中厚板层流冷却控制系统分析

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中厚板轧制中间冷却过程控制模型研究与应用的开题报告

中厚板轧制中间冷却过程控制模型研究与应用的开题报告1. 研究背景中厚板是一种重要的钢材产品，在船舶、桥梁、建筑等领域得到广泛应用。

中厚板的轧制过程中，中间冷却过程对最终的产品性能有重要影响。

因此，对中厚板轧制中间冷却过程进行控制，能够有效提高产品的质量和产量，降低生产成本。

2. 研究目的本文旨在研究中厚板轧制中间冷却过程控制模型，通过建立数学模型和开展仿真分析，探索中间冷却过程中的温度、应力、变形等因素对产品质量的影响规律，为工业生产提供参考和指导。

3. 研究内容（1）中厚板轧制中间冷却过程控制现状及存在问题的分析；（2）中厚板轧制中间冷却过程数学模型的建立；（3）模型参数的确定和优化；（4）数值模拟及实验验证；（5）模型应用于工业生产并实现控制。

4. 研究方法（1）参考国内外文献资料并进行文献综述；（2）根据已有研究成果，建立控制模型；（3）利用实验数据进行模型的参数优化；（4）采用数值仿真方法，验证模型的准确性和有效性；（5）将模型应用于工业生产，并对实际效果进行评估。

5. 研究意义（1）为中厚板轧制中间冷却过程控制提供一种新的方法；（2）为工业制造提高质量、产量、降低成本提供技术支持；（3）丰富相关学科领域的研究内容；（4）为相关企业提供技术支持和指导，增强其在市场竞争中的竞争力。

6. 预期成果（1）建立中厚板轧制中间冷却过程控制数学模型；（2）确定模型参数；（3）通过数值模拟验证模型的有效性；（4）将模型应用于工业生产，并实现控制。

7. 研究进展目前，对中厚板轧制中间冷却过程控制模型的研究还处于初级阶段，国内外尚未有较为系统和成熟的研究成果。

我们将在充分文献综述的基础上，利用实验数据和数值仿真进行模型的建立和验证，并预计在六个月内完成中期报告，一年内完成论文的撰写和答辩。

中厚板生产线冷却控制系统改造与实现

中厚板生产线冷却控制系统改造与实现摘要:根据层流冷却数学模型的分析和实际控冷的工艺要求，设计了2500mm 热连轧生产线层流冷却的PLC控制系统结构，并介绍了层流冷却系统的相关设备及控制过程。

经实践表明系统的冷却速度可以控制在10~12℃/s，温度控制精度在15%以内，并可根据不同钢种进行参数调节，达到了预期的效果。

关键词: 控冷系统层流冷却PLC1 引言2500mm热连轧生产线的原有轧后冷却系统控制系统和模型都很简单，仅为简易喷淋装置，尺寸为2200*20000mm2，冷却速度仅有4~5℃/s，已经不能满足生产工艺的需要。

随着控冷技术的不断发展，层流冷却技术（CTC）得到了广泛应用[1]。

层流冷却技术包括控制冷却装置的能力、冷却强度、冷却速度、卷取温度及控制精度等从精轧到卷取之间的全部冷却过程，主要是通过控制系统中的集管开启数目、集管流量及不同的控制策略，以保证带钢从终轧温度（800℃~900℃）按一定温降速率冷却到卷取温度（550℃~700℃）。

2 层流冷却数学模型层流冷却数学模型将直接影响到卷取温度的控制精度，数学模型主要包括空气冷却模型和喷水冷却模型两部分[2]。

带钢从精轧机末机架出口到卷取机入口的冷却过程如图1所示：图中，Tt为终轧温度，TC 为卷取温度，对于AB 的温度范围是由所生产带钢的钢种和规格来确定。

而数学模型的主要任务就是根据所轧带钢的钢种和规格要求，确定打开第一组集管的位置（即A点），所需打开的冷却集管的组数以及相应的冷却集管开启和关闭的组合（即确定B点），后者可由带钢冷却策略来确定。

带钢轧后冷却过程中，带钢经历了空冷、水冷、再空冷等热交换过程，因此带钢轧后控冷过程中应包括如下数学模型：1）带钢空冷过程中的温度场计算模型；2）带钢水冷过程中的温度场计算模型；3）热交换系数数学模型；4）热传导系数数学模型；5）与热交换过程相关的物理参数数学模型；6）带钢的冷却速度计算模型；7）卷取温度前馈控制数学模型；8）卷取温度反馈控制数学模型；9）模型参数自学习模型。

中厚板正火控制冷却系统的设计与应用

中厚板正火控制冷却系统的设计与应用摘要：中厚板正火控制冷却系统是钢板加热过程中至关重要的一个环节。

本文介绍了该系统的设计和应用，包括液压系统、传动系统、控制系统和冷却系统。

在操作过程中，通过控制液压系统调整钢板的进出速度，以及配置不同的传动系统和冷却系统，可以提高钢板的成品率和质量。

具体实验结果表明，采用中厚板正火控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量。

关键词：中厚板、正火、控制、冷却系统、成品率、质量正文：一、引言中厚板的加热处理中，正火是一个十分重要的工艺环节。

而中厚板正火控制冷却系统则是决定正火工艺质量的关键因素之一。

在钢板加热过程中，采用合理的控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量，从而提高钢板的成品率和质量。

