度的分布不但影响板形而且影响产品性能的均匀性。带钢温度的改变会引起带钢内部应力的重新分布，而应力的重新分布会导致带钢在冷却过程中出现众多不可控缺陷。因此，冷却过程中带钢温度横向分布均匀性的调控是带钢品质好坏的主要影响因素。

水雾冷却段带钢温度的控制主要靠喷嘴完成，喷梁的数量、喷梁的位置、喷嘴的数量、喷嘴的开度都是控制水雾分布位置和大小的主要因素。由于温度的横向不均匀会引起带钢出现众多缺陷，因此生产现场的主要温度调控方式有：1.调整喷梁的数量实现带钢温度的整体调控；2.调整喷梁的位置实现带钢运行方向上的温度改变；3.调整喷嘴的数量和开度来实现带钢温度的横向分布。上述几种方式虽然能对温度进行调控，但是在喷梁的数量、喷梁的位置、喷嘴的数量、喷嘴的开度多种因素的耦合下，带钢的温度调控无法实现精确设定，生产现场对于出口带钢的温度分布仅能做出直观判断并依靠经验实现粗略控制。

另外，带钢在运行过程中每个位置的温度都会随着带钢的前进而改变，这是因为每一个喷梁上的每一个喷嘴都会改变带钢温度。因此，为了实现连续退火过程中带钢在水雾冷却段温度的横向均匀分布、保证成品带钢的品质和性能、减少生产缺陷，开发一种新的喷嘴开度调整方法至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够精确控制连续退火带钢在水雾冷却段横向温度均匀分布，也能减小由温度分布引起的带钢板形缺陷的连退强力水雾冷却系统的温度精确控制方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：一种连退强力水雾冷却系统的温度精确控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(A)构建单个喷梁作用下带钢的离散模型，确定作用在带钢上的喷嘴数量，将带钢按照喷嘴所在位置进行相应的单元划分，由单个喷嘴调节相应的单元带钢温度；

(B)收集水雾冷却段的设备工艺参数及现场反馈数据，包括：喷梁数量m、每排喷梁含有喷嘴数量N、喷嘴开度最大值K

(C)计算获得带钢对应的有效喷嘴数n，将带钢每个单元对应的温度值进行整合计算，得出当前工艺下出口带钢每个单元的温度绝对差值△T

(D)以调节最后一排喷梁为初始调节状态，计算当前温度差值下第m排喷梁的各个喷嘴应当做出的开度调节量△K′

(E)计算第m排喷梁各个喷嘴的开度值K′

(F)判断0≤K

(G)将第m排喷梁不满足的开度数据进行计算，得到第m-1排喷梁应当做出的开度调节量△K′

(H)计算第m-1排喷梁各个喷嘴的开度值K′

(I)判断0≤K

(J)向PLC下发各排喷梁的各个喷嘴开度值K′

(K)计算退火带钢温度横向分布目标函数G(X)：

(L)判断G(X)≤ε是否成立？其中ε为现场工艺值，若成立则结束，若不成转入步骤(C)。

本发明的有益效果是：采用本发明的方法，以带钢出口的温度横向分布均匀为目标，设计出适合于连退机组水雾冷却过程的喷嘴开度优化调整方法，在很大程度上提升了在水雾冷却段带钢出口温度的均匀性控制效果。

将本发明在某连退机组快冷段水雾冷却设备上应用，能够提高产品带钢成品质量，给企业带来经济效益。

附图说明

图1为本发明连退强力水雾冷却系统的温度精确控制方法的流程图

图2为本发明中单个喷梁作用下带钢的离散模型。

图3为本发明中实施例1调控前后温度分布图。

图4为本发明中实施例2调控前后温度分布图

具体实施方式

为了进一步说明本发明技术的应用过程，以某连退生产线水雾冷却工艺段的生产实绩为例，详细说明本方法在现场的应用情况。

实施例1

如图1所示，本发明一种连退强力水雾冷却系统的温度精确控制方法，实施步骤如下：

(1)在步骤(A)中，构建单个喷梁作用下带钢的离散模型，如图2；

(2)在步骤(B)中，收集水雾冷却段主要设备工艺参数及现场反馈数据，包括：喷梁数量m＝10、每排喷梁含有喷嘴数量N＝5、喷嘴开度最大值K

表1实施例1各喷梁中各喷嘴的开度K

(3)在步骤(C)中，计算获得带钢对应的有效喷嘴数n，将带钢每个单元对应的温度值进行整合计算，得出当前工艺下出口带钢每个单元的温度绝对差值△T

经计算n＝5，△T

(4)在步骤(D)中，以调节最后一排喷梁为初始调节状态，计算当前温度差值下第m排喷梁的各个喷嘴应当做出的开度调节量△K′

经计算△K′

(5)在步骤(E)中，计算第m排喷梁各个喷嘴的开度值K′

经计算K′

(6)在步骤(F)中，判断0≤K

(7)在步骤(J)中，向PLC下发各排喷梁的各个喷嘴开度值K′

(8)在步骤(K)中，计算退火带钢温度横向分布目标函数G(X)：

经计算G(X)＝65.7；

(9)在步骤(L)中，判断G(X)≤ε是否成立？其中ε＝100，经判断成立，计算结束。

本实例通过调控水雾冷却段喷嘴开度，实现带钢出口处温度横向分布的均匀化，降低了带钢出现缺陷的概率，调控前后的情况见图3。

实施例2

如图1所示，本发明一种连退强力水雾冷却系统的温度精确控制方法，实施步骤如下：

(1)在步骤(A)中，构建单个喷梁作用下带钢的离散模型，如图2；

(2)在步骤(B)中，收集水雾冷却段主要设备工艺参数及现场反馈数据，包括：喷梁数量m＝10、每排喷梁含有喷嘴数量N＝5、喷嘴开度最大值K

表2实施例2各喷梁中各喷嘴的开度K

(3)在步骤(C)中，计算获得带钢对应的有效喷嘴数n，将带钢每个单元对应的温度值进行整合计算，得出当前工艺下出口带钢每个单元的温度绝对差值△T

经计算n＝5，△T

(4)在步骤(D)中，以调节最后一排喷梁为初始调节状态，计算当前温度差值下第m排喷梁的各个喷嘴应当做出的开度调节量△K′

经计算△K′

(5)在步骤(E)中，计算第m排喷梁各个喷嘴的开度值K′

经计算K′

(6)在步骤(F)中，判断0≤K

(7)在步骤(G)中，将第m排喷梁不满足的开度数据进行计算，得到第m-1排喷梁应当做出的开度调节量△K′

经计算△K′

(8)计算第m-1排喷梁各个喷嘴的开度值K′

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经计算K′

(9)判断0≤k

(10)在步骤(J)中，向PLC下发各排喷梁的各个喷嘴开度值K′

(11)在步骤(K)中，计算退火带钢温度横向分布目标函数G(X)：

经计算G(X)＝58.2；

(12)在步骤(L)中，判断G(X)≤ε是否成立？其中ε＝100，经判断成立，计算结束。

本实例通过调控水雾冷却段喷嘴开度，实现带钢出口处温度横向分布的均匀化，降低了带钢出现缺陷的概率，调控前后的情况见图4。

以上内容仅用以说明本发明的技术方案，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。