中厚板轧制过程中温度的检测
113_中厚板轧后冷却过程最优温度跟踪控制
n
(3)
式中，常数 a = 17.694(v / wc ) 、 b = 0.37062 、 c = 0.352(v / wc ) ， wc = ∑ wi 是单组集
ρ c p ∂T m
∂ 2T = k ∂t i ∂y 2 i
m
(m > 0, 0 < i < H )
'
(1)
对各个节点进行差商处理，设定 T = [T1 − T∞ , T2 − T∞ ……Tn − T∞ ] 定义为节点 温度向量，将有限差分方程联立写成矩阵形式：
τ τ ∂H ∂ϕ 2 ∂H & (T (τ )) − λ (t )) + ∫ δ T '( + λ )dt + δ p ' ∫ dt 0 0 ∂p ∂T ∂T
ˆ = δ T '(τ )( δJ
(6)
ˆ =0， 由 Pontryagin 最小值原理可知，性能指标 J ( p ) 获得最优解的必要条件为 δ J
即：
. l
1. 协态方程： λ = −Q (T (t ) − Td (t )) − [ A + ∑ pi Bi (t )]' λ (t ) ；
i =1
763
第五届先进结构钢及轧制新技术国际研讨会
2008 年 9 月 沈阳
2. 初始条件： T (0) = T0 ； 3. 横截条件： λ (τ ) = S (T (τ ) − Td (τ )) ； 4. 极值条件： pi = −
钢坯表面温度检测系统在济钢中厚板厂的使用
2012年第29期(总第44期)科技视界Science &Technology VisionSCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界0前言中厚板厂由于轧制品种钢的工艺要求,当钢坯经过高压水除鳞后进入轧机之前,此时需要检测钢坯上下表面的准确温度及温差。
如果温度过高或过低及温差过大都是不能满足轧制工艺要求的,否则容易损害设备和影响产品质量。
目前,上表面测温已经得到很好的解决及广泛的应用,而下表面测温由于现场环境极其恶劣,给测温系统能否长期可靠的运行造成了严重的影响。
因此,需要研制一套过硬的下表面测温系统,再结合上表面测温的数据,经综合处理来满足生产要求。
1方案设计1.1方案描述系统的关键在于,下表面测温系统的硬件设备能否得到长期可靠的保护及如何减少系统的维护量甚至达到免维护。
因此,我们选用英国LAND 公司的SYSTEM4系列红外光纤测温系统作为前端检测设备(中厚板厂目前使用的红外测温仪绝大多数为LAND 产品)。
该系统精度高、采样速度快、可靠性好,它的探头和控制器采用分体设计,通过带保护的光缆连接,探头体积很小,便于加装保护装置。
保护套采用不锈钢全密封结构,内部压缩空气吹扫,外部冷却水喷淋,现场部分的线缆在压缩空气管道内部敷设可以得到有效的保护。
数据处理与控制设备选用SIEMENS S7-200系列PLC 和Wincc Flexible 人机界面,此设备功能强大,质量可靠,控制方式与输出接口灵活多样,便于连接到现有的控制系统中。
1.2系统组成硬件:光纤式红外测温仪、不锈钢探头保护套、不锈钢控制器与阀组现场安装箱、信号处理器、S7200PLC、HMI、不锈钢控制柜、电缆、空气滤清器及水、气管件等。
软件:STEP 7-Micro/WIN 、WinCC Flexible、应用程序。
表1探头的性能指标:测温范围:600~1600℃波长:1um 响应时间:5ms精度:小于等于0.5%K 重复性:小于等于1K适应温度:250℃(不加任何保护)图11.3注意事项保护套底座与钢坯下表面的距离不大于600mm,探头的瞄准角度与垂直方向夹角不大于45度,保护管长度可调且配有双重保护,能有效防止异物落入。
HSLAQ345D中厚板韧脆转变温度测定与分析
－２９．３ －４０．９
－３１．８ －３９．５
冲击韧性的影响因素很多。冲击试样的加工精 度 、化 学 成 分 、显 微 组 织 、应 力 状 态 、强 度 和 冲 击 载 荷 等 ，都 会 不 同 程 度 地 影 响 材 料 的 冲 击 韧 性 ，即 缺 口 断 裂敏感性。材料的强度又存在“厚度效应”［４］，所 以， 即使取相同厚度的 试 样 进 行 缺 口 试 验，也 会 得 到 不 同的冲击韧性。试样１和试样２在钢板中的位置如 图５所示。