二、设计和应用1.设计原理中厚板正火控制冷却系统是由液压系统、传动系统、控制系统和冷却系统组成的。

在操作过程中，通过控制液压系统的启停和调整，调整钢板的进出速度，以及配置不同的传动系统和冷却系统，使钢板可以达到最优的正火工艺质量。

2.液压系统液压系统是整个控制系统中最重要的部分之一，主要用于钢板的进出速度、合模压力和上下模板移动控制。

通过液压油泵的输出，产生高压油流，驱动静压缸和冷却卷筒，使中厚板在正火过程中保持平稳和平衡。

3.传动系统传动系统是决定中厚板正火控制冷却系统公差的重要因素，主要分为同步传动系统和不同步传动系统，通过不同的传动系统结构来解决钢板进出系统中的同步问题。

4.控制系统控制系统是中厚板正火控制冷却系统的核心部分，主要处理中厚板的各个加热环节，通过不同的控制方式，可以实现钢板的进出控制、温度控制、压力控制和冷却控制等。

5.冷却系统冷却系统是中厚板正火控制冷却系统中最后一步的控制环节，通过钢板温度传感器收集钢板的温度信息，然后通过冷却卷筒将钢板整体冷却到合理的温度范围内，从而达到最优的正火工艺质量。

三、实验结果通过对中厚板正火控制冷却系统的设计和应用分析，实验结果表明，采用中厚板正火控制冷却系统可以使钢板达到更加均匀的温度分布和良好的表面质量，并且可以提高钢板的成品率和质量。

中厚板轧后冷却系统的研究与改进

中厚板轧后冷却系统的研究与改进摘要:本文主要介绍了济钢中厚板轧后冷却ACC系统在生产过程中出现的问题及解决方案。

关键词：ACC 热检轧后冷却前言：在国内中厚板企业冶炼装备和轧机装备及技术日益提高，基本与钢铁技术发达国家如日本等基本无差距的背景下，钢板轧后辅助工序及技术，尤其是控制钢板组织性能演变的轧后冷却工序所需的高效冷却技术，已成为制约国内中厚板企业生产高附加值高性能中厚板产品的问题关键所在。

济钢中厚板厂轧后冷却ACC系统自投产以来，经过几年的运行，随着生产的发展，对扎后冷却技术要求越来越高，这套系统已不能适应高冷却速率、冷却均匀性好的要求。

Research And Improvement the Accelerated Cooling Control System in Heavy Plate Rolling PlantWangTao WeiLingJigang Group Heavy Plate Rolling PlantAbstract: this paper introduced mainly the fault and resolution of accelerated controlled cooling system in heavy plate rolling planKey words：ACC Hot Metal Detector Colling After Rolling一、ACC系统简介：中厚板厂轧后冷却ACC系统是从日本住友公司全套引进的，该系统硬件部分主要包括：一区喷雾冷却（上下各3组喷组），负责高温区的快速冷却；二区为精确冷却区（上下各8组喷嘴），钢板上表面为水幕冷却，下表面为多喷嘴冷却；入口、出口反喷，负责清扫钢板表面的积水。

ACC水幕共长20米，沿线有五个热检，一个冷检，十个辊道编码器，六个高温计，负责ACC跟踪、速度控制、喷水控制等。

ACC系统的一级自动化控制系统（分仪表PLC、电气PLC）、二级控冷模型与精轧机SIMADYN D系统进行通讯来实现自动冷却功能。

中厚板控制冷却技术研究

中厚板控制冷却技术研究作者：刘辉来源：《商品与质量·学术观察》2014年第01期摘要：控制冷却是提高中厚板产品性能和附加值的重要手段。

它能简化生产工艺并提高生产效率，节约能源及昂贵合金元素，并有很大的经济效益。

本文就控制冷却技术的现状、控制冷却的作用、影响冷却质量的主要因素以及控制冷却技术在应用中需解决的几个问题四方面进行阐述。

关键词：中厚板控制冷却因素1、控制冷却技术的现状中厚钢板大约有 200 年的生产历史，它是国家工业化进程和发展中不可缺少的钢铁品种，被广泛用于大直径输送管、压力容器、锅炉、桥梁、海洋平台、各类舰艇、坦克装甲、车辆、建筑构件、机器结构等领域。

世界钢铁工业的发展历程表明，中厚板的生产水平及材料所具有的水平也是国家钢铁工业及钢铁材料水平的一个重要标志。

随着我国经济的快速增长，中厚板的市场需求将越来越大，同时市场竞争也将越来越激烈。

各中厚板厂家为了提高产品竞争力，纷纷采用新的设备或者新的控轧控冷工艺来提高中厚板的综合性能。

控制轧制和控制冷却工艺（CRC）是现代钢铁工业最大的技术成就之一。

对于一些钢材，控轧控冷后不必实施常规轧制的轧后热处理工艺，从而简化了生产工艺，提高了生产效率，并且可以节约能源，省去昂贵的合金元素，具有很大的社会效益和经济效益。

