IF钢铁素体带钢粗轧出口温度控制方法

技术领域

本发明涉及一种在进行IF钢铁素体轧制时，确保其粗轧出口温度控制达到生产要求的方法，属于专门适用于金属轧机的控制方法技术领域。

背景技术

IF钢铁素体轧制过程如图1所示：带钢经过炉前辊道、除鳞箱、R1轧机轧制，在R2可逆轧机进行可逆轧制，可逆轧制完成后，进入热卷箱卷取，热卷箱卷取完成后，等热卷箱铲刀到位后再开卷，开卷后进入精轧进行轧制。温度计一般布置在R2轧机的出入口和精轧入口，从加热炉到R1轧机出口(R2轧机入口)一段区域，由于环境和带钢表面氧化铁皮等因素导致无法准确测量，因此不设温度计。IF钢铁素体带钢的轧制温度要求分别为：加热炉出炉温度为1120℃左右，精轧入口温度≤840℃，粗轧轧制完成后，在精轧入口之前带钢温度下降280℃，才能达到精轧需要的入口温度≤840°，因此粗轧出口目标温度必须控制在≤860°(通常从粗轧R2出口的高温计到精轧入口的高温计之间的温降在20°左右)。

对于没有水冷设备的轧制线来说，要实现大幅度的降温，一般是在R1轧机至R2轧机之间增加摆荡区，将粗轧的轧制模式设为1+7且最后道次空过(即R1轧制1道次,R2轧制6道次，R2第7道次空过)，带钢轧制7道次后，利用空冷和热辐射，在摆荡区进行摆荡降温。摆荡时，由操作工观察带钢在R2入口或出口处的温度计，确定温度达到要求后人为控制结束摆荡。但是这样控制方法，无法稳定保障实际的粗轧出口温度达到要求的粗轧出口目标温度。

现有公开号CN111250545A的中国专利公开了一种降低摆荡钢卷超厚率的控制系统和方法,该系统和方法针对的是带钢发生摆荡时的精轧出口厚度出现超厚问题，解决的手段是根据摆荡时间重新计算调整精轧入口温度，其调整精轧入口温度并非是要使实际精轧入口温度接近目标精轧入口温度，仅是根据摆荡时间通过调整精轧入口温度实现精轧出口不超厚，不能保障粗轧出口温度达标。

现有公开号CN103990653A的中国专利公开了精轧入口温度命中精度确保方法方法,该方法根据出炉温度TO正算粗轧出口温度T2，又根据FT0和速度反算粗轧出口温度T1。根据该方法说明书教导的迭代周期300ms和迭代次数上限180次的迭代计算的最大摆荡时间54秒最大温降82°，而一般要求粗轧的整体温降在130°左右，无法达到IF钢生产的粗轧出口温度要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何在IF钢铁素体带钢轧制中达到生产要求的粗轧目标出口温度。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种IF钢铁素体带钢粗轧出口温度控制方法，涉及轧制生产线设有的R1和R2两个粗轧工位和轧制生产线已有的温度计算模型，执行以下步骤：

S1.设置R1一道次和R2七道次的粗轧模式，且R2第七道次空过，设置摆荡区在R1轧机和R2轧机之间，且在R2轧机完成第六道次后进入摆荡区开始计算摆荡时间并摆荡；

S2.读取所述温度计算模型在R2第六道次计算带钢在摆荡区的入口温度T

S3.按照下式(1)迭代计算计算带钢在R2的出口温度T1，

T1＝T入口-T温降(1)，

式(1)中，T1是经迭代计算的带钢在R2的出口温度，T温降是带钢从R2前摆荡区入口到R2出口的温降，按照下式(2)计算，

T温降＝W*t1(2)，

式(2)中，W是所述温度计算模型计算的带钢在R2前摆荡区入口到R2出口的固定单位时间温降，t1是经迭代计算的当次迭代计算摆荡时间，迭代计算如式(3)表达，

t1＝t1

式(3)中，T1

按照计算摆荡时间从初始值开始逐次迭代计算t1、T温降和T1；

S4.将每次迭代计算出的T1与T0进行比较，

如果∣T1-T0∣≥1，则重复S3步骤；

如果∣T1-T0∣＜1，则停止计算，输出当次迭代计算摆荡时间t1作为带钢进入摆荡区的摆荡时间并执行摆荡。

本发明的有益效果是：由于将带钢在R2出口计算的温降T温降与准备设定的摆荡时间t1联系起来，即将带钢在R2计算的出口温度T1与摆荡时间t1形成关联，通过摆荡时间从一个初始值开始逐次迭代计算的T1并与粗轧R2生产规定出口目标温度T0进行比较，当计算的T1与T0差距大时，则继续迭代计算t1和T1，当计算的T1与T0接近时，则停止计算并输出当前计算摆荡时间作为带钢进入摆荡的时间并执行摆荡；因此可以在IF钢铁素体轧制中按照接近生产规定粗轧出口目标温度T0的摆荡时间使带钢在R1和R2之间进行摆荡，从而控制粗轧出口(R2出口)温度尽可能达到生产规定粗轧出口目标温度T0。