Ｒｍ／ＭＰａ ５２５ ５６５
４７０～６３０
Ａ／％ ３０．５ ２９．５ ≥２１
冷弯 合格 合格
２．３ 金 相 组 织 及 夹 杂 物 分 析 试样 １ 和 试 样 ２ 的 金 相 组 织、晶 粒 度 以 及 夹 杂
物评级如表３所示，图 １ 为 试 样 １ 和 试 样 ２ 的 心 部 金相组织。
· ９７ ·
表４为拟合结果。
表 ４ Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ 函 数 拟 合 结 果
Ｔａｂｌｅ ４ Ｆｉｔｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
钢种
规 格／ 剪切断面
ｍｍ 率拟合
ＤＢＴＴ／℃ 冲击值 侧膨胀
拟合
率拟合
平均
１２ Ｑ３４５Ｄ
２５
－３５．１ －４０．１
－３０．９ －３７．５
１ 试验方法
试验 材 料 为 ＨＳＬＡ Ｑ３４５Ｄ 中 厚 板，从 规 格 为 １２ｍｍ 和 ２５ｍｍ 的 钢 板 上 制 备 Ｖ 型 缺 口 试 样，在 Ｎ１５００Ｆ 全自动冲击试 验 机 上 进 行 系 列 温 度 冲 击 试 验，试验温度分 别 为 ２０、０、－１０、－２０、－２５、－３０、 －３５、－４０、－５０、－６０、－７０、－８０℃，试 验 方 法 符 合 ＧＢ／Ｔ２２９—２００７标准要求。
中厚板板坯轧制温度建模研究
中厚板板坯轧制温度建模研究【摘要】本文以国内某中厚板轧制现场为背景，研究了中厚板板坯轧制温度建模问题。
通过分析轧制过程中影响板坯的各种温度要素，结合真实数据和经验公式，给出了不同情况下的温度边界条件。
进而选用二维有限差分方程来建立板坯温度场模型，本文基于真实现场数据，给出并分析模型计算生成的温度变化结果曲线图。
【关键词】中厚板有限差分温度场轧制数学模型在中厚板生产过程中，温度是非常重要的几个工艺参数之一。
中厚板轧制生产线上设有几组测温仪，可以对具体点的钢坯温度进行测量跟踪，但是p2 温度建模的基本理论建立板坯的温度场模型建立在传热学的基本理论基础上，利用数值模拟方法（有限差分、有限元等）进行温度场网格模型的建立。
传热学是一门研究物体热量传递规律的学科，可以用来研究在机件冷热加工过程的热传递问题。
基本的传热方式有三种：热传导，对流，以及辐射。
2.1 热传导例如本课题的板坯从加热炉出炉直到卷取成品，贯穿始终的都存在温度梯度差，从而发生热传导现象。
物质温度梯度下的内部热量传递速率，遵循以下公式：2.2 热对流对流现象一般发生在固体和与其相接触的流体相对运动时，两者之间会发生热量交换，对流分为强制对流和自然对流（如图2）。
2.3 热辐射热辐射是一种基于电磁波的热量传播，在真空与介质中都能进行。
热辐射传播的热量与绝对温度的四次方成正比，描述此关系的Stefan-Boltzmann定律如下：3 中厚板轧制温度场有限差分模型的建立建立中厚板轧制温度场差分模型，需要对整个过程的温度影响因素进行全面分析，抽象出若干个模型，针对每一个过程，利用有限差分法建立数学模型，求解数学模型方程组，得到最终的数值结果。
3.1 生产过程中温度分析中厚板生产中板坯的轧制过程是一个非常复杂的非稳态导热过程，板坯内部温度场不仅跟内部节点的位置有关系，而且也是一个关于时间的函数，即某一点在某一时刻的温度可以表示为某一个函数。
中厚板轧制过程中轧件温度主要受到以下几个方面因素的影响：（1）辊道运送过程中，高温板坯对外热辐射损失热量，以及与外界空气的热对流作用。
中厚板结构件的三大试验
一、温度冲击试验：
将样品放入温度冲击试验箱中；先在-40℃±2℃的低温环境下保持1h ，在1min内将温度切换到+85℃±2℃的高温环境下并保持1h ，共做24个循环（48 h）。
试验完成后，检查产品的外观，并测试油漆，丝印的附着力、耐磨性。
结果判定：产品表面无异常，附着力和耐磨性等测试合格。
二、低温试验：
把试验样品按正常的状态下放入低温试验箱,启动低温箱,使箱内温度逐渐降低到规定的贮存温度-40度，并保持96小时的低温贮存持续时间。
切断低温箱电源，试验样品继续留在箱内，温度逐渐恢复到标准大气试验条件下，直至试验样品达到温度恢复时间后，对试验样品进行外观检查和机械的检测。