随着用户对中厚板质量和性能的要求越来越高，控制轧制和控制冷却新工艺逐渐应用于中厚板生产领域。

控制冷却是中厚板生产中提高产品质量、开发高附加值产品的最重要的手段。

但是我国有些钢厂的控制冷却装置使用效果并不理想，有的甚至基本不用，成为一种摆设。

不少厂家采用的是简易喷淋冷却装置及用控温轧制来替代控制轧制。

而控轧控冷技术在日本应用率达 70%以上。

国内许多中厚板厂只是引进国外的控轧控冷设备，对国外工艺技术消化不彻底，没有充分发挥出控轧控冷技术的潜力。

近几年，各中厚板厂在残酷的市场竞争中充分认识到控制冷却的优越性，相继安装了控制冷却设备，同时积极开发冷却控制系统。

2中厚板层流冷却温度控制模型的自学习

第40卷　第6期　2005年6月钢铁Iron and SteelVol.40,No.6　J une 2005中厚板层流冷却温度控制模型的自学习龚彩军,　于　明,　蔡晓辉,　王国栋,　刘相华(轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(东北大学),辽宁沈阳110004)摘　要:对中厚板层流冷却过程的对流换热系数采用自学习修正计算,提高温度控制模型的精度。

通过对层流冷却后钢板表面的实测温度和计算温度进行处理,得到该钢板对流换热系数的修正系数。

对最近冷却钢板的对流换热系数的修正系数进行加权平均处理,得到下一块钢板对流换热系数的学习值。

采用自学习算法后,模型的控制精度提高了12%。

关键词:中厚板;层流冷却;温度控制模型;自学习算法中图分类号:T G335.5 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2005)0620048203Self 2study of T emperature ControlModel for Plate Laminar CoolingGON G Cai 2jun ,　YU Ming ,　CA I Xiao 2hui ,　WAN G Guo 2dong ,　L IU Xiang 2hua(The State Key Laboratory of Rolling and Automation ,Northeastern University ,Shenyang 110004,China )Abstract :Self 2study of heat transfer coefficient was adopted to improve the precision of temperature control model for plate laminar cooling process.By processing measured and calculated temperature ,the modification coefficient of the current plate ’s heat transfer coefficient and self 2study value of the next plate ’s heat transfer coefficient are ob 2tained by weighted average of the modification coefficient.The model control precision has been increased 12%,since the arithmetic of self 2study adopted.K ey w ords :plate ;laminar cooling ;temperature control model ;algorithm of self 2study作者简介:龚彩军(19782),男,博士生; E 2m ail :gcjlm @ ; 修订日期:2004208216 中厚板是我国国民经济发展中不可或缺的钢铁材料品种,特别是在造船、建筑、石油化工和机械制造等国家重要的基础工业应用上中厚板产品的需求量非常大。

八钢中厚板轧后加速冷却系统简述

Ｌｉｆｇｕ，Ｕｉｉ —ｆＬＩＫａＧａ
（ｉｉｇａｉｒｎ＆ＳｅＳｏｏＬｄＸｎａｙＩｊｎＢｏｔｌｔｋＣ．ｔｅｃ１
ＡｂｔａｔＩｒｅｒｖｒｄｃｕｌｙａｄｒｌｎｆｃｅｃｎｒｄｃｒｉｄｆｒｄｃ，ｅｆｃｅｅ－ｓｒｃ：ｎｏｄｒｏｉｏｅｐｏｕｔａｉｎｏｌｇｅｉｉｎｙａｄｐｏｕｅｍｏｅｋｎｓｏｏｕｔａｓｔｃｌｒｔｍｐｑｔｉｐｏａａｅｃｏｉｇｓｓｍｔｄａｃｄｔｃｎｌｇｆｌｔｓａｔｒｒｌｎｅｉｎｄａｃｒｉｇｔｅａｔａｉａｉｎｏｌｔｔｏｌｙｔｗｉａｖｎｅｈｏｏｙｏａｅｆｏｌｇｉｄｓｇｅｃｏｄｎｏｔｃｕｌｔｔｆａｅｎｅｈｅｐｅｉｓｈｓｕｏｐ
艺可代替原来的正火工艺，仅可提高产品的性能，不而且可降低生产成本。
＿
冷温度以达到改善钢材的组织和性能的目的，也是
进一步提高钢材的韧性和获得较好的综合力学性能
１ＡＧＣ工艺及设备简介
中厚板厂轧制线设备布置及ＡＣ快速冷却系Ｃ统位置如图１示。所
２１０１年第３期
新疆钢铁
总１９期１
八钢中厚板轧后加速冷却系统简述
李刚夫，凯刘
（新疆八一钢铁股份有限公司）
摘要：针对八钢中厚板厂轧线的实际情况，为了提高轧制生产效率和产品质量，扩充轧制钢种和规格，置设了一套中板轧后快速冷却系统。系统主要包括超高密度层流、中位水箱水量优化分配、高位水箱自动变频供水等先进技术，系统同时采用了高性能的西门子ｓ — ０Ｌ７４０ＰＣ进行综合控制。系统功能完善、控制精度高。关键词：中厚板轧制；加速冷却；自动控制系统；Ｌ；ＰＣ数学模型