进一步，作为已知的，式(2)中的W由所述温度计算模型按照下式(4)计算，

式(4)中，ρ是带钢的密度系数，Cp是带钢的比热系数，V是带钢体积，Q是带钢辐射所散失的热量，由所述温度计算模型按照下式(5)计算，

Q＝ε*A*σ(T

式(5)中，ε是热辐射度系数,A是辐射率系数，σ是斯特藩-玻尔兹曼常量,T

进一步，所述式(3)中的G取0.05-0.15,所述摆荡时间的初始值是0-180秒。

附图说明

图1是本发明的IF钢铁素体带钢粗轧出口温度控制方法涉及的轧制生产线设备布局图。

具体实施方式

实施例

本实施例的一种IF钢铁素体带钢粗轧出口温度控制方法，涉及梅钢1422热轧轧制生产线，轧制的某IF钢铁素体带钢的规格如下表1，轧制生产线设有R1和R2两个粗轧工位，轧制生产线已有温度计算模型，

表1

具体执行以下步骤：

S1.设置R1一道次和R2七道次的粗轧模式，且R2最后道次(R2第七道次)空过，设置摆荡区在R1轧机和R2轧机之间，且在R2轧机完成第六道次后进入摆荡区开始计算摆荡时间并摆荡，如图1所示。

S2.读取轧制生产线已有的温度计算模型在R2第六道次计算的带钢在摆荡区域的入口温度T

S3.按照下式(1)迭代计算计算带钢在R2的出口温度T1，

T1＝T

式(1)中，T1是经迭代计算的带钢在R2的出口温度，T温降是带钢从R2前摆荡区入口到出口的温降，

T

式(2)中，W是轧制生产线已有的温度计算模型计算的带钢在R2前摆荡区入口到R2出口固定单位时间温降，t1是经迭代计算的当次迭代计算摆荡时间，t1迭代计算如式(3)表达，

t1＝t1

式(3)中，T0是生产规定的粗轧R2出口目标温度，G是单位为秒/℃的系数，一般取0.1；t1

作为已知的，轧制生产线已有的温度计算模型按照下式(4)计算W，

式(4)中，ρ是带钢的密度系数，Cp是带钢的比热系数，V是带钢体积，Q是带钢辐射所散失的热量，作为已知的，生产线的温度计算模型按照下式(5)计算Q，

Q＝ε*A*σ(T

式(5)中，ε是热辐射度系数,A是辐射率系数，σ是斯特藩-玻尔兹曼常量,T

本实施例中，经轧制生产线已有的温度计算模型计算的W＝0.895℃/秒。

S4.将迭代每次计算出的T1与T0进行比较，

如果∣T1-T0∣≥1，则重复S3步骤；

如果∣T1-T0∣＜1，则停止计算摆荡时间t1和T1，输出当前计算的摆荡时间t1作为带钢进入摆荡的时间并执行摆荡。

下面对S3和S4步骤具体展开说明，本实施例按照摆荡时间的初始值从0开始具体迭代计算t1、T温降和T1如下：

第一次计算

初始的摆荡时间＝0秒，

T温降＝W*t1＝0

T1＝T入口＝1040℃，

由于1040离860比较大，即∣1040-860∣≥1，因此继续迭代计算；

第二次计算

前次迭代计算摆荡时间t1

当次迭代计算摆荡时间t1＝0+(1040-860)*0.1＝18秒，

T温降＝W*t1＝0.895*18＝16.11℃

T1＝T入口-T温降＝1040-16.11＝1023.89℃，

由于1023.89距离860比较大，即∣1023.89-860∣≥1，因此继续迭代计算；

第三次计算

前次迭代计算摆荡时间t1

当次迭代计算摆荡时间t1＝18+(1023.89-860)*0.1＝34.39秒，

T温降＝W*t1＝0.895*34.39≈30.78℃

T1＝T入口-T温降＝1040-30.78＝1009.22℃，

由于1009.22距离860比较大，即∣1009.22-860∣≥1，因此继续迭代计算；

第四次计算

前次迭代计算摆荡时间t1

当次迭代摆荡时间t1＝34.39+(1009.22-860)*0.1＝49.31秒，

T温降＝W*t1＝0.895*49.31≈44.13℃

T1＝T入口-T温降＝1040-44.13＝995.87℃，

由于995.87距离860比较大，即∣995.87-860∣≥1，因此继续迭代计算。由于后续迭代计算过程与上述计算过程相同，故省略文字描述，全部迭代计算结果下表2。直到第五十七次迭代计算得出的当次摆荡时间t1＝200.06秒≈200秒，T1＝860.94℃，由于此时∣860.94-860∣＜1，因此停止计算，输出当前计算的摆荡时间200秒作为带钢进入摆荡的时间并执行摆荡。

表2

上述的摆荡时间和粗轧(R2)出口温度的迭代计算,是从摆荡时间初始值为0开始计算的,经过了57次迭代计算确定最终摆荡时间。迭代过程较长，为了简化迭代计算过程，实际可以取摆荡时间初始值为100秒或150秒开始进行迭代计算，这样可以节省迭代计算的次数。摆荡时间初始值为100秒或150秒是按照经验取值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但本发明并不局限于此，比如，1)G也可以取0.05-0.15内的其他数值；2)摆荡时间初始值可以取0-180秒内的其他数值。所有根据本发明的构思及其技术方案加以等同替换或等同改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。