结果判定：无外观变化（诸如变色，破损，变形，等现象）；
三、高温试验：
把试验样品按正常的状态下放入高温试验箱，启动高温箱,使箱内温度逐渐升高到规定的贮存温度+70度，并保持96小时的低温贮存持续时间。
切断高温箱电源，试验样品继续留在箱内，温度逐渐恢复到标准大气试验条件下，直至试验样品达到温度恢复时间后，对试验样品进行外观检查和机械的检测。
结果判定：无外观变化（诸如变色，破损，变形，等现象）；。
在轧制过程中,如何才能最好的检测炉卷轧机上的板卷温度？
在轧制过程中，如何才能最好的检测炉卷轧机上的板卷温度？什么是炉卷轧机？炉卷轧机，也被称为可逆精轧机，很多人会问和仅有一字之差的可逆轧机有什么区别呢？ 两者基本上类似，但有一点不同：2块板卷封闭在加热炉中用来向轧机供给材料。
一块板卷位于入口一侧，另一块在出口一侧。
板卷拉着材料通过轧机，所以这个过程相比起轧，更像是拉。
卷取机允许在轧件上有额外的热残留和热一致性，反过来，生产改善了整个轧制产品的均匀性。
被轧制的材料往复通过轧机直至达到所需厚度，这很像一个可逆轧机。
每次材料改变轧制方向，它就会通过一个轧辊，使其减小一定的厚度。
材料进入和退出轧辊的温度对调整过程参数是非常重要的，如板卷每轧一次减少的厚度，板卷的速度和通过轧机的次数。
如此复杂的测量维度，该怎么监测呢？使用高速线扫描仪MP1501M或MP1502M是一种理想的解决方案。
炉卷轧机需要一套线扫描仪去测量每个轧件从头至尾的温度。
最初，客户用一台点温仪瞄准板卷中心，但当他们为航空/军事应用的特殊钢时，客户提高了技术要求，规范要求测量整个轧钢表面的温度图。
整个工艺有11道工序，每道工序都必须记录当前区域的温度图像。
特殊钢不被重新轧制，因此合适的轧钢温度是重要的。
其次，每个特殊的钢卷成本约10万美元，如果他们不符合规格，板卷不能被重新利用再次轧制，会造成很大的浪费。
理解和控制温度这个关键的参数，极大地影响着冶金工艺。
而MP1501M 或MP1502M能提供完善的可追溯的板卷温度分布图，通过精密的温度控制优化板卷的冶金工艺。
产品介绍MP150高速红外扫描测温仪为连续的或非连续的生产过程提供实。
钢坯表面温度检测系统在济钢中厚板厂的使用
钢坯表面温度检测系统在济钢中厚板厂的使用【摘要】钢坯表面的温度检测在轧钢生产过程中起着举足轻重的作用，准确、稳定的表面温度检测对指导生产有重要意义。
【关键词】plc；红外光线测温；人机界面0 前言中厚板厂由于轧制品种钢的工艺要求，当钢坯经过高压水除鳞后进入轧机之前，此时需要检测钢坯上下表面的准确温度及温差。
如果温度过高或过低及温差过大都是不能满足轧制工艺要求的，否则容易损害设备和影响产品质量。
目前，上表面测温已经得到很好的解决及广泛的应用，而下表面测温由于现场环境极其恶劣，给测温系统能否长期可靠的运行造成了严重的影响。
因此，需要研制一套过硬的下表面测温系统，再结合上表面测温的数据，经综合处理来满足生产要求。
1 方案设计1.1 方案描述系统的关键在于，下表面测温系统的硬件设备能否得到长期可靠的保护及如何减少系统的维护量甚至达到免维护。
因此，我们选用英国land公司的system4系列红外光纤测温系统作为前端检测设备（中厚板厂目前使用的红外测温仪绝大多数为land产品）。
该系统精度高、采样速度快、可靠性好，它的探头和控制器采用分体设计，通过带保护的光缆连接，探头体积很小，便于加装保护装置。
保护套采用不锈钢全密封结构，内部压缩空气吹扫，外部冷却水喷淋，现场部分的线缆在压缩空气管道内部敷设可以得到有效的保护。
数据处理与控制设备选用siemens s7-200系列plc和wincc flexible人机界面，此设备功能强大，质量可靠，控制方式与输出接口灵活多样，便于连接到现有的控制系统中。
1.2 系统组成硬件：光纤式红外测温仪、不锈钢探头保护套、不锈钢控制器与阀组现场安装箱、信号处理器、s7200 plc、hmi、不锈钢控制柜、电缆、空气滤清器及水、气管件等。
软件：step 7-micro/win 、wincc flexible、应用程序。
表1探头的性能指标：测温范围：600～1600℃波长：1um响应时间：5ms精度：小于等于0.5%k重复性：小于等于1k适应温度：250℃（不加任何保护）图11.3 注意事项保护套底座与钢坯下表面的距离不大于600mm，探头的瞄准角度与垂直方向夹角不大于45度，保护管长度可调且配有双重保护，能有效防止异物落入。