9 中厚板的控制轧制与控制冷却

9中厚板的控制轧制与控制冷却9．1中厚板的主要性能指标中厚板轧制过程是钢坯在承受巨大外力作用下产生塑性变形的过程，在整个变形过程中不仅可使钢板获得所必须的尺寸和形状，而且也使之获得所必须的组织和性能。

借助装备水平和自动化程度的提高保证中厚板形状和尺寸精度的相关内容在本书的以上各章已有详细论述，本章将着重介绍在特定的设备条件下，如何通过钢板生产工艺参数的合理控制来获得理想的组织和性能。

中厚板的主要性能指标包括力学性能(屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击功等)、工艺性能(冷弯、冲压、焊接性能等)和理化性能(如耐蚀、耐火性能)等。

根据钢板用途的不同在相关标准中对所要求的各种性能指标都有明确的规定。

如GB／T 1591—94标准对Q345中厚板拉伸、冲击和冷弯性能的规定如表9-1所示。

本节仅就结构钢中厚板中常接触到的几种性能指标介绍如下。

9．1．1强度指标对于结构钢中厚板，在工程中常用的强度指标有：(1)比例极限ζP。

拉伸试样中的弹性变形阶段，应力和应变的关系符合虎克定律，当试样被拉至具有一定的应力时，应力．应变曲线偏离了直线关系。

当该曲线与应力轴夹角的正切值已较直线部分增加50％时，此应力即为该材料的比例极限。

(2)弹性极限ζe。

弹性极限是指完全卸载后不出现任何明显残余应变的最大应力。

弹性极限的高低除受材料本身性质、材料的加工条件和试验条件等各种因素的影响外，还取决于测量应变时所用仪器的灵敏度。

仪器越灵敏，越能在早期检测出塑性变形的出现，则弹性极限的数值就越低。

为了便于比较，技术上规定一个基准的应变量，弹性极限就是产生该基准永久应变量的应力值。

基准量的大小通常确定为10－2％。

为了更早期发现材料的弹性一塑性过渡，就要用更灵敏的测量仪器。

产生2×10－4％残余应变量的应力值称为“真弹性极限”。

这个应力值相当于驱使几百个位错运动的应力，很接近于“临界”的形变应力。

(3)屈服强度ζs。

有屈服效应的材料，在拉伸过程中负荷不增加或有所降低而试样能继续变形的最小负荷所对应的应力称为屈服应力。

中厚板层流冷却系统温度控制模型稳定性分析

ＣｏｌｇＳｓｅｆＭｅｉｍｎｉｋＳａｏｉｙｔｍｏｄｕａｄＴｈｃｌｂｎ
Ｓｏｕ，ＺａｎｂｎｕＢｈｉｈｏＨｏ源自ｇｉｇ，ＷｕＪｎａｕｈｏ
（ｅｏｄｍｉｉｇｐａｔｎａｇｉｎａｄｓｅＣ．Ｌｄ，ｎａｇＨｎｎ４５０ｈｎ）Ｓｃｎｌｎｌｎ，Ａｙｎｏｎｔｌｏ，ｔ．Ａｙｎｅａ５０４Ｃｉａｌｒｅ
机和矫直机之间的输送辊道与上下喷水装置组
１设备分布
Ｃ．，Ｌｄｓｉｔｄｃｄｏｉｉｇｗｔｒｃｉａｒｄｃｉｎｃｎｉｏｆｐａｅ，ｍａｈｍａｉａｄｏｔ．ｉｎｒｕｅ．Ｃｍｂｎｎｉｐａｔｌｏｕｔｏｄｔｎｏｌｔｏｈｃｐｏｉｔｅｔｌｍｏ — ｃ
ｅｓｏｉｃｏｉｇａｄｗｔｒｃｏｉｇａｅａａｙｅｎｅｖｄｌｆｒｏｌｎａｅｏｌｒｎｌｚｄａｄｄｒｅ．Ｄｆｒｎｉｌｅｕｔｎｉｏｖｄａｄｓｌ — ａｎｎｉｉｅｅｔｑａｉｓｌｅｎｅｆｆａｏｓｌａｎｎｆｈｄｌｉｐｒｒｄｂｓｆｏｕｅ．Ｐａｔａａｐｉａｉｎｉｅｄｓｏｈｔｃｎｒｌｅｒｉｇｏｅｍｏｅｅｆｍｅｙｕｅｏｍｐｔｒｒｃｉｌｐｌｔｆｌｈｗｓｔａｏｔｔｓｏｃｃｃｏｎｉｏ
随着用户对中厚板产品性能的要求越来越高，内很多中厚板厂都新建或升级改造了控制国冷却系统。安钢控制冷却系统采用了ｕ型管技

