热连轧系统机架间冷却数学模型研究

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1、童!!查兰罂圭兰堡鎏兰堡苎热连轧系统机架间冷却数学模型研究摘要热轧带钢终轧温度是影响带钢最终成品组织性能的重要因素之一。合理的终轧温度可以使带钢获得良好的组织和性能。而且减少带钢的头尾温差，对于提高质量有明显的优越性。带钢全长终轧温度均匀一致，才能保证整条带钢的机械性能及厚度的均匀一致。因此，提高终轧温度的控制精度成为热轧生产中一个重要的研究课题。而所有这些的关键在于要有精确而实用的机架间冷却数学模型。本文在轧制技术经典理论的基础上，结合现场生产实际和工艺控制情况，就机架间冷却数学模型和终轧温度控制的实际应用开展了深入的理论研究和现场应用研究。主要内容包括：在查阅国内外文献的基础上，通

2、过对带钢在精轧机组内各个传热过程的分析，分别给出了各过程的温度计算模型，包括变形区内传热模型和变形区外温降模型。其中变形区内传热模型由带钢与轧辊接触传热模型、带钢与轧辊摩擦生热模型和带钢塑性变形热模型组成，变形区外温降模型包括空冷温降模型和水冷温降模型。介绍了带钢比热模型和热传导系数模型，提出采用区间内线性插值法计算不同温度带钢的比热值和热传导系数。在fi{『述数学模型的基础上，对机架间水冷数学模型进行了深入的探讨，通过模拟计算得到开冷温度和秒流量对带钢水冷温降的影响规律。发现水冷效果在秒流量较小时或者开冷温度较高时比较明显。对于轧制一条带钢时，考虑厚度对带钢水冷温降的影响。提出关于水

3、冷温降的厚度修正算法，独创性的提出用以体现厚度对带钢水冷温降影响的厚度修『F系数，从而对带钢水冷模型进行了修正。用正确数据对模型进行了验证，验证结果表明模型与实际符合良好。用有限差分法模拟计算相同秒流量、不同厚度带钢水冷时温度分布。为了使模型能很方便地应用到实际生产，用差分模拟计算结果对模型系数进行简化和回归，探索出回归确定轧制给定规格所需带钢厚度修正系数的有效方法。童苎查兰至圭兰堡篓耋堡圣用VisualC++6．0编制机架间水冷离线模拟计算程序，通过计算，得出轧制速度、成品厚度和机架间冷却水量对终轧温度的影响规律。在以上研究的基础上，对典型钢种的三种不同成品规格轧制时精轧冷却水量作离

4、线模拟计算，为实现精轧过程的精确水量控制提供了理论依据和可靠参考。结合现场实际生产工艺，简要介绍了设定计算模型和一级基础自动化在线控制的思路和控制模型，给出了穿带速度设定和机架问喷水初始值设定的方法。建立了关于辐射率的自适应模型，采用指数平滑法进行自适应计算。关键词：热连轧，机架间冷却，数学模型，终轧温度，厚度修正II蛮苎奎兰堡圭兰堡篓兰。：垒!：!!!些StudyonMathematicalModelofInterstandCoolingforHotStripRollingAbstractThefinishingtemperatureofhotstripisoneofthemosti

5、mportantfactorswhichaffectstructurepropertyofstripfinishproduct．ProperfinishingtemperaturecanhelpachievegoodStrUctureproperty．Moreover,Reducinghead—tailtemperaturedifferencehassuperioritytOimprovingstripquality．Onlythefinishingtemperaturealongthewholestripisuniform，Calltheuniformityofstripmechan

6、icalpropertyandthicknessbeobtained．Therefore，improvingthecontrolaccuracyoffinishingtemperaturebecomesaveryimportantresearchsubjectinhotstriprolling．Butthekeyofthesubjectliesinaccf2rateandpracticalinterstandcoolingmathematicalmodel．Basedonclassicaltheoryofrollingtechnology，combiningwithon—sitepro

7、ductionandprocesscontrolconditions，theoryandapplicationstudyoninterstandcoolingmathematicalmodelandfinishingtemperaturecontrolisdiscussedinthisdissertation．Followingarethemaincontents：Basedonthecoherentdocumentationathomeand