中厚板板坯轧制温度建模
研究方向
未来研究方向包括温度场模型的 进一步完善、传感器技术的提升 以及数据处理和分析方法的改进 等。
技术推广
该技术可以推广应用于其他金属材 料和加工领域，为提高生产效率和 产品质量提供新的解决方案。
06
结论与展望
研究成果总结
建立了基于物理模型的温度场计算方法，该方法考虑了轧制过程中的动态热过程 和相变过程，能够准确预展针对不同材料 、不同轧制条件下的实验研究，以 扩大模型的适用范围和提高其普适 性。同时可以结合现代先进计算技 术和人工智能方法，对模型进行进 一步改进和优化，提高其预测精度 和效率。
07
参考文献
参考文献
标题：中厚板板坯 轧制温度建模与应 用
出版年份：2020
作者：张三, 李四, 王五
03
模型的适用性分析
在验证和优化模型后，需要对模型的适用性进行分析。需要考虑模型
的计算量、预测精度和鲁棒性等因素，以确定模型是否适用于中厚板
板坯轧制过程的温度控制。
05
温度场模型的应用
在线温度监测系统的开发
开发背景
中厚板板坯在轧制过程中，温度分布和变化对产品性能和 质量具有重要影响。为了实现精细化控制，开发了在线温 度监测系统。
02
轧制工艺及温度场模型概 述
轧制工艺简介
轧制工艺的基本原理
轧制是通过两个旋转的轧辊将金属坯料压缩，使其形状和尺寸发生变化的过 程。
中厚板板坯轧制的特点
中厚板板坯轧制具有其独特的工艺特点，如多道次轧制、轧制过程中温度变 化大等。
温度场模型的基本理论
传热学基本原理
包括热传导、热对流和热辐射三种基本传热方式。
04
温度场模型的建立
中厚板轧制过程中的温度模型
Κp (i- 1, j ) —Σ0+ ( i- 1) ∃ Σ时刻第 j 层金属的导热率,W (m 2·℃) ;
Ε—轧件的黑度, 在轧制温度范围对碾轧过的钢板表面可取黑度 Ε= 015;
Ρ0—辐射常数, Ρ0= 51675×10- 8W (m 2K4) ;
Α(i- 1, 1) —Σ0+ ( i- 1) ∃ Σ时刻第 1 层 (表层) 金属的对流放热系数,W (m 2·℃)。
(6)
式中: C ,M n, Si—钢中碳, 锰和硅的含量, % ;
K —温度影响系数。
根据文献〔1〕提供的数据, 用回归分析方法可得到
K = 1. 01 -
0.
284
[
t
( i21, j 1000
)
]
-
0.
531
[
t
( i21, j 1000
)
]2
+
0.
462
[
t
( i21, j 1000
)
]3
(7)
2
t(i -
1, j ) ]∃Σ
(2) 式中:
Ξ 收稿日期: 1998207231
13 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
F S —轧件的一半表面积, m 2、F S≈ B L , 这里 B , L 分别为轧件的宽度和长度; F —轧件的水平截面积, m 2, F = B L ;
tp0 -
tp =
Qs
cp Χp F c∆p
=
Κs
( tp0 - tr0) F c cp Χp F c∆p
中厚板质量控制与检验
中厚板质量控制与检验1.前言经过一系列工序生产出质量优良合格的产品，以满足用户的要求。
中厚板质量控制与检查工作是非常重要的，一旦在用户那里浮现了质量问题，将会造成不可设想的后果与惨重的损失。
因为绝大多数中厚板的使用领域极其重要，而且质量要求与标准逐年提高。
因此，中厚板的质量指标高于其他钢材。
中厚板应把质量控制与检查工作始终贯彻到生产全过程中。
虽然炼钢在原料控制与检查方面已做了大量工作，不合格的不往下道工序传递，但是轧钢工序检查工作仍然不可或者缺，惟独每道工序把好质量关，才干做到万无一失。
2.中厚板质量控制中厚板质量控制普通从原料开始直至成品钢板出厂交货为止，每一道工序都应把好质量关。
原料方面要控制炼钢及连铸生产，没有好的原料是生产不出好的钢板。
为了严格控制中厚板质量，应从生产流程每道工序着手，并将产生缺陷的种类、形态、形成原因、危害性以及拯救措施等逐项进行研究，从中制定出控制方案。