中厚板轧后冷却过程控制系统介绍

RAL
0.40 0.38 0.36 0.34
比热和热传导率曲线
0.06% C 0.08% C 0.23% C 0.4% C Si-Mn
specific heat (kcal/kg℃ )
0.32 0.30 0.28 0.26 0.24 0.22 0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 300 400 500 600 700 800 900
i n 2
L 2
4 i 1 3 nod 对称问题： i n
i L n
4 3
时间步长确定
空冷基本时间步长：水冷基本时间步长：迭代时间步长：
dtair 1000.0 L / 3
k 1 i 1, j k 1 i, j 2 k 1 i 1, j k i , j 1 k i, j k i , j 1 k i, j
(i, j+1) (i-1, j) (i, j) (i+1, j) (i, j-1)
Δx xi-1 xi
宽向轴
xn
x (mm)
RAL
n j，厚向
温度场有限元解析方法
(2)根据实测温度数据用回归法确定a、b、c、fv 。
RAL
交替方向隐式差分形式：
(无条件稳定、追赶法求解)
y
(mm) ym
k 1 i, j
Δ
轴
时
τ (s)
k+ 1
间
k
t 2t t t 2t t 厚 1 t t yj 向 2 Δ y a x y 轴 yj-1 t k 1 2t k 1 t k 1 t k 2 2t k 2 t k 2 k 2 k 1 t t 1 i 1, j i , j i 1, j i , j 1 i , j i , j 1 i , j i ,j 0 2 2 a x y τ

中厚板水幕冷却的控制系统

了冷却强度大、量可调范围宽以外，水还具有投资少、省空间、于维护等优点，节便因此特别适合那些厂房空间有限、资金少的老企业应用
制轧制与控制冷却技术相结合可获得高强韧性的
钢材，可以加快生产进程，并增加延展性、高轧提
机和冷床的生产能力、及减少钢的氧化损失等，以
２水幕冷却系统的组成
水幕冷却系统由机械设备部分和控制系统两部分组成。机械部分由高位水箱、管道、压缩空气源、水幕喷头、水泵、隔热遮蔽板等组成；控制系统由ＰＣ、程机、Ｌ过现场仪表、执行机构、作台、操配电柜等构成。系统结构如图ｌ所示。１）控制系统的硬件部分ＰＣ部分选用了Ｌ
ｆｒｏＭ通过ＰＯＦＢＳ— ２ｏＲＩＵＤＰ网与ｓ — ０７４０通讯。ＷＩＣ与ＳＥＰＮＣＴ＇／之间通过５１卡通讯。６１
部分构成，ＰＣ部分软件和过程机部分的软件。即Ｌ ① ＰＥ软件Ｉ西门子公司的Ｓ＂ＰＶ５１版Ｉ７．Ｅ本。② 过程机软件软件平台选用性能稳定的ＷＩＩＮＳＯＷＳＮ４０过程机工具软件为西门子公司Ｔ．，的组态软件ＷＩＣＶ４０。ＮＣ．２
第３期
杨
红等：中厚板水幕净却的控制系统
・２７
３水幕冷却控制系统的工作原理
水幕冷却控制系统的功能分为测试方式、手动方式、自动方式。系统的测试方式和手动方式

中厚板轧后控制冷却技术的发展及现状

中厚板轧后控制冷却技术的发展及现状发布时间：2022-10-20T11:15:35.420Z 来源：《中国科技信息》2022年第12期作者：李渊[导读] 冷却技术控制是通过轧制材料过热进行热处理的技术。