生产工序中常见缺点有：1 )炼钢方面钢锭有缩孔、偏析、气泡、气孔、分层、裂纹及结疤等；连铸板坯有表面裂纹、内部裂纹、夹杂、皮下气泡、偏析、疏松、毛刺及尺寸偏差不合格等；二次开坯有裂纹、折叠、身子及结疤等。
2 )加热工序容易浮现有过热、过烧、脱碳、划伤及氧化铁皮过厚等。
3 )除鳞主要是一次铁皮未除尽，压入后产生凹坑、大片面积形成为麻点。
4 )轧制工序形成的缺陷包括尺寸偏差不合格、镰刀弯、瓢曲、波浪度、不平直、麻点、残存应力、组织缺陷及表面缺陷等。
5 )快冷过程中浮现瓢曲、波浪度、不平直、组织与力学性能不均匀或者不合格，及残存应力等。
6 )热矫缺陷有压痕及不平直等。
7 )冷却有时会划伤及平直度不高等。
8 )剪切有剪弯、塌边、毛边、剪裂、凸肩、尺寸不合与偏差过大，错牙及板形不正等。
9 )火焰切割普通只浮现切不齐与尺寸偏差超差等缺陷。
10 )抛丸涂漆工序有时会产生漆层划伤、铁皮不除尽等。
11 )热处理容易板面划伤、斑马纹、性能不合格及不平直等。
轧制工艺参数测试技
轧制工艺参数测试技术在轧制工艺中，各种参数的测试对于保证产品质量和提高生产效率都具有非常重要的意义。
以下将详细介绍轧制工艺参数测试技术的主要方面。
1.轧制力测试轧制力是轧制过程中最重要的参数之一，它直接反映了轧机对材料的加工能力。
测试轧制力可以帮助操作人员了解轧机的负载状态，防止过载或欠载，从而提高生产效率。
常用的轧制力测试方法包括电阻应变片法和液压传感器法。
2.轧制速度测试轧制速度是衡量轧机生产效率的重要参数。
通过测试轧制速度，可以了解轧机的运转情况，判断生产线的流畅程度。
一般采用编码器和测速发电机等方法进行测试。
3.轧制温度测试轧制温度是影响材料塑性和变形抗力的关键因素。
测试轧制温度可以帮助操作人员调整工艺参数，控制材料变形和组织转变，提高产品质量。
常用的轧制温度测试方法包括热电偶法和红外测温法。
4.轧制变形量测试轧制变形量是衡量材料在轧制过程中变形程度的重要参数。
测试轧制变形量可以帮助操作人员了解材料的加工性能，控制产品的形状和尺寸精度。
常用的轧制变形量测试方法包括位移传感器法和电阻应变片法。
5.轧制材料性能测试在轧制过程中，材料的性能对产品质量和生产效率有着重要影响。
测试轧制材料性能可以帮助操作人员了解材料的力学性能和组织结构，从而更好地调整工艺参数。
常用的轧制材料性能测试方法包括拉伸试验、冲击试验和硬度试验等。
6.轧制润滑条件测试在轧制过程中，润滑条件对产品的表面质量和生产效率具有重要影响。
测试轧制润滑条件可以帮助操作人员了解润滑剂的润滑效果和对环境的影响，从而更好地选择和使用润滑剂。
常用的轧制润滑条件测试方法包括摩擦系数测试和润滑剂性能测试等。
7.轧制坯料尺寸测试在轧制过程中，坯料的尺寸对产品的形状和尺寸精度有着重要影响。
测试坯料尺寸可以帮助操作人员了解坯料的形状和尺寸精度，从而更好地控制产品的加工过程。
常用的坯料尺寸测试方法包括卡尺测量法和磨床测量法等。
总之，对轧制工艺参数进行测试是保证产品质量和提高生产效率的关键手段。
中厚板轧制过程中的检测与质量控制技术及新进展
薄板轧制过程中的检测与质量控制技术材料成型与控制技术崔宁 61号摘要：本文介绍了薄板在轧制过程中的各种检测技术和质量控制技术，并对目前这些技术所取得的一些新的进展作了说明。
关键词：薄板、检测、质量控制、新进展冷轧薄板等多晶材料经不同的加工工艺（例如轧制、退火等）处理后，在不同程度上存在某些晶粒的取向沿某一特定方向排列的现象，称为择优取向或织构。
织构常常产生于钢铁材料的一些过程中，它的存在在导致薄板力学性能的各向异性，从而影响薄板的成形性。
随着GSP技术和冷轧技术的不断发展，织构已越来越成为描述薄板性能不可缺少的一部分，如何有效地控制薄板中有利性能的织构就显得尤为重要。
1、织构的检测（1）织构的检测方法测定金属织构的方法有X射线法（XRD）、电子背散射衍射法（EBSD）、磁转矩法、中子衍射法及光学测角法等，其中XRD法和EBSD法是目前通用的测量材料织构的实验方法。
XRD法的基本原理是将X射线探测器置于符合布拉格方程中，试样围绕入射点做空间旋转，使各方位的晶粒都进入衍射方位，连续测量衍射强度。
若试样无织构，则强度不变，若试样存在织构，强度随试样的方位的变化而变化。
衍射强度正比于发生衍射晶面的极点密度。
将强度分级，按其相应的方位在极赤面投影图上，就得到极图，由极图即可分析试样的织构信息。
测量在带有织构测量附件的X射线衍射仪上进行。
为了解决宏观统计性分析与微观局限性分析之间的矛盾，在扫描电子分析的基础上开发出了EBSD法，或称为EBSD检测手段。
EBSD法使材料织构测量技术进入了亚微米数量级。
EBSD是以入射电子束作为单色波照射在试样上，在试样表面发生弹性散射与非弹性散射后形成点源，该点源与试件内某个晶粒发生布拉格衍射，并在三维空间形成两个辐射圆锥。
2 热轧中高精度凸度和板形控制系统(1)、设备构成和基本的控制构思热轧精轧中的设备构成。
凸度主要是由安装在精轧机后段的交叉轧机的角度设定形成的，通过高响应、强力工作辊弯辊装置。
中厚板轧制过程智能化温度预报模型
中厚板轧制过程智能化温度预报模型
谭文;刘振宇;支颖;吴迪;郑芳;王巍
【期刊名称】《钢铁研究学报》
【年(卷),期】2006(18)12
【摘要】采用有限元(FEM)程序模拟计算了中厚板轧制过程中的温度变化,得到与实测温度符合甚好的模拟结果。
以模拟计算结果为基础,建立了BP神经网络和回归温度预报模型。
采用两种模型对中厚板热轧过程中轧件表面温度变化情况进行了预报。
结果表明,神经元网络模型的预报值较回归模型更接近FEM模拟计算值和实测值,可将神经元网络模型应用于中厚板轧制过程中轧件表面温度变化的在线预报。
【总页数】4页(P23-26)
【关键词】BP神经网络模型;回归模型;在线温度预报;中厚板轧制
【作者】谭文;刘振宇;支颖;吴迪;郑芳;王巍
【作者单位】东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室;宝山钢铁股份有限责任公司研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TG335.5
【相关文献】
1.中厚板轧制过程中的温度模型 [J], 徐申
2.中厚板轧制过程中的轧制力和轧制力矩数学模型 [J], 徐申
3.重轨万能连续轧制过程温度预报的数学模型 [J], 芦忆萱;赵刚;叶传龙;金梁;熊建
良;董茂松
4.中厚板轧制过程中力能参数的预报模型 [J], 董洪波;康永林;孙浩;王丰祥;王春梅
5.中厚板轧制过程控制中轧件的平均温度模型 [J], 祝夫文;赵忠;胡贤磊;刘相华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
中厚板轧制规程
附录3：中板轧钢轧制工艺参数
表5
注意：（1）钢坯的降温和钢坯的表面积有关，轧薄规格降温要比轧厚规格的降温快，注意把握轧制节奏。
（2）粗轧转钢控制宽度的道次辊缝(也就是最后一道横轧道次辊缝)需要严格按照规程中规定辊缝值进行摆辊缝，否则会出现宽度超差，判为废品。
具体计算说明
（1）如果轧废，总分为系统检查分值；
（2）正钢坯常钢坯没有轧废，总分= 系统检查的分值+轧制时间得分+成本得分+粗轧规程选择得分+
粗轧异常工况正确处置得分+粗轧操作流程得分；
（3）需要跳过轧制钢坯，正确跳过，总分= 系统检查的分值+轧制时间得分+成本得分++粗轧规程选择得分+
粗轧异常工况正确处置得分+粗轧操作流程得分，这里轧制时间得分和成本得分都为单独项的满分。
过程轧钢加热炉均热端温度‘的测量过程.word
测量过程计量要求导出记录记录编号：XD/CX-CL-05-02 序号：测量过程名称 加热炉均热段温度测量测量过程使用单位 热轧厂 导出日期2013.10.20导出人*****1.工艺控制要求及依据： 1.1依据《轧钢工艺技术规范》。
1.2加热炉均热段温度测量范围为（800-1200 ）℃。
1.3加热炉均热段温度允许变化量±25℃。
2.转化为测量过程的计量要求：2.1测量范围：由于被测对象性能的特殊性，适当扩大测量范围，可选在（1000-1400）℃ 2.2最大允许测量误差：Δ=±25/(3~10)=8.3℃。
取3倍的2.3允许不确定度：标准不确定度δ=T/（6*MCp ）＝25 /（6×1.1）＝3.8 ℃；k 取2，扩展不确定度为7.6℃。
Mcp=1.1~1.3时测量能力基本满足，取1.1 2.4环境条件：无特殊要求，常温常压。
2.5分辨力：1℃。
2.6操作者资质：经过集团公司培训，有上岗培训证书。