李渊八一钢铁股份有限公司轧钢厂中厚板分厂摘要：冷却技术控制是通过轧制材料过热进行热处理的技术。

冷却控制设置在终轧机与精整机之间，通过改变热轧的冷却条件、奥氏体相态条件和改善碳化物析出行为，改善钢的结构和性能。

通过采用控制冷却技术，不仅提高了性能，还提高了钢板的强度，而不影响质量。

同时，钢板的不平整度和残余应力减少，钢板质量明显改善。

本文总结了中厚板轧后控制冷却技术的发展情况，并探讨了水冷及其控制的难点。

了解这些条件对于中厚板厂选择合适的冷却方法并对其进行配置以管理冷却系统非常重要。

关键词：中厚板；控制冷却；发展控制轧制和冷却是现代钢铁工业技术成就之一。

冷却控制和管理是通过控制冷却后的轧制温度。

控制轧辊冷却后钢的冷却速度，以提高钢的结构和性能。

由于热轧变形效应，奥氏体变形后的铁转变温度升高，反转后的铁晶体变得容易生长，机械性能下降。

采用可控冷却方法，优化铁晶粒，减小珠光体层间距，防止碳化物在高温下析出，采用控制冷却是增强了强化效果。

一、控制冷却方式控制冷却方法有许多优点和缺点。

不同的冷却方法因技术环境和条件而异。

1.压力喷射。

优点是，水可以连续流动，而不会中断钢板表面的流动，从而可以将冷却部件喷到钢板表面，同时顶部和底部的冷却差异可以在水汽膜环境中渗透到钢板中。

缺点，冷却性能少，冷却效率低，需水量高，用水量大，冷却不均匀，水质要求高，喷嘴堵塞，水利用率低。

2.层流。

优点是水保持高冷却状态，并提供稳定的冷却能力，自上而下和垂直均匀冷却。

缺点，冷却路径长，管道间距有限，横向分布不均匀，要求水质高，喷嘴堵塞，维护量及难度大。

3.水幕冷却。

优点是冷却功率最大，水流保持静层流止，冷却速度快，冷却区域距离小，需水量低，可维修性低，冷却速度一般为12-30℃s，有时可达80℃s。

关于中厚板轧后冷却智能化控制的有益探索

工艺目标参数以及工艺专家的经验参数、钢种目志冷却计算机控制要想实现，就需要参考进入冷却区钢板的艺约束参数、参数和钢种规格参数等。规格、种类。中厚板控冷装置的种类很多，而控冷装置中的喷水方式（２）规则库知识。用产生式规则来表达知识，该方法得到了水幕冷却系统中的规则有：水幕成幕条件规有４种：喷花、雾化、层流以及水幕。我们在使用时，为了达到均专家系统的青睐。冷速限制规则以及钢种评价等。匀、快速以及满足不同工艺的目的，可以使用单一的喷水方式，则、也可以使用两种或者是多种的配合方式。本文以选取了水幕进行分析，对计算机智能控制在控冷中的使用进行分析和探讨。当下，控冷工艺计算机控制的一个主要难题是数学模型的（３）模型库知识。我们使用的是模糊集合的向量法来对水幕流量配比模型进行表示：
关键词：控冷；智能控制；水幕冷却
１前言
控冷的英文为ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＣｏｏｌｉｎｇ，因此可以简写为Ｃｃ，即把控轧后的钢板陕冷，对其相变以及碳化物析出进行控制。
以下内容：模型库、规则库以及事实库。
（１）真实库知识。在该库中，数据都是精确的，也是一个领域的共性知识。事实库包括以下方面的内容：工艺设备参数、工
冷却制度为指导，把终冷目标和冷却速度作为目标时，那么就可
＝Ｏ．１。以进行在线控制，对终轧温度等参数进行实测。为了让系统的自学习的参数Ｋ对１６ＭｎＲ钢种的终冷温度进行设定，为（６２０ ±２０） ℃。我们精度和稳定性得到保证，我们还需要对模型参数进行深一步的学习和研究。对模型参数进行修正时，可以将其返回到性能控对仿真实验参数进行确定：

中厚板控制冷却的板形控制与实践

中厚板控制冷却的板形控制与实践摘要:对控冷过程中,中厚板控制冷却原理分析,研究横向、纵向的板形控制方法,并阐述某轧板厂实际运用板形控制技术的情况。

关键词:中厚板;控制冷却;板形控轧控冷是现代轧钢过程中的两个重要环节,能有效改善钢板的强度和塑性等。

本文采用控制冷却技术的主要目的是改善钢板组织,提高钢板的力学性能 ;并要保证在同一块钢板上力学性能均匀 ,生产的同一批、同钢种的钢板力学性能波动小;同时 ,还要在控冷过程中保持钢板的板形平直。

为了满足控制冷却工艺的要求 ,需要在控制冷却机械设备设计、自动控制中考虑以下几个方面。

组织和性能控制。

保证冷却装置能提供足够的冷却能力和终冷温度的精确控制 ;平直度控制。

在冷却过程中做到钢板横向温度均匀、厚度方向温度对称,使钢板冷却之后的板形平直;性能均匀性控制。

做到钢板纵横向温度均匀、终冷温度控制精确 ,使钢板性能均匀一致。

一、控制冷却原理控制冷却的重要目的之一是在不降低钢板的韧性的前提下通过控制冷却能够进一步提高钢板的强度。

它能防止奥氏体晶粒长大,阻止减少网状碳化物的析出量和降低级别,保持其碳化物固溶状态,达到固溶强化的目的,同时减少珠光体球团尺寸,改善珠光体形貌和片层间距,从而改善钢板的性能。

以上控冷技术运用到中厚板厂并配合控制轧制进行。

根据轧制实际情况,采取轧制过程中和轧后控温的方式,实现控冷工艺。

在此主要研究轧后快速冷却,通过控制冷却温度和冷却速度,以及整个板面冷却的均匀性,保证钢板的性能和板形。

二、控制冷却中厚板板型控制方法1.横向温度均匀性控制。

控制钢板横向温度均匀性,目前采用最多的方法是:采用冷却器边部遮蔽技术;设计钢板上下表面冷却器合理的流量分布曲线。

边部遮蔽技术是在两侧设置喷水量可随板宽调节的边部遮蔽挡板(Edge Masking),使水流不直接冲击两侧,实现边部均匀冷却的技术。

采用边部遮蔽技术,减轻宽度方向滞留水对钢板传热的影响,使钢板上表面的横向传热均匀一致,克服钢板上表面的中部滞留水流造成的中间传热慢、边部传热快,传热系数差距大的不均匀冷却问题。

中厚板中间冷却系统的建立及优化应用

重庆钢铁装备与工艺技术
ＣＱＩＳＥＱＵＩＰＭＥＮＴＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
中厚板中间冷却系统的建立及优化应用
郝小强王鑫刘涛李啸松石吴李波
（１重庆钢铁股份有限公司中厚板厂２北京科技大学）
待温轧制工艺，即通过在待温辊道上冷却，使中间坯获得合理的精轧开轧温度后再进行精轧。同时经过再结晶控轧后，奥氏体晶粒有存在长大的趋势，损害钢板的韧性。这种工艺由于待温时问长、生产效率低。因此，提高中间坯冷却效率，减少待温时问将是提高中厚板生产效率、改善钢板综合性能
Ｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｃｏｏｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｍｅｄｉｕｍｐｌａｔｅ
ＨａｏＸｉａｏｑｉａｎｇＷａｎｇＸｉｎｇＬｉｕＴａｏＬｉＸｉａｏｓｏｎｇＳｈｉＷｕＬＩＢｏ（１．ＭｅｄｉｕｍＰｌａｔｅＰｌａｎｔｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏ．Ｌｔｄ；２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＯｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）
制出现混晶组织，提高钢板的屈服强度，降低钢板的脆性转变温度。采用控轧控冷工艺生产中厚板需要进行中间待温以控制轧制温度，由于晶界界面能和晶粒内部残余应变能的作用，粗轧后的晶粒在待温过程中会进一步长大，即发生奥氏体晶粒长大，