2.7测量程序：依据《轧钢工艺技术规范》进行操作。
3.导出测量设备计量要求：3.1测量设备的量程：考虑仪表使用性能，测量设备的量程应大于测量过程的控制范围，一般选为（0-1500）℃。
3.2确定测量设备的允许误差及准确度等级。
因为此测量过程属于自动测量，测量过程的误差全部由测量设备产生，其他人为和环境因素微乎其微，所以取测量设备的最大允许误差为测量过程允许误差的的80%，所以Δ=±8.3℃*80%=6.6℃。
3.2.1查阅说明书，目前AI 模块准确度等级为0.2级，最大允许误差Δ1为3℃。
3.2.2热电偶的允许误差Δ2=2221236.6-=∆-∆=5.9℃，根据此过程的温度范围，热电偶需选用高温热电偶B 型，III 级 3.4分辨力：0.1℃ 4.现场配备的测量设备：测量设备名称 规格型号 测量范围准确度等级最大允许误差 分辨率 热电偶（应配） B （0～1500）℃ III ±5.9℃ 0.1℃ AI 模块（应配） / （0～1500）℃ 0.2 ±3℃ 0.1℃ 热电偶（实配） WRB（0～1500）℃ III±4℃ 0.1℃ AI 模块（实配）1756-IF16 （0～1500）℃ 0.2±3℃0.1℃5.结论：实际配备的测量设备基本满足计量要求。
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薄板轧制过程中的检测与质量控制技术
中厚板生产各个工序要求检测出板坯与成品重量、轧件的尺寸、温度、平面板形、平直度、浪形、镰刀弯、头尾形状、内部质量（如分层、夹杂物聚集情况）及表面质量（如结疤、划伤）等。
另外，尚需检测出轧制力、速度、位置、计数，以及炉子上用检测仪表等。
目前，中厚板检测技术由于检测元件、传感器、通讯及计算机等技术的迅速发展，已走向专业化、智能化及自动化阶段，使检测功能、精度及管理水平大大提高。
中厚板生产环境比较恶劣，如灰尘、烟雾、水蒸汽、钢板表面的氧化铁皮、积水、光洁度、平直度以及钢板跳动等外界因素都会不同程度影响检测的效果。
因此，除了检测装置提高适应能力以外，尚需采取一些排除这些干扰的措施。
目前，检测装置测量精度高、误差小、速度快、效率高、且能在线校正，减少了操作与维护人员，且大多数均实现自动化、计算机跟踪与实际监控反馈。
中厚板检测技术
中厚板检测技术一般分为板形、工艺、标记及检验4部分。
板形检测有平面板形、平面轮廓、测宽、测长、测厚、凸度、镰刀弯、平直度、头尾形状及浪形等仪器。
工艺检测有温度、测压、测速、称重、计数、位置、板面缺陷及超声波探伤等装置。
其中还包括有冷金属检测器或光电开关、热金属检测器、激光检测器、增量型编码器、速度检测器、位置检测器及接近开关等元件。
标记有喷字、打印及贴标等仪器，也可将3种仪器组合在一台仪器上，具有3种标记的功能。
检验有力学性能、内部质量、化学成分、焊接性能及磁性等项目。
力学性能包括有拉伸、弯曲、冲击、硬度及蠕变等；内部质量除工艺检测中超声波探伤以外，还需做晶粒度与硫印等；化学成分需做C、Mn、Si、P、Nb、Cr及Ni等主要成分分析；焊接方面除做交流与直流以外，尚需各种温度下大热量输入试验；磁性试验要测定高斯值，以满足低温用板的焊接要求。
检测影响因素
外来环境条件对检测有很大的影响，特别是中厚板厂为热态生产、钢板表面铁皮、积水、水蒸汽、粉尘、板面粗糙不平，且给光线与空气造成不良的影响，轧
制过程中设备与钢板的震动，也会使仪表造成很大的误差。
除了轧机上防止外界各种干扰以外，还应采取：
（1）空气吹刷。
（2）水冷却。
（3）设备与系统上增设有效的措施。
如防震阻尼、防高温，测量方法上如测宽与平直度用双三角法，测温用热辐射、平面板形用双成像扫描，测长用多普勒反射，测厚用衰减法C形架、UST用穿透与双反射等。
（4）在线校正与故障诊断，以补救外界的不足。
（5）加强元件自身的保护。
（6）增加补偿系统，耐高温、防震。
检测仪
下面对常用且比较重要的检测仪进行介绍：
（1）称重装置
为了知道和校验原料和成品板重量，一种是称量，另一种是按理论计重，一般设称重装置居多。
称重装置有机械式和电子式两种。
前者最小分辨率为10kg，精度达±10kg，最重可达30t；多设于板坯库和成品库内。
电子秤安置在辊道上，升起静态称重，也可装在吊车上。
附有重量记录器，可指示单块板重，也可指示出钢板的累重。
目前板坯称重多为机械式。
（2）温度计
温度计主要用于中厚板生产过程中各项关键设备前后原料和钢板温度的检测，以便控制原料的装炉、加热及出炉，除鳞后，轧机的开轧、等轧及终轧；快冷装置的开冷、均匀及冷后；热矫的开始及终了；冷床的入口及出口、超声波探伤前、剪切前、热处理加热、出炉及淬火后，冷矫前及涂漆后等原料和钢板的实际温度。
温度计型式分为固定式和扫描式，后者主要用于ACC前后。
除炉内测温采用热电偶以外，其它均采用红外，可检测人眼很难判断的最高温度，且能适应氧化铁皮、水滴、蒸汽等恶劣环境的要求。
（3）测压装置
测压装置可测出每个道次轧制力，确保轧辊与机架牌坊的安全工作及轧制钢
板的质量，并能充分发挥轧机的能力。
同时可配合计算机程度控制实现轧机自动化操作。
可分为压磁式和电阻应变式两种。
压磁式适合于AGC系统，因此，目前采用较普遍。
压磁式优点是灵敏度高，不要放大器即可满足毫安表指示或控制用信号功率；对负荷分布不均匀性并不敏感，测量精度可达±1%以下；而且对环境温度也不敏感。
（4）测厚仪
钢板测厚是一项必需的工序，老式采用接触式，其劳动强度大、效率低、误差大。
目前均采纳非接触式，以γ射线为主，少数厂也用X射线和激光方式。
新的测厚仪布置在距轧机中心线2m左右地方，把分离的线源与检测装置安在机架牌坊上，并放在机械阻尼缓冲器的恒温槽内，解决了轧机高温潮湿与咬钢时冲击振动的问题，保证了AGC的高精度。
γ射线宜用于中厚板，而X射线用于冷热薄板。
γ射线距轧机12～13m，检查安全距离2m，经过该装置上空吊车司机室底需镶铅板防护，防板头撞上，板面以空气吹除、板温不同测厚也有误差需补偿，一般测中间与板边，两者之差为凸度。
（5）测长仪
定尺剪剪切钢板前测量钢板长度，测长仪有两种形式：剪机定尺机；测长辊。
（6）测宽仪
以激光平行光扫描方式，用半导体激光20～40MW（级别IIIa），多边棱镜转速为1800rpm，测距板面上3～5m，板温为常温至1100℃，板上下移动～1000mm，板速最大5m/s，测头到控制盘距离最大50m，控制盘设置条件：周围温度10～40℃，且不结露，测定精度±2mm，板宽方向响应性约20mm。
（7）平面板形仪
平面板形仪（PSG）由光幕式检出器、宽度计、测长计、钢板温度计、钢板检出器等组成，在辊道上输送钢板，每移动钢板一定距离，计算机上读出钢板宽度方向位置，以长与宽的坐标在计算机上可知钢板平面板形。
根据订货规格，对该钢板设定最适合的剪切预定线。
该板形仪除了画线、标记、自动剪切、出现镰刀弯需分段、定尺、取样、检查板宽以外，还可提供板坯的准确尺寸和平面板形动态控制的基础。
由计算机给画
线机发出画线准确位置的数码信息，为剪切线高速准确剪切创造了有利条件。
（8）平面轮廓仪
平面轮廓仪是以红外线转鼓透镜折射系统或电荷耦合器件（CCD）与激光系统对钢板的红外线辐射进行机械扫描，测量出钢板轮廓外形，特别是展宽与成形阶段的板形，避免非矩形钢板的出现，特别是钢板头尾部鱼尾与舌头过大。
通过POG给平面板形控制、HAGC、AWC、头尾形状及镰刀弯等提供操作信息，可大大减少切损，如日本采用POG后能提高成材率达0.5%左右。
这台仪器一般都安装在粗轧机前后地方，以便及时纠正不规则的板形出现。
（9）平直度仪
平直度是中厚板板形的一项质量指标，现代化中厚板生产均采用平直度仪测出钢板中波边等不良板形，以便采取补救措施。
平直度仪一般以激光非接触方式，将轮廓检测摄像机照于板面激光点，按板凹凸不平激光位置变化算出变动位量，板输送中上下震动干扰，测出输送板两点差，以板延伸率方法求出，并以双梁三角式消除震动干扰，一般沿板宽设置多台双梁三角式激光变位仪，即可测得整块板的平直度。
平直度仪多半设置在轧机后、热冷矫直机后及成品收集前，以监视钢板平直度情况。
（10）激光对线装置
该装置设在切边剪前，以便对正装置移动钢板对准两条激光投射红线，一条为固定，与固定剪切线相一致，而另一条为移动，与移动剪切线随动并保持一致。
移动架由AC电动机经滚轴丝杆传动，并与移动剪机相联锁。
每个架子有两个激光发生器，如钢板长度在40m以下时，设一对移动与固定架即可；更长钢板时，可设两对架子，投射红线更长一些，对线可全面一些。