中厚板卷厂控冷系统集管水流量控制

ＧｕＸｉｎＴａｎｚａｎｇＹｕｈｎｇ（ｉｅＰａｅ／ＣｏｌＰａｔＷｄＩｔｉｌｎ）
ＡｂｔａｔＡｗｙｅｏｏｃｎｔｏｅｈｑｓｄｖｌｐｅａｅｎｔｅｐｏｌｍｓｏｏｌｎｇｗａｅｏｔｏｎｃｎｒｌｅｓｒｃ：ｎｅｔｐｆｆｗｏｒｌｔｃｎｉｕｅｉｅｅｏｄｂｓｄｏｈｒｂｅｆｃｏｉｔｒｃｎｒｌｉｏｔｏｌｄｌ
本文根据中厚板卷厂层流冷却系统现场所采集的数据，分析电动调节阀与流量的曲线特性，给出了如何把冷却水流量控制在期望值误差范围内的方
法，并在现场的实际应用中验证这种方法的有效性。
２冷却设备与控制问题中厚板卷厂轧机层流冷却设备位于飞剪和地下卷取机之间，图１如所示。冷却系统分为三部分：强
ｃｏｉｇｓｓｅａｄｌｔｏｌｙｔｍｔＷｉｅＰａｅ／ＣｉＰａｔｎｏｌｌｎ．Ｂｙｍｅｓｒｎｈｐｎｎｓｏａｈｅｅｔｏｉｅｕａｉｇｖｌｅａｄｓｍｐｉｇａｕｉｇｔｅｏｅｉｇｆｅｃｌｃｒｎｃｒｇｌｔａｖｎａｌｎｎｒｌｖｎｏｄｉｆｗ，ｆｗｓｔａｅｃｌｕａｅ．ＢｓｄｏｈｕｖｅｅａｔｃｎｕｔｏｓｌｅｎｂａｃｌｔｄｌｏｃａｅｎｔｅＣｒｅ，ｔｅｂｓｃｗｔｒｏｔｕｒｍｆｗｃｎｒｌｒｃｎｈａｉａｅｕｐｔｏｏｏｔｌａｆｌｏｅｂｏｋｄｏｔｃｏｄｎｏｆｗｍｅｅｅｄａｋａｄｔｅｄｖａｉｎｏｏｅ，ｃｏｅｏｏｔｌｓｉｌｍｅｔｄｗｔｅｗｒｅｕ．ＡｃｒｉｇｔｌｔｒｆｅｂｃｎｅｉｔｆｗｓｔｌｓｄｌｐｃｎｒｍｐｅｎｅｉｏｈｏｌｆｏｏｉｈＰＤｃｎｒｌｒＩｏｔｏｌ，ｗｈｃａｍｐｏｅｔｅｃｎｒｌａｃｒｃｆｃｏｉｇｗａｅｏｅｉｈｃｎｉｒｖｈｏｔｃｕａｙｏｏｌｔｒｆｗ．ｏｎｌＫｅｗｏｄ：ｍｉａｏｌｇ；ｃｏｅｏｐｌｗｃｎｒｌｙｒｓｌｎｒｃｏｉａｎｌｓｄｌｏ；ｆｏｔｏｏ

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中厚板层流冷却控制系统分析
【摘要】中厚板作为使用范围广阔的钢铁品种，被广泛应用在桥梁、造船、机器部件、建筑、军工、油气输送等领域。

随着经济技术的发展，中厚板产品也面临着严格质量要求的挑战。

虽然，目前国内多数钢厂已安装控制冷却系统装置，但由于实际生产中的种种问题，冷却控制系统还未充分发挥其技术潜力。

今后的研究工作，可以加强对冷却过程的自动控制，并不断采用先进的控制技术来提高终冷温度的控制精度；因此，中厚板的生产过程中的控制轧制以及控制冷却技术应运而生，并已取得显著的成效。

本文对此进行了分析，希望从中得到一些启发。

【关键词】中厚；板层；冷却；控制；系统
引言
中厚板作为使用范围广阔的钢铁品种，被广泛应用在桥梁、造船、机器部件、建筑、军工、油气输送等领域。

随着经济技术的发展，中厚板产品也面临着严格质量要求的挑战。

中厚板不仅需要优良的表面质量和板形，还需具备优质的组织力学性能。

因此，中厚板的生产过程中的控制轧制以及控制冷却技术应运而生，并已取得显著的成效。

但国内的控制冷却系统与发展已趋近成熟的国外相比，仍存在一定差距。

因此，中厚板的层流冷却控制系统做进一步研究十分有必要。

一、中厚板层流冷却系统的原理
中厚板的冷却一般采用了层流冷却的控制冷却方式。

其工作原
理在于：冷却装置将流速低、压力小的冷却水喷向钢板，使得钢板表面覆盖层流状态的水层；通过冷却水与高温钢板表面的对流换热，使钢板冷却至目标温度。

一般冷却控制系统中，冷却水最初与钢板接触时，钢板的高温会使冷却水快速沸腾且汽化，导致钢板的表面产生蒸汽膜，而蒸汽膜将对冷却水与钢板之间的换热过程产生严重影响。

相比之下，层流状态的冷却水层可以降低钢板表面蒸汽膜的影响，最大程度得使冷却水与钢板表面进行有效接触，从而提高钢板的冷却效率。

二、中厚板层流冷却系统的控制目标及优缺点
中厚板层流冷却作为一项复杂的非线性过程，其控制目标是钢板的冷却速率以及目标的终冷温度。

这就需要根据中厚板的终轧温度、规格尺寸、钢板品种、冷却速率以及目标终冷温度对喷水区的长度和喷水模式进行调整；同时，冷却水的流量和开启冷却集管的数量也需要随之进行变动，最终力求钢板的目标终冷温度达到工艺要求。

在这一项过程中，钢板进入冷却区前需要根据冷却工艺对各种参数进行严格精确的设置。

层流冷却作为目前应用广泛的控制冷却系统，在中厚板的控制冷却过程中更能其优点：第一，拥有较大的冷却速率和较强的冷却能力；第二，是一种可靠性高且可控性好的冷却系统，其优良的冷却均匀性在钢板宽度方向上比其它冷却方式更加突出优秀；第三，冷却设备采用低压供水，动力消耗相对较少。

虽然层流冷却系统具有以上优点，但在实际生产应用中仍存有
一些缺点，归纳如下：第一，当冷却水柱冲击接触钢板表面之初时,在冲击点处易形成圆形黑区，这个区域内的冷却效果尤其明显，但随着冷却水的扩散，冷却效果急速减弱；第二，扩散的水流将会互相干扰，导致在钢板上滞留的水产生作用较微弱的二次冷却；第三，冷却集管排与排之间的水柱流动容易受阻，前排的冷却水对后排冷却水的流动产生影响，从而降低了整体的冷却效率。

三、目前冷却控制系统存在的问题及分析
因为设计原因以及现场对冷却水要求的变化，目前国内中厚板层流冷却控制系统在实际操作中仍存有部分问题。

这些问题主要集中表现为冷却能力不足、冷却均匀性有待提高、冷却水压不稳定、终冷温度控制精度较低等。

不仅对中厚板的质量产生严重影响，而且无法充分发挥层流冷却控制设备应有的作用。

1、冷却能力的不足
高位水箱的设计是冷却能力的关键点，这包括高位水箱尺寸的设计以及水箱安装的高度确定。

水箱尺寸过小将无法提供所需水量，影响正常的水循环；相反，当水箱尺寸过大时，将造成水量的浪费，导致成本的提高。

水箱的高度不够时，将达不到工艺要求的冷却效果。

2、冷却均匀性有待提高
中厚板的冷却均匀性包括宽度、长度和厚度方向的冷却均匀性。

而厚度的冷却均匀性又包括钢板的内部温度均匀性以及钢板上下
的表面温度均匀性。

在实践生产过程中，由于轧制节奏、喷流水的
流向以及冷却水的强制冷却作用等原因，冷却的均匀性仍有极大的进步空间。

3、冷却水压不稳定
冷却水压是否稳定是影响到钢板冷却效果的另一关键因素。

高位水箱中水的流动形态和冷却集管是与水压相关的两个重要方面。

水压不稳定将致使冷却水的喷流速度对钢板表面的冲击效果产生差异，最终导致冷却不均匀。

4、终冷温度控制精度较低
终冷温度的控制精度是整个层流冷却控制的关键，也是冷却控制系统重要的控制目标。

目前终冷温度的控制主要通过控制数学模型进行，因此冷却数学模型的描述不够准确是终冷温度控制精度不佳的根本原因。

通过对层流冷却过程的换热机理进行严谨分析，就能掌握影响终冷温度的不同因素发生及解决机制。

利用现场实测数据不断对冷却数学模型进行深入优化，建立精确的数学模型，从而使终冷温度的控制精度得到极大提高。

结语
中厚板的生产量已占到整个钢铁生产总量的极大比重，一个国家的中厚板生产水平成为衡量此国家钢铁工业水平的重要标志。

虽然，目前国内多数钢厂已安装控制冷却系统装置，但由于实际生产中的种种问题，冷却控制系统还未充分发挥其技术潜力。

今后的研究工作，可以加强对冷却过程的自动控制，并不断采用先进的控制技术来提高终冷温度的控制精度。

参考文献
[1]于明,周娜,吕海娜等.中厚板轧后冷却过程在线温度模型[j].冶金能源,2009, 28(1):18-21.
[2]温志强,熊坚,王丹等.中厚板层流冷却过程控制系统在九钢的应用[j].钢铁研究，2011,39(4):56-59.
[3]中厚板层流冷却系统分析及数学模型的优化[d].西安建筑科技大学硕士学位论文,